第六章 異步電動機

第六章異步電動機本章主要內(nèi)容第三節(jié)三相異步電動機轉(zhuǎn)矩與機械特性第九節(jié)單相異步電動機第一節(jié)三相異步電動機的結(jié)構第二節(jié)三相異步電動機的工作原理第七節(jié)三相異步電動機的工作特性第四節(jié)三相異步電動機的功率第五節(jié)三相異步電動機的起動第六節(jié)三相異步電動機的調(diào)速第八節(jié)三相異步電動機的選擇本章教學要求：

理解三相交流異步電動機的結(jié)構、工作原理及機械特性，掌握異步電動機起動和反轉(zhuǎn)的基本方法,了解調(diào)速和制動的方法。

電動機的作用是將交流電能轉(zhuǎn)換成機械能，電動機分交流電動機和直流電動機兩大類。第一節(jié)三相異步電動機的構造交流電機分類：異步電機——感應電機（電動機）同步電機——發(fā)電機（大型電動機、調(diào)功機）同步電機：電機的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之間存在一種嚴格不變的關系。異步電機：主要指感應電機，轉(zhuǎn)子電流是定子電流感應產(chǎn)生的，并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，由此產(chǎn)生感應電機的名稱。異步電動機的優(yōu)點:結(jié)構簡單、容易制造、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高和具有適用的工作特征。異步電動機的缺點:功率因數(shù)較差。異步電動機運行時，必須從電網(wǎng)里吸收落后性的無功功率，它的功率因數(shù)總是小于１。（其他方法補償）不能實現(xiàn)較廣范圍的平滑調(diào)速。（變頻器）應用：工業(yè)：中小型的軋鋼、金屬的切削、輕工機床、礦山機械農(nóng)業(yè)：水泵、脫粒、粉碎民用：電扇、空調(diào)、洗衣機異步電動機分類異步電動機的種類很多，從不同角度看，有不同的分類法：（1）按定子相數(shù)分有①單相異步電動機；②兩相異步電動機；③三相異步電動機。（2）按轉(zhuǎn)子結(jié)構分有①繞線式異步電動機；②鼠籠式異步電動機。包括單鼠籠異步電動機、雙鼠籠異步電動機和深槽式異步電動機。此外，根據(jù)電機定子繞組上所加電壓的大小，又有高壓異步電動機、低壓異步電動機之分。從其它角度看，還有高起動轉(zhuǎn)矩異步電機、高轉(zhuǎn)差率異步電機、高轉(zhuǎn)速異步電機等等。二、三相異步電動機的基本機構感應電機定子繞組定子鐵心轉(zhuǎn)子機座籠型轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組繞線型定子

三相異步電動機的構造電動機的外形三相異步電動機主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機座、軸承、風扇等部件。三相異步電動機的基本結(jié)構示意圖三相異步電動機主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機座、軸承、風扇等部件。端蓋機座三相異步電動機的基本結(jié)構示意圖三相異步電動機的基本結(jié)構示意圖三相異步電動機主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機座、軸承、風扇等部件。定子三相異步電動機的基本結(jié)構示意圖三相異步電動機主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機座、軸承、風扇等部件。定子轉(zhuǎn)子軸承端蓋機座

1.定子三相異步電動機的定子是由機座、定子鐵心和定子繞組組成。定子繞組機座鐵心

一、定子：靜止部分機座：固定支撐定子鐵心，安裝固定電機：鑄鐵

定子鐵心：一般用0.5mm厚的表面涂有絕緣漆的硅鋼片。構成磁路，嵌放定子繞組。定子繞組：電路部分，三相繞組，每相繞組由若干線圈按一定規(guī)律嵌放在定子鐵心內(nèi)。三相繞組的三個首端和三個末端都引入機座上的接線盒內(nèi)，以根據(jù)需有接成Y、△。線圈用絕緣的銅導線或鋁導線制成。通入電流，形成旋轉(zhuǎn)磁場。定子鐵心是由沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成。定子硅鋼片二、轉(zhuǎn)子：

1、轉(zhuǎn)子鐵心：一般用0.5mm厚的表面涂有絕緣漆的硅鋼片。外面圓周形成平行槽，槽內(nèi)安放轉(zhuǎn)子繞組，

2、轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子電路部分。產(chǎn)生感應電勢，流過電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，進行能量轉(zhuǎn)換

1）鼠籠式繞組：在轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)裝入沒有絕緣的裸條，銅條兩端用銅環(huán)焊接成鼠籠形式。（短路式）節(jié)約銅：多數(shù)改成鋁

2）繞線式轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組相似，用絕緣導線制成線圈，嵌入鐵心槽中再連接成三相繞組，一般接成Y，三相繞組的首端引出線接到固定在軸上的三個互相絕緣的滑環(huán)上。再通過壓在集電環(huán)上的三個電刷與外電路相連，接電阻，調(diào)速，成Y接。如：起重設備。繞線型轉(zhuǎn)子鐵心與繞組

2.轉(zhuǎn)子

根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構的不同又分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子。繞線型轉(zhuǎn)子的電動機稱繞線型電動機。外接電阻電刷滑環(huán)轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵心是由相互絕緣的硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子硅鋼片2.轉(zhuǎn)子

籠型轉(zhuǎn)子是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的導電條組成，在轉(zhuǎn)子鐵心的兩端各用一個導電端環(huán)把所有的導電條連接起來。籠型轉(zhuǎn)子的電動機稱籠型電動機?；\型轉(zhuǎn)子2.轉(zhuǎn)子在定子槽孔中放置三相彼此獨立的繞組AXBYCZABCZXYAXBYCZAXBYCZABCZXY定子繞組星接定子繞組角接端子AZBXCY設：電流的流入端用+

表示電流的流出端用?

表示在定子槽孔中放置三相彼此獨立的繞組定子繞組AXBYCZiAiBiCuAuBuCiAiBiCABCXYZ+++定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子繞組AZBXCY+++設：電流的流入端用+

表示電流的流出端用?

表示iAiBiCABCXYZiA=ImsintiB=Imsin(t–120

)iC=Imsin(t+120

)iAiBiC相序

A-B-C-A對稱三相電流流入對稱三相繞組

tiO第二節(jié)三相異步電動機的工作原理一、旋轉(zhuǎn)磁場iAt=0°tiAZBXCYiA=0iB為負值iC為正值NS0°設：電流的流入端用+

表示iBiC電流的流出端用?

表示1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生Ott=60°iAZBXCYNS60°iC

=0iB為負值iA為正值iAiBiCO1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生t=90°AZBXCYNS90°iA為正值iB為負值iC為負值tiiAiBiCO1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生t=180°AZBXCYiA=0iB為正值iC為負值180°NStiiAiBiCO1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生t=0°AZBXCYNS0°Nt=180

AZBXCYS180°t=90°AZBXCYNS90°t=60AZBXCYNS60°1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生U1V1W1U2V2W2WVUit分析規(guī)定：電流I為正時，從首端流入、末端流出；為負時從首端流出、末端流入。1旋轉(zhuǎn)磁場的定性分析圖解12323445566空間相差120o角的三相繞組，通入對稱三相電流時，產(chǎn)生的是一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，當電流經(jīng)過一個周期變化時，磁場也沿著順時針方向旋轉(zhuǎn)了一周(在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360o)。綜上分析可以得出：tiiAiBiCOABCXYZiAiC90

60°0

AZBXCYNS0°AZBXCYNS60°相序

A-C-B-AAZBXCYNS90°iB2.改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向

改變流入三相繞組的電流相序，就能改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向；改變了旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，也就改變了三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向。綜上分析可以得出：二、三相異步電動機的基本工作原理1、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)子導體感應電動勢和電流。(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)動電動機旋轉(zhuǎn)。U2U1W2V1W1V2n2、轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是異步電機的一個基本物理量,它反映電機的各種運行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時，電機理想空載時，作為電動機，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。

負載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機的轉(zhuǎn)速大小或負載大小。電機的轉(zhuǎn)速為：

正常運行時，轉(zhuǎn)差率一般在0.01~0.06之間，即電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。例：通入三相異步電動機定子繞組中的交流電頻率f=50HZ，試分別求電動機磁極對數(shù)P=1、2、3及P=4時旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。解：（1）P＝1三相交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場也正好旋轉(zhuǎn)一周，旋轉(zhuǎn)磁場速度等于三相交流電變化速度

n1=60f(轉(zhuǎn)/分)＝3000r/min2900r/min

（2）P＝2三相交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場只旋轉(zhuǎn)半周旋轉(zhuǎn)磁場速度等于三相交流電變化速度的一半

n1=60f/2(轉(zhuǎn)/分)=1500r/min1440r/min(3)P=3,n1=1000r/min960r/min(4)P=4,n1=750r/min710r/min旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)

p與三相定子繞組的連接方式有關?！娫吹念l率—磁極對數(shù)3.旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)

p4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0n0的單位：轉(zhuǎn)/分

磁極對數(shù)P12345同步轉(zhuǎn)速n1r/min

300015001000750600三、異步電機的三種運行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負，異步電機有三種運行狀態(tài)。機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能能量關系制動制動驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機快速旋轉(zhuǎn)外力使電機沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實現(xiàn)發(fā)電機電磁制動電動機狀態(tài)第三節(jié)三相異步電動機的機械特性一.轉(zhuǎn)矩公式

轉(zhuǎn)子中各載流導體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。常數(shù)，與電機結(jié)構有關旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式由前面分析知：由公式可知電磁轉(zhuǎn)矩公式1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1

T

2.當電源電壓U1一定時，T是

S的函數(shù)。3.R2

的大小對

T有影響。繞線式異步電動機可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)距。二、機械特性曲線10TS根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：0T電動機在額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個重要轉(zhuǎn)矩0T額定轉(zhuǎn)矩(N?m)

如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為2.最大轉(zhuǎn)矩Tmax

轉(zhuǎn)子軸上機械負載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機帶動最大負載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率0TTmax將Sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得當U1

一定時，Tmax為定值過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動機的過載系數(shù)為工作時必須使T2<Tmax

，否則電機將停轉(zhuǎn)。電機嚴重過熱而燒壞。2)Sm與R2有關，R2

Sm

n。繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實現(xiàn)調(diào)速。

3.起動轉(zhuǎn)矩Tst電動機起動時的轉(zhuǎn)矩。起動時n=0時，s=12)Tst與R2有關，適當使

R2

Tst

。對繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tmax

。Tst體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。

若

Tst

>T2電機能起動，否則不能起動。0TTst起動能力4.電動機的運行分析

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應負載能力。

自適應負載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點（如：柴油機當負載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負載）。此過程中，n

、s

E2,I2

I1

電源提供的功率自動增加。T2

s

T’2>TT=T′2n

T

T′2達到新的平衡T20T常用特性段5.U1和R2變化對機械特性的影響1)

U1變化對機械特性的影響U

Tm

Tst

0TT22)R2變化對機械特性的影響T0R2

Tst

n

硬特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負載增加時轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。

2)R2變化對機械特性的影響

不同場合應選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。T0R2

Tst

n

硬特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負載增加時轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。

（一）三相異步電動機的銘牌

三相異步電動機

型號Y112M-2

編號××××4KW8.2A380V2890r/minLW79dB（A）

接法防護等級IP4450HZ××KgZBK2007-88

工作制B級絕緣××年××月××電機廠第四節(jié)三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)1.型號

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機接線盒2.定子三相繞組的聯(lián)接方法V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y接法W1U1V1W2U2V2

接法3.電壓例如：380/220V、Y/

是指線電壓為380V時采用Y接法；線電壓為220V時采用接法。說明：一般規(guī)定，電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。因為在電動機滿載或接近滿載情況下運行時，電壓過高或過低都會使電動機的電流大于額定值,從而使電動機過熱。電動機在額定運行時定子繞組上應加的線電壓值。4.電流例如：Y/

6.73/11.64A表示星形接法下電機的線電流為6.73A；三角接法下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.功率與效率鼠籠電機

=72－93％電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。注意：實用中應選擇合適容量的電機，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。6.功率因數(shù)PNP2cos

三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負載時約為0.7~0.9?？蛰d時功率因數(shù)很低，只有

0.2~0.3。額定負載時，功率因數(shù)最高。7.額定轉(zhuǎn)速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。如：n

N=1440轉(zhuǎn)/分

sN=0.048.絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，A級最低(105oC)，H級最高(180oC)。第五節(jié)三相異步電動機的起動1起動性能

起動問題：起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍;電動機的起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱后果：原因：起動：

n=0，S=1,接通電源。起動時，n=0，轉(zhuǎn)子導體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應電勢轉(zhuǎn)子電流定子電流

三相異步機的起動方法：全壓起動（直接起動）降壓起動Y－

起動自耦降壓起動轉(zhuǎn)子串電阻起動2起動方法1.直接起動

二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。2.降壓起動：星形-三角形(Y－

)

換接起動自耦降壓起動（適用于鼠籠式電動機）3.轉(zhuǎn)子串電阻起動（適用于繞線式電動機）以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動1）全壓起動（直接起動）：20

30kW以下的電動機，一般都采用直接起動電機頻繁起動，容量小于變壓器容量的20%；電機不經(jīng)常起動，容量小于變壓器容量的30%允許直接起動。（2）無獨立變壓器，與照明共用，電機直接起動時所產(chǎn)生的電壓降不超過5%時，允許直接起動。（1）有獨立的變壓器2、降壓起動

所謂降壓起動就是在電動機起動時，降低其所加的電壓。其目的就是要減小起動電流。降壓起動通常采用下面的幾種方法。（1）星形—三角形（Y-△）換接起動

該方法只適合于電動機在工作時，其定子繞組接成三角形時的情況。

如有一臺三角形聯(lián)接的電動機，接在電壓為380V的電源上，其每相定子繞組上的電壓就是380V；當采用星形聯(lián)接并接在相同電源上，此時每相定子繞組上的電壓是220V。設：電機每相阻抗為(1)Y－

換接起動

AZBYXC+－正常運行ABCXYZ+－

起動

降壓起動時的電流為直接起動時的實現(xiàn)方法1）QX系列Y－

起動器（九線閘）選用時，應使起動器額定容量大于電動機額定容量。2）三相雙投開關三相雙投開關Y接起動

接起動電動機U1V1W1W2U2V2ABCY－

起動器接線簡圖L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1△動觸點Y動觸點靜觸點Y－

起動器接線簡圖Y起動L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

起動UPU1+＿Ul+＿U2V1V2W1W2Y－

起動器接線簡圖

工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2

正常運行Ul+＿U1V1V2W1W2(a)僅適用于正常運行為三角形接法的電機。

(b)Y－

起動Y－

換接起動適合于空載或輕載起動的場合Y-

換接起動應注意的問題Ul

正常運行AZBYXC+＿UP

起動ABCXYZ+＿Ul+＿（2）自耦降壓起動

自耦降壓起動是利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，其接線如圖所示。

自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的電壓（例如為電源電壓的73%、64%、55%），根據(jù)對起動轉(zhuǎn)矩的要求而選用。自耦降壓起動適用于容量較大的或正常運行時聯(lián)成星形不能采用三角起動器的鼠籠式異步電動機。自耦降壓起動接線圖工作起動自耦降壓起動器二、自耦降壓起動適用于容量較大或正常工作時Y接的電機U1V1W1M3~S1S2起動運行

自耦降壓起動是利用三相自耦變壓器將電動機在起動時的端電壓降低，當轉(zhuǎn)速接近額定值時切除自耦變壓器，將電動機直接接到電源上。三相自耦變壓器U1V1W1M3~S1S2電動機全壓起動電流：電動機降壓起動電流：80%60%40%73%64%55%電壓抽頭K：自耦變壓器變比降壓起動轉(zhuǎn)矩(2)自耦降壓起動L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦變壓器，降壓起動。Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。合刀閘開關QQ2

自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯(lián)成Y形不能采用Y－

起動的鼠籠式異步電動機。RRR滑環(huán)電刷定子轉(zhuǎn)子起動時將適當?shù)腞串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將R短路。起動電阻

2.繞線式電動機轉(zhuǎn)子電路串電阻起動?

若R2選得適當，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動既可以降低起動電流，又可以增加起動轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上。R2-TTst

-T0轉(zhuǎn)子電路串電阻起動的特點【例1】1)解:

一臺Y225M-4型的三相異步電動機，定子繞組△型連接，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kWnN=1480r/min，UN=380V，

N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：

1)額定電流IN?2)額定轉(zhuǎn)差率SN?3)額定轉(zhuǎn)矩

TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax、和起動轉(zhuǎn)矩TN

2）由nN=1480r/min，可知p=2（四極電動機）3）解：

在上例中（1）如果負載轉(zhuǎn)矩為510.2N?m，試問在U=UN和U'=0.9UN兩種情況下電動機能否起動？（2）采用Y-

換接起動時，求起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。又當負載轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩的80%和50%時，電動機能否起動？

1）在U=UN時

Tst=551.8N?m>510.2N.m不能起動

2）Ist

=7IN=784.2=589.4A

在U'=0.9UN時能起動【例2】在80%額定負載時不能起動在50%額定負載時可以起動3)【例3】

對例1中的電動機采用自耦變壓器降壓起動，設起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的64%，求這時的線路起動電流Ist“和電動機的起動轉(zhuǎn)矩Tst'。解：設電動機的起動電壓為U'，電動機的起動電流為Ist'

依據(jù)變壓器的原、副邊電壓電流關系，可求得線路起動電流Ist"

采用自耦降壓法起動時，若加到電動機上的

電壓與額定電壓之比為

x，則線路起動電流Ist"

為電動機的起動轉(zhuǎn)距Tst′為結(jié)論：例4:三相異步電動機，電源電壓=380V，三相定子繞組接法運行，額定電流IN=20A，啟動系數(shù)Ist/IN=7，求：（1）接法時的啟動電流Ist

（2）若啟動時改為Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A

調(diào)速就是在同一負載下能得到不同的轉(zhuǎn)速，以滿足生產(chǎn)過程的要求。從三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式可以看到改變電動機的轉(zhuǎn)速有三種可能：（1）改變電源頻率f1（2）改變極對數(shù)p（3）改變轉(zhuǎn)差率s

前兩者是鼠籠式電動機的調(diào)速方法，后者是繞線式電動機的調(diào)速方法。第六節(jié)三相異步電動機的調(diào)速一、變頻調(diào)速

變頻調(diào)速就是改變電源電壓的頻率，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。目前主要采用下圖所示的變頻裝置。整流器~f1=50Hz逆變器-+M3~f可變

整流器先將50Hz的交流電變換為直流電，再由逆變器變換為頻率可調(diào)、電壓有效值也可調(diào)的三相交流電，供給鼠籠式異步電動機。由此可得到電動機的無級調(diào)速，并具有硬的機械特性。1變頻調(diào)速(無級調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲2變極調(diào)速(有級調(diào)速)

變頻調(diào)速方法可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應用。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS由式可知，如果極對數(shù)減小一半，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速便提高一倍，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速差不多也提高一倍，因此，改變p可以得到不同的轉(zhuǎn)速。如何改變極對數(shù)呢？這同定子繞組的接法有關。A1X1A2X2AXA1X1A2X2AXp=1的繞組接法p=2的繞組接法A1X1A2X2ii??P=1

采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。A1··A2X1X2SN三、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

只要在繞線式電動機的轉(zhuǎn)子電路中接入一個調(diào)速電阻，改變電阻的大小，就可以得到平滑調(diào)速。如增大調(diào)速電阻時，轉(zhuǎn)差率上升，而轉(zhuǎn)速下降。這種調(diào)速方法的優(yōu)點是設備簡單、投資少；但能量損耗較大。這種調(diào)速方法廣泛應用于起重設備中。T00TS3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速(無級調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中。nn'??TLTLS'S??第七節(jié)三相異步電動機的制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動

由于慣性，電動機電源切除后，還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動。為了縮短工時，并為了安全起見，往往要求電動機能迅速停車或反轉(zhuǎn)，這就需要對電動機制動。電動機的制動主要有三種：nF轉(zhuǎn)子T

n0=0

M3~+-運轉(zhuǎn)制動?RP1

能耗制動

在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。~~S運轉(zhuǎn)制動Rr

+–M3~SNnFF制動時定子接入直流電源產(chǎn)生固定磁場,i2受到阻轉(zhuǎn)矩；當n→0,

i2→0,T→0。

制動:將動能→電能→熱能。優(yōu)點：能耗小，制動準確、平穩(wěn)，不會反轉(zhuǎn)。缺點：需要另外加直流電源。e2(i2)?

能耗制動2反接制動

停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動機定子產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。

M3~運轉(zhuǎn)制動?nF轉(zhuǎn)子Tn0Q正轉(zhuǎn)制動

將三相中的任意兩相對調(diào)，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使M停機。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速為(n1+n)→

I2

→

I1

。

必須在籠型電動機的定子或繞線式電動機的轉(zhuǎn)子中串入電阻R，以防止燒壞繞組。~~M3~R

反接制動優(yōu)點：方法簡單，制動效果好。缺點：能量消耗大。3發(fā)電反饋制動

當電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機進入制動狀態(tài)，同時將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子T

n0n>n0一、功率的選擇

功率選得過大不經(jīng)濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。1.

對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應等于或略大于生產(chǎn)機械的功率。2.對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機械的功率。第八節(jié)三相異步電動機的選擇二、種類和型式的選擇1.種類的選擇

一般應用場合應盡可能選用鼠籠式電動機。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機的場合才選用繞線式電動機。2.結(jié)構型式的選擇

根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構型式，如開啟式、防護式、封閉式電動機。三、電壓和轉(zhuǎn)速的選擇

根據(jù)電動機的類型、功率以及使用地點的電源電壓來決定。Y系列鼠籠電動機的額定電壓只有380V一個等級。大功率電動機才采用3000V和6000V。

單相異步電動機主要應用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調(diào)、電風扇等小功率電器中。單相異步電動機的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動磁場，若不采取措施，將無法獲得所需的起動轉(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'

NS一、單相異步電動機的工作原理第九節(jié)單相異步電動機

脈動磁場的特點是：其軸線即定子繞組的軸線，在空間保持不變；每一瞬時空氣隙中各點的磁場在空間上按正弦規(guī)律分布；同時各點的磁場隨電流的交變在時間上也按正弦規(guī)律變化。

ADCB單相異步電動機的特點：（1）自身沒有起動轉(zhuǎn)矩

....F轉(zhuǎn)子導條及電流

當定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉(zhuǎn)矩。（2）轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。其原理分析如下：

定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場（），可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：

+

-=

+

-=

m／2t

m

定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場

，可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場合成來等效。即

+

-

mt

=

+

-=脈動磁場的分解④⑥⑧⑧

③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

+

-

①

-

+

+

-

②③④⑤

正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動轉(zhuǎn)矩為零(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反

....F鼠籠式轉(zhuǎn)子導條及電流