電機與拖動技術(shù)項目化教程 課件 項目二　三相異步電動機的應(yīng)用與維護

三相異步電機的原理與結(jié)構(gòu)TheFunctionandStructureofThreePhaseAsynchronousMotors三相異步電機的旋轉(zhuǎn)原理NS三相異步電機的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生principle對稱三相繞組通入三相交流電產(chǎn)生方法實現(xiàn)方法ABCXYZCBAit分析規(guī)定：電流I為正時，從首端流入、末端流出；為負(fù)時從首端流出、末端流入1NS1232NS3NS44NS55NS6NS6旋轉(zhuǎn)磁場的分析principleABCXYZCBAit分析規(guī)定：電流I為正時，從首端流入、末端流出；為負(fù)時從首端流出、末端流入1NS1232NS3NS44NS55NS6NS6旋轉(zhuǎn)磁場的分析principle三相異步電機工作原理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。1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。2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)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能。3U2U1W2V1W1V2nprinciple三相異步電動機的結(jié)構(gòu)作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場主要組成：定子鐵心、定子繞組等部分組成。三相異步電動機的定子三相異步電動機的定子繞組三相繞組由三個彼此獨立的繞組組成，且每個繞組又由若干線圈連接而成。每個繞組即為一相，每個繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。U1V1W1U2V2W2（a）星形連接（b）三角形連接定子繞組的聯(lián)結(jié)示意圖作用：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩主要組成：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組等部分組成。三相異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子繞組三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組籠型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：繞線型異步電動機鼠籠型異步電動機三相異步電動機的分類大小均勻，為機械條件所能允許達到的最小值。一般僅為0.2mm～1.5mm。氣隙太大，電動機運行時的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運行不可靠。氣隙其它部分端蓋、風(fēng)扇、接線盒等。三相異步電動機的其它組成三相異步電動機的銘牌產(chǎn)品型號接法額定電壓額定電流額定功率效率功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速頻率絕緣等級防護等級額定工作制三相異步電動機的銘牌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）三相異步電動機產(chǎn)品名稱異步電動機繞線型異步電動機防爆型異步電動機高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO三相異步電動機的銘牌2.接法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常U2U1W2V1V2W1W2U2V2V1W1U1V1W2U1W1U2V2W1U1V1W2U2V2接電源W1U1V1W2U2V2接電源接線盒星型聯(lián)接三角型聯(lián)接3.額定電壓例如：380/220V、Y/Δ是指線電壓為380V時采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時采用Δ聯(lián)結(jié)。注意：電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%電動機在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動機的額定電壓有380V，3000V,及6000V等多種。三相異步電動機的銘牌4.額定電流例如：Y/Δ6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。三相異步電動機的銘牌

5.額定功率與效率

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。籠型電機

=72~93％效率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2與從電源吸取的電功率P1的比率。6.功率因數(shù)

功率因數(shù)是指電機的有功功率對視在功率的比值。三相異步電動機的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時約為0.7~0.9。空載時功率因數(shù)很低，只有0.2~0.3。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最高。

三相異步電動機的銘牌

7.額定轉(zhuǎn)速與額定頻率額定轉(zhuǎn)速是指電機在額定電壓、額定負(fù)載下運行時的轉(zhuǎn)速。8.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。分為三種基本方式：連續(xù)運行（S1）、短時運行（S2）和斷續(xù)運行（S3）。10.

額定工作制

額定頻率是指電機使用的交流電源的頻率。表示電動機外殼防護的方式，兩位數(shù)字分別代表了防止固體及液體異物的等級。9.

防護等級三相異步電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向SpeedandDirectionofThree-PhaseAsynchronousMotor旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle取決于三相電流的相序。旋轉(zhuǎn)磁場方向：U1V1W1

與三相電流的相序：L1→

L2→

L3一致。U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3i1i2ImOti3旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向？L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3L1L3L2U1U2V1V2W1W2i3i1i2U1V1W1U1V1W1U1V1W1U1V1W1交換任意兩根電源線改變電流相序旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle▲極對數(shù)（p）的概念：以Y型接法為例，當(dāng)每相繞組只有一個線圈時，按右下圖放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即p=1。U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle以Y型接法為例，將每相繞組都改用兩個線圈串聯(lián)組成。按下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。即p=2

i3W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i2U1U2U3U4V4V2V3W4W1W2W3L1L2L3V1旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principleU1U2V1V2W2W1ωt=0ωt=π/2U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1ωt=πωt=3π/2U1U2V1V2W2W1ωt=2πU1U2V1V2W2W1iuivImOωtiw2π0π/2π3π/2P=1旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)3000圈電流每分鐘變化(50×60)周p=1

時：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principleiuivImOωtiw2π0π/2π3π/2P=2ωt=

0U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSSωt=π/2U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSSωt=

3π/2U1U2U3U4W3W2W4W1V4V1V2V3NNSSωt=πU1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSSωt=

2πU1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSS旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)25圈→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)1500圈電流每分鐘變化(50×60)周p=2時：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle600pfn=min）r/(

p123456n0/(r/min)300015001000750600500f=50Hz時,不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下:p為任意值時，三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）為：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principleNS轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向一致改變旋轉(zhuǎn)磁場方向就能改變電機旋轉(zhuǎn)方向任意調(diào)換三相異步電機的兩根進線，就能改變電源相序，改變電機的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle①轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=磁場轉(zhuǎn)速n0②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n>磁場轉(zhuǎn)速n0②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n<磁場轉(zhuǎn)速n0電機降速電機降速負(fù)載適當(dāng)時，電機勻速運行旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle轉(zhuǎn)差率（S）：同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時，n=0，s=1；電機理想空載時，n≈n0，s≈0。作為電動機，轉(zhuǎn)速在0~n0范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。三相異步電機的運行狀態(tài)principle狀態(tài)發(fā)電機電動機電磁制動實現(xiàn)外力使電機快速旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源外力使電機沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩制動驅(qū)動制動能量關(guān)系機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C械能電能和機械能變成內(nèi)能旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序，改變電流相序就能改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向；旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速也叫同步轉(zhuǎn)速，可用公式表示為：n0=60f/p；電機的旋轉(zhuǎn)就是電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，它的方向與磁場旋轉(zhuǎn)方向一致；電機對的旋轉(zhuǎn)速度與同步轉(zhuǎn)速的差異可以用轉(zhuǎn)差率來表示，轉(zhuǎn)差率等于同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值。三相異步電動機的運行原理與工作特性Theoperatingprincipleandcharacteristicsofthree-phaseasynchronousmotorsReview三相異步電機的運行原理變壓器三相異步電機原理電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理能量傳遞一次繞組二次繞組定子繞組轉(zhuǎn)子繞組磁場脈動磁場旋轉(zhuǎn)磁場輸出電功率機械功率靜止的異步電機當(dāng)轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時，電機物理量的分析與變壓器分析方法一致。principle定子繞組感應(yīng)電動勢定子繞組內(nèi)磁通定子繞組感應(yīng)電動勢O

tiO定子繞組系數(shù)定子每相繞組匝數(shù)principle轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢nprinciple轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子繞組系數(shù)轉(zhuǎn)子每相繞組匝數(shù)principle轉(zhuǎn)子的等效電路E2~X2R2I2轉(zhuǎn)子每相繞組的漏電抗轉(zhuǎn)子每相繞組電阻轉(zhuǎn)子每相繞組電流:轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為：principle轉(zhuǎn)子的等效電路常數(shù)常數(shù)啟動時：很大很低正常運行時：空載運行時：較高轉(zhuǎn)子回路開路很低

principle三相異步電機的