電機(jī)基本知識(shí)

電機(jī)基本知識(shí)王斌2024/10/23電動(dòng)機(jī)基本知識(shí)

電動(dòng)機(jī)是一切設(shè)備動(dòng)力之本源,是電力拖動(dòng)的根本基礎(chǔ)。電動(dòng)機(jī)的分類：交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)異步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式繞線式目前較常用的交流電動(dòng)機(jī)有兩種：三相異步電動(dòng)機(jī)、單相交流電動(dòng)機(jī)。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。2024/10/23一、三相異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)1、三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)鼠籠式：

結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。繞線式：

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。2024/10/23

三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)2024/10/23電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生▲

用右手定則判斷轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的方向▲

用左手定則判斷轉(zhuǎn)子繞組受到的電磁力的方向電磁力→電磁轉(zhuǎn)矩TT與n1同方向。NS

工作原理示意圖2、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理旋轉(zhuǎn)磁場由三相電流通過三相對(duì)稱繞組產(chǎn)生。三相定子繞組：三相對(duì)稱負(fù)載空間對(duì)稱分布轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。異步電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場2024/10/23取決于三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小一個(gè)電流周期（T=1/f），旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°（1圈）取決于三相電流的頻率。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1稱為同步轉(zhuǎn)速2024/10/23極對(duì)數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZAXYCBZ此種繞組下，合成磁場只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為p=1。

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(duì)磁極。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'極對(duì)數(shù)和同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果2024/10/23

轉(zhuǎn)差率的概念電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大:（轉(zhuǎn)差率最?。╇妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2024/10/233、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)

三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S－6功率3kW

頻率

50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級(jí)

B1.型號(hào)

Y132S－6Y系列異步機(jī)機(jī)座中心高度機(jī)座長度代號(hào)

2p=6→n0=1000r/min2.額定功率PN

PN=3kW→轉(zhuǎn)子軸上輸出的機(jī)械功率3.額定電壓UN

UN=380V→定子三相繞組應(yīng)施加的線電壓磁極數(shù)4.額定電流IN

IN=7.2A→定子三相繞組的額定線電流5.聯(lián)結(jié)方式通常三相異步電動(dòng)機(jī)3kW以下者，聯(lián)結(jié)成星形，4kW以上者，聯(lián)結(jié)成三角形。2024/10/232024/10/23

三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S－6功率3kW

頻率

50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級(jí)

B6.額定轉(zhuǎn)速n電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。8.絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為A、E、B、F、H五級(jí)，A級(jí)最低(105oC)，H級(jí)最高(180oC)。7.額定功率因數(shù)cos

額定負(fù)載時(shí)一般為0.7-0.9，空載時(shí)功率因數(shù)很低約為0.2-0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。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。Y/

接法4、三相異步電動(dòng)機(jī)接線2024/10/23額定電壓：定子繞組在指定接法下加在繞組兩端的電壓。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ380/220Y/

是指：線電壓為380V時(shí)采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用接法。額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。

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(shí)線、相電流均為6.48A。2024/10/235、三相異步電機(jī)的起動(dòng)與制動(dòng)起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。三相異步電機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)方法：（1）直接起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)。Y－

起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。2024/10/23Y－

起動(dòng)

正常運(yùn)行AZBYXC

起動(dòng)ABCXYZ設(shè)：電機(jī)每相阻抗為降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

使用場合:電動(dòng)機(jī)自由停車的時(shí)間較長，隨慣性大小而不同，而某些生產(chǎn)機(jī)械要求迅速、準(zhǔn)確地停車，如鏜床、車床的主電動(dòng)機(jī)需快速停車；起重機(jī)為使重物停位準(zhǔn)確及現(xiàn)場安全要求，也必須采用快速、可靠的制動(dòng)方式.制動(dòng)：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)：反接制動(dòng)能耗制動(dòng)常用機(jī)械制動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組斷電后，利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。1－彈簧2－銜鐵3－線圈4－鐵心5－閘輪6－閘瓦7－杠桿電源1－線圈2－銜鐵3－鐵心4－彈簧5－閘輪6－杠桿7－閘瓦8－軸反接制動(dòng)在停車時(shí)，把電動(dòng)機(jī)反接，則其定子旋轉(zhuǎn)磁場便反向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩亦隨之變?yōu)榉聪?，成為制?dòng)轉(zhuǎn)矩。能耗制動(dòng)

電動(dòng)機(jī)切斷交流電源后，立即在定子線組的任意兩相中通入直流電，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流受靜止磁場的作用以達(dá)到制動(dòng)目的。KM2L3NV定子繞組直流電通路三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1.改變極對(duì)數(shù)有級(jí)調(diào)速2.改變轉(zhuǎn)差率無級(jí)調(diào)速調(diào)速方法：3.改變電源頻率(變頻調(diào)速)無級(jí)調(diào)速2024/10/23二、單相異步電動(dòng)機(jī)

單相異步電動(dòng)機(jī)只需單相交流電源供電，因而應(yīng)用非常廣泛。如，小型機(jī)床、輕工設(shè)備、醫(yī)療機(jī)械、家用電器、電動(dòng)工具、農(nóng)用水泵、儀器儀表等眾多領(lǐng)域。

優(yōu)點(diǎn)：使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等等，與三相異步電機(jī)相比，缺點(diǎn)為體積稍大、性能稍差。2024/10/23單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2024/10/23單相異步電動(dòng)機(jī)工作原理單相繞組產(chǎn)生的脈振磁場單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一般只需要單相繞組即可，但單相繞組通以單相交流電時(shí)產(chǎn)生的磁場是脈動(dòng)磁場，單相運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為使電動(dòng)機(jī)能自行起動(dòng)和改善運(yùn)行性能，除工作繞組（又稱主繞組）外，在定子上還安裝一個(gè)輔助的起動(dòng)繞組（又稱副繞組）。兩個(gè)繞組在空間相距900或一定的電角度。2024/10/23單相電阻啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)單相雙值電容啟動(dòng)運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)分類2024/10/23單相電阻啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)2024/10/23單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)2024/10/23雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)雙值電容啟動(dòng)和運(yùn)行電動(dòng)機(jī)雖然結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高、維護(hù)工作量稍大，但其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小、功率因數(shù)和效率高，適用于空調(diào)機(jī)、小型空壓機(jī)和電冰箱等。2024/10/23單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)單相罩極異步電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低、運(yùn)行時(shí)噪聲小、維護(hù)方便；主要缺點(diǎn)是啟動(dòng)性能及運(yùn)行性能較差、效率和功率因數(shù)都較低。常用于小功率空載啟動(dòng)的場合，如臺(tái)式電風(fēng)扇、儀用電風(fēng)扇、電唱機(jī)等。2024/10/23單相交流異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行把電容器從一繞組改接到另一繞組。接有電容器的繞組中電流的相位總是超前沒有接電容器的繞組，因而，磁場由接有電容器的繞組向沒有接電容器的繞組旋轉(zhuǎn)。電容運(yùn)行單相異步電動(dòng)機(jī)2024/10/23罩極式異步電動(dòng)機(jī)罩極式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，是由未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分。一般情況下，罩極式異步電動(dòng)機(jī)不能用改變外部接線的方法使其反裝，因此罩極式異步電動(dòng)機(jī)用于不需要改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向的裝置中。若一定要改變轉(zhuǎn)向，在允許和可能的前提下，將定子鐵心取下，調(diào)轉(zhuǎn)180°再裝回去，罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)就可以改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向了。2024/10/23單相交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速利用繞組抽頭調(diào)速改變繞組主磁通調(diào)速的實(shí)質(zhì)是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的不同觸點(diǎn)，與事先設(shè)計(jì)好的繞組的不同抽頭連接，在電動(dòng)機(jī)外部通過抽頭的變換增、減主繞組的匝數(shù)，從而增、減繞組端電壓和工作電流，調(diào)節(jié)主磁通，使轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。2024/10/23串聯(lián)電抗器調(diào)速在電動(dòng)機(jī)繞組外面串聯(lián)有抽頭的電抗器，又叫調(diào)速線圈。這實(shí)際上是一只感抗很大的鐵心線圈，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，將不同匝數(shù)的電抗器繞組與電動(dòng)機(jī)繞組串聯(lián)，改變電路的感抗值，也就改變了電動(dòng)機(jī)主磁通的大小，改變其轉(zhuǎn)差率，也改變了轉(zhuǎn)速。2024/10/2