三相異步電機(jī)教材課件

第3章三相異步電機(jī)U0t直流電壓恒定且極性不變化~u0t交流電壓的極性周期性地變化每秒鐘極性改變的次數(shù)稱為頻率，單位赫茲（Hz）中國的電壓額定頻率為50Hz，國外如日本、美國的電壓額定頻率為60Hz。交流電動機(jī)電動機(jī)直流電動機(jī)鼠籠式繞線式異步機(jī)同步機(jī)他勵、異勵、串勵、復(fù)勵鼠籠式異步交流電動機(jī)授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性、控制方法

電動機(jī)的分類實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能互相轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械稱為電機(jī)。把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)稱為發(fā)電機(jī)；把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)稱為電動機(jī)?！?.1三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相鼠籠式異步電動機(jī)如圖三相異步電動機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)磁鐵閉合線圈e方向用右手定則確定f方向用左手定則確定磁場旋轉(zhuǎn)§3.2三相異步電動機(jī)的工作原理磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線長磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流

i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致

結(jié)論：2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢異步一、基本工作原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。U2U1W2V1W1V2n1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n電動機(jī)運(yùn)行時的實(shí)際轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n。2.同步轉(zhuǎn)速n1電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速也稱為同步轉(zhuǎn)速n1。根據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將小于磁場的轉(zhuǎn)速，即n＜n1。若二者相等，轉(zhuǎn)子就沒有切割磁力線作用，轉(zhuǎn)矩也就消失了，因此轉(zhuǎn)子不可能以n1的轉(zhuǎn)速正常運(yùn)行。電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機(jī)轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速之比。即：電動機(jī)起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場?！?.3三相異步電動機(jī)的運(yùn)行分析定子繞組通入三相交流電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電流與磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)問題:旋轉(zhuǎn)磁場又是如何產(chǎn)生的呢?旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出()電流入XAXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下AXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：AXYCBZAXBZAYC電流變化一周，合成磁場在空間旋轉(zhuǎn)360°（一轉(zhuǎn)），且旋轉(zhuǎn)方向與線圈中電流的相序一致。旋轉(zhuǎn)方向：取決于通入繞組的三相電流的相序。2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向A相B相C相(相序:電流達(dá)到最大值的先后順序）相序：ABC旋轉(zhuǎn)方向:ABC

AXYCBZ當(dāng)三相電流的相序改變后：A相C相B相相序：A

CBXBZAYCAXYCBZ改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：只需換接其中兩相電源線?？梢姡篈相B相C相相序：ABC旋轉(zhuǎn)方向:ABC

A相C相B相相序：ACB旋轉(zhuǎn)方向:ACB

3、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小

一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°。AXYCBZAXYCBZAXYCBZ旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小電流頻率為fHz，則磁場1/f秒旋轉(zhuǎn)1圈，每秒旋轉(zhuǎn)f圈。每分鐘旋轉(zhuǎn)：n1稱為同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：AXYCBZ（磁極數(shù)：2）極對數(shù)（P）的改變C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'四極旋轉(zhuǎn)磁場在電流變化一周時，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)180°極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系由以上分析可以看出，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)、定子電流的頻率之間存在著一定的關(guān)系。一對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一周時，磁場在空間轉(zhuǎn)過360°（一轉(zhuǎn)）；兩對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一周時，磁場在空間轉(zhuǎn)過180°（1/2轉(zhuǎn)）；由此類推，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有p對磁極時，電流變化一周，其旋轉(zhuǎn)磁場就在空間轉(zhuǎn)過1/p轉(zhuǎn)。常轉(zhuǎn)速是以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表示的，所以旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為式中:n1——旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，又稱同步轉(zhuǎn)速，單位為r/min；f1——定子電流的頻率，單位為Hz；

p——旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)。三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速國產(chǎn)的異步電動機(jī)，定子繞組的電流頻率為50Hz，所以不同極對數(shù)的異步電動機(jī)所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速也就不同例1：三相異步電動機(jī)p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：一、三相異步機(jī)銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)§

3.6三相異步電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)與電機(jī)的選擇在三相電動機(jī)的外殼上，釘有一塊牌子，叫銘牌。銘牌上注明這臺三相電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理（包括重繞組）三相電動機(jī)的重要依據(jù)，銘牌的主要內(nèi)容如下。

三相異步電動機(jī)型號

Y132S2-2電壓380V接法△容量

7.5kW電流15A工作方式連續(xù)轉(zhuǎn)速

2900r/min功率因數(shù)0.88溫升

80℃頻率

50Hz絕緣等級B重量

×××××電機(jī)廠

產(chǎn)品編號×××

年

月1、型號為了適應(yīng)不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電動機(jī)制成不同的系列，每種系列用各種型號表示。型號說明：Y132M-4三相異步電動機(jī)磁極數(shù)機(jī)座中心高機(jī)座長度代號（S-短機(jī)座；M-中機(jī)座；L-長機(jī)座）異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號產(chǎn)品名稱異步電動機(jī)繞線式異步電動機(jī)防爆型異步電動機(jī)高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQOY132M－4磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率2.轉(zhuǎn)速:電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分3.聯(lián)接方式：Y/接法

Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：一般：3KW以下者聯(lián)接成Y型

4KW以上者聯(lián)接成△型4.額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓.說明：一般規(guī)定電動機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5％。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ例：380/220Y/是指：線電壓為380V時采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時采用接法。5.額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。如：表示三角接法下，電機(jī)的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時線、相電流均為6.48A。6.額定功率：

額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時軸上輸出的功率（

），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：

其中鼠籠電機(jī)=72－93％額定負(fù)載時一般為0.7~0.9，空載時功率因數(shù)很低約為0.2~0.3。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最大。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī)，防止“大馬”拉“小車”的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)(cos1)：P2PNcos18、絕緣等級絕緣等級是按電動機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度來分級的。所謂極限溫度，是指電動機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。絕緣等級及極限工作溫度

絕緣等級AEBFHC極限工作溫度（。C)105120130155180>1809、額定頻率額定頻率指額定電壓的頻率，國產(chǎn)電動機(jī)均為50Hz。10、工作方式。工作方式即電動機(jī)的運(yùn)行方式。按負(fù)載持續(xù)時間的不同，國家標(biāo)準(zhǔn)把電動機(jī)分成三種工作方式：連續(xù)工作制、短時工作制和斷續(xù)周期工作制。11．防護(hù)等級防護(hù)等級表示三相電動機(jī)外殼的防護(hù)等級，其中IP是防護(hù)等級標(biāo)志符號，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護(hù)能力越強(qiáng)，如IP44中第一位數(shù)字“4”表示電機(jī)能防止直徑或厚度大于1毫米的固體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)殼。第二位數(shù)字“4”表示能承受任何方向的濺水。1.功率選擇功率選擇的原則是根據(jù)拖動的負(fù)載，最經(jīng)濟(jì)、合理地確定電動機(jī)的功率。要防止選擇的功率過大，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，既浪費(fèi)能源，又增加了投資；同時也應(yīng)當(dāng)防止選擇的功率過小，電動機(jī)可能在過載狀態(tài)下工作，很容易燒壞定子繞組。電動機(jī)的功率選擇，一般按電動機(jī)的工作方式通過計(jì)算確定。詳細(xì)的計(jì)算方法可參閱有關(guān)電機(jī)手冊。實(shí)踐證明，電動機(jī)在接近額定狀態(tài)下工作時，定子電路的功率因數(shù)最高。二、三相異步電動機(jī)的選擇

2.類型的選擇電動機(jī)的類型選擇，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面全面考慮，進(jìn)行選擇。生產(chǎn)機(jī)械不帶負(fù)載起動的，通常采用鼠籠式異步電動機(jī)，如一般機(jī)床、水泵等；若要帶一定大小的負(fù)載起動，可采用高起動轉(zhuǎn)矩電動機(jī)；若起動、制動頻繁，且要求起動轉(zhuǎn)矩大，可選用繞線型異步電動機(jī)，如起重機(jī)、軋鋼機(jī)等。

3.結(jié)構(gòu)型式的選擇為使電動機(jī)在不同的環(huán)境中安全可靠地工作，防止電動機(jī)可能對環(huán)境造成災(zāi)害，必須根據(jù)不同的環(huán)境要求選用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)型式。常見的防護(hù)型式有：開啟式、防護(hù)