電動機培訓課件

1、電動機培訓課件 電機與電氣控制高等職業(yè)技術教育機電類專業(yè)規(guī)劃教材機械工業(yè)出版社精品教材第二章異步電動機第一節(jié)異步電動機概述第二節(jié)三相異步電動機的結構第三節(jié)三相異步電動機的工作原理第四節(jié)異步電動機的銘牌數據第一節(jié)異步電動機概述本章討論交流電動機。主要討論：異步電動機的種類、應用、特點、結構；三相異步電動機的工作原理、機械特性、銘牌等；對單相異步電動機作一簡單介紹。異步電動機是交流電動機中最常用的一種，它的作用是將交流電能轉換成機械能。交流電機有異步電機和同步電機兩大類。異步電機一般都作電動機用，因為異步發(fā)電機的性能較差。異步電動機又分為三相和單相兩種，而三相異步電動機又分為籠型和繞線轉子異步電動

2、機。三相異步電動機應用最為廣泛，因為它具有結構簡單、運行可靠、維護方便、效率較高等特點，通常被用在金屬切削機床、起重運輸機械、中小型鼓風機和水泵等生產機械設備中。單相異步電動機則在實驗室和家用電器產品中應用較多。但異步電動機也有一些缺點，最主要的是不能經濟地實現范圍較廣的平滑調速；必須從電網吸取滯后的勵磁電流，使電網功率因數降低。但對于一般的生產機械，并不要求大范圍的平滑調速，而電網的功率因數又可以采取其他辦法來進行補償。特別是由于現代電子技術迅猛發(fā)展，采用了由晶閘管組成的變頻電源裝置，使異步電動機應用更加廣泛。據統(tǒng)計，全國電動機容量中90%左右是異步電動機，而在電網負載中，異步電動機的用量也

3、占有60%以上。第一節(jié)異步電動機概述本章討論交流電動機。主要討論：異步電動機的種類、應用、特點、結構；三相異步電動機的工作原理、機械特性、銘牌等；對單相異步電動機作一簡單介紹。異步電動機是交流電動機中最常用的一種，它的作用是將交流電能轉換成機械能。交流電機有異步電機和同步電機兩大類。異步電機一般都作電動機用，因為異步發(fā)電機的性能較差。異步電動機又分為三相和單相兩種，而三相異步電動機又分為籠型和繞線轉子異步電動機。三相異步電動機應用最為廣泛，因為它具有結構簡單、運行可靠、維護方便、效率較高等特點，通常被用在金屬切削機床、起重運輸機械、中小型鼓風機和水泵等生產機械設備中。單相異步電動機則在實驗室和

4、家用電器產品中應用較多。但異步電動機也有一些缺點，最主要的是不能經濟地實現范圍較廣的平滑調速；必須從電網吸取滯后的勵磁電流，使電網功率因數降低。但對于一般的生產機械，并不要求大范圍的平滑調速，而電網的功率因數又可以采取其他辦法來進行補償。特別是由于現代電子技術迅猛發(fā)展，采用了由晶閘管組成的變頻電源裝置，使異步電動機應用更加廣泛。據統(tǒng)計，全國電動機容量中90%左右是異步電動機，而在電網負載中，異步電動機的用量也占有60%以上。第二節(jié)三相異步電動機的結構一、 定子二、 轉子一、 定子圖2-1籠型異步電動機的主要部件1端蓋2定子3定子繞組4轉子5風扇6風扇罩7接線盒一、 定子圖2-2定子沖片三相異步

5、電動機的定子由機座和裝在機座中的定子鐵心及定子繞組組成。機座一般由鑄鐵制成。定子鐵心是由沖有槽的硅鋼片(稱為沖片)疊成，片與片之間涂有絕緣漆。沖片的形狀如圖2-2所示。一、 定子圖2-3三相繞組的聯(lián)結相定子繞組可以接成如圖2-3所示的星形或三角形，但必須視電源電壓和繞組額定電壓的情況而定。一般電源電壓為380V(指線電壓)，如果電動機定子各相繞組的額定電壓是220V，則定子繞組必須接成星形，如圖2-3a所示；如果電動機各相繞組的額定電壓為380V，則應將定子繞組接成三角形，如圖2-3b所示。二、 轉子圖2-4籠型轉子圖2-5鑄鋁轉子轉子部分是由轉子鐵心和轉子繞組組成的。轉子鐵心也是由相互絕緣的

6、硅鋼片疊成的。轉子沖片如圖2-4a所示。鐵心外圓沖有槽，槽內安裝轉子繞組。根據轉子繞組構造不同可分為兩種型式：籠型轉子和繞線型轉子。第三節(jié)三相異步電動機的工作原理一、 旋轉磁場二、 三相異步電動機的工作原理1. 1. 旋轉磁場旋轉磁場旋轉磁場由三相電流通過三相對稱繞組產生。旋轉磁場由三相電流通過三相對稱繞組產生。對稱：對稱：三相對稱負載三相對稱負載空間對稱分布空間對稱分布（1 1）旋轉磁場的產生）旋轉磁場的產生三、三相異步電動機的基本工作原理三、三相異步電動機的基本工作原理V2V1W2U2U1W1轉子轉子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機座機座轉子：在旋轉磁場作用轉子：在旋轉磁場作用

7、下，產生感應電下，產生感應電 動勢或電流。動勢或電流。三相定子繞組：三相定子繞組： 產生旋轉磁場產生旋轉磁場U1V2W1V1W2異步電動機中，旋轉磁場代替了旋轉磁極異步電動機中，旋轉磁場代替了旋轉磁極UiViWimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入U2U1V1W1sinsin120sin240mmmiItiItiIt180tU2V1W20nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN0n60A120tU2V2W1V1W20nUiViWitmI三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成旋轉磁場旋轉磁場 二極旋轉磁場二極旋轉磁場 極對數（極對數（p）的概念：）

8、的概念：（2）旋轉磁場的轉速）旋轉磁場的轉速旋轉磁場轉速旋轉磁場轉速 n0 同步轉速同步轉速如何改變旋轉磁場的轉速？如何改變旋轉磁場的轉速？ 以以 Y 型接法為例，當每相型接法為例，當每相繞組只有一個線圈時，按右圖放繞組只有一個線圈時，按右圖放入定子槽內，合成的旋轉磁場只入定子槽內，合成的旋轉磁場只有一對磁極，則極對數為有一對磁極，則極對數為 1。 即即 p = 1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2電流變化一周電流變化一周 旋轉磁場轉一圈旋轉磁場轉一圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉磁場轉旋轉磁場轉 50 圈圈 旋轉磁場轉旋轉磁場轉 3000 圈圈電流每

9、分鐘變化電流每分鐘變化 (5060) 周周p = 1 時：時：電流變化一周電流變化一周 旋轉磁場轉半圈旋轉磁場轉半圈電流每秒鐘變化電流每秒鐘變化 50 周周 旋轉磁場轉旋轉磁場轉 25 圈圈 旋轉磁場轉旋轉磁場轉 1500 圈圈電流每分鐘變化電流每分鐘變化 (2560) 周周p = 2 時：時：三相異步電動機的同步轉速三相異步電動機的同步轉速600pfn min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f = 50 Hz 時，不同極對數時的同步轉速如下時，不同極對數時的同步轉速如下:同步轉速同步轉速p 為任意值時：為任意值時：旋轉方向：取決于三

10、相電流的相序。旋轉方向：取決于三相電流的相序。（3）旋轉磁場的轉向）旋轉磁場的轉向U1U2V1V2W2W1i1i2L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3任意對調兩根電源進線，磁場反轉。任意對調兩根電源進線，磁場反轉。i1i2ImOti3方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現反轉方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現反轉正轉正轉反轉反轉AB CM3電電 源源ABCM3電電 源源轉動原理：轉動原理： NS（1）電磁轉矩的產生）電磁轉矩的產生 用右手定則判斷轉子繞用右手定則判斷轉子繞組中感應電流的方向組

11、中感應電流的方向 用左手定則判斷轉子用左手定則判斷轉子繞組受到的電磁力的方繞組受到的電磁力的方向向電磁力電磁力電磁轉矩電磁轉矩 TT 與與 n0 同方向。同方向。 工作原理示意圖工作原理示意圖二、三相異步電動機的基本工作原理二、三相異步電動機的基本工作原理（2）電動機轉速）電動機轉速n和旋轉磁場同步轉速和旋轉磁場同步轉速n0的關系的關系電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但但 異步電動機異步電動機0nn無轉距無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流無轉

12、子電流提示提示：如果：如果0nn （3 3）轉差（率）轉差（率）S S 的概念：的概念：%10000nnns異步電動機運行中異步電動機運行中:%91s轉轉 差：旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。差：旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。轉差率：轉差與轉差率：轉差與n0的比值。的比值。 即：即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間:1 , 0sn（轉差率最大）（轉差率最大）00nnns或或第四節(jié)異步電動機的銘牌數據(1) 型號指電動機的產品代號、規(guī)格代號和特殊環(huán)境代號：(2)額定功率PN指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功率，單位為kW，本例PN=2.2kW。(3)額定電壓UN和接法指電動機額定運行時

13、，定子繞組應加的線電壓，單位為V。(4) 額定電流IN指電動機在額定電壓下運行，輸出功率達到額定值時，流入定子繞組的線電流，單位為A。(5) 額定頻率fN指加在電動機定子繞組上的允許頻率。(6) 額定轉速nN指電動機在額定電壓、額定頻率和額定輸出功率情況下，電動機的轉速，單位為r/min。(7) 絕緣等級指電動機內部所用絕緣材料允許的最高溫度等級，它決定了電動機工作時允許的溫升。第四節(jié)異步電動機的銘牌數據(8)工作制按電動機在定額運行時的持續(xù)時間，工作制分為連續(xù)S1、短時S2及斷續(xù)S3三種。(9) 防護等級是提示電動機防止雜物與水進入的能力。(10) 噪聲量為了降低電動機運轉時帶來的噪聲，目前

14、電動機都規(guī)定噪聲指標，該指標隨電動機容量及轉速的不同而不同(容量及轉速相同的電動機，噪聲指標又分“1”、“2”兩段)。(11)振動量表示電動機振動的情況，本例電動機振動為每秒軸向移動不超過1.8mm。第四節(jié)異步電動機的銘牌數據圖2-29三相異步電動機的銘牌(1) 型號指電動機的產品代號、規(guī)格代號和特殊環(huán)境代號：2D1.TIF(2)額定功率PN指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功率，單位為kW，本例PN=2.2kW。(3)額定電壓UN和接法指電動機額定運行時，定子繞組應加的線電壓，單位為V。(4) 額定電流IN指電動機在額定電壓下運行，輸出功率達到額定值時，流入定子繞組的線電流，單位為A。(5

15、) 額定頻率fN指加在電動機定子繞組上的允許頻率。(6) 額定轉速nN指電動機在額定電壓、額定頻率和額定輸出功率情況下，電動機的轉速，單位為r/min。(7) 絕緣等級指電動機內部所用絕緣材料允許的最高溫度等級，它決定了電動機工作時允許的溫升。(8)工作制按電動機在定額運行時的持續(xù)時間，工作制分為連續(xù)S1、短時S2及斷續(xù)S3三種。(9) 防護等級是提示電動機防止雜物與水進入的能力。第三章 基本控制環(huán)節(jié) 第一節(jié)第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識識由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的。行程開關等按不同連接方式

16、組合而成的。電氣控制線路：電氣控制線路：第一節(jié)第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識識電氣控制線路：電氣控制線路：電氣控制線路的作用：電氣控制線路的作用：實現對電力拖動系統(tǒng)的啟動、正反轉、實現對電力拖動系統(tǒng)的啟動、正反轉、制動、調速和保護，滿足生產工藝要制動、調速和保護，滿足生產工藝要求，實現生產過程自動化。求，實現生產過程自動化。第一節(jié)第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識識電氣控制線路：電氣控制線路：電動機常見的基本控制線路：電動機常見的基本控制線路：點動控制線路點動控制線路正轉控制線路正轉控制線路正反轉控制線路正反轉控制線路位置控制線路位置控制線路順序控制

17、線路順序控制線路多地控制線路多地控制線路降壓啟動控制線路降壓啟動控制線路調速控制線路調速控制線路制動控制線路制動控制線路電氣控制線路的作用：電氣控制線路的作用：第一節(jié)第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識識相關國家標準：相關國家標準：GB472885GB472885電氣圖常用圖形符號電氣圖常用圖形符號GB522685GB522685機床電氣設備通用技術條件機床電氣設備通用技術條件GB715987GB715987電氣技術中的文字符號制定通則電氣技術中的文字符號制定通則GB698886GB698886電氣制圖電氣制圖GB509485GB509485電氣技術中的項目代號電氣技術中的項

18、目代號 一、圖形符號和文字符號一、圖形符號和文字符號2.2.文字符號文字符號基本文字符號：基本文字符號：單字母符號：單字母符號：雙字母符號雙字母符號按拉丁字母順序將各種電氣按拉丁字母順序將各種電氣設備、裝置和元器件劃分成設備、裝置和元器件劃分成為為2323大類，每一類用一個專大類，每一類用一個專用單字母符號表示，如用單字母符號表示，如“C C”表示電容器類，表示電容器類，“R R”表示電表示電阻器類等。阻器類等。一、圖形符號和文字符號一、圖形符號和文字符號2.2.文字符號文字符號基本文字符號：基本文字符號：單字母符號：單字母符號：雙字母符號：雙字母符號：由一個表示種類的單字母符由一個表示種類的

19、單字母符號與另一個字母組成，且以號與另一個字母組成，且以單字母符號在前，另一字母單字母符號在前，另一字母在后的次序列出，如在后的次序列出，如“F F”表表示保護器件類，示保護器件類，“FUFU”則表則表示為熔斷器示為熔斷器。 一、圖形符號和文字符號一、圖形符號和文字符號2.2.文字符號文字符號基本文字符號：基本文字符號：輔助文字符號：輔助文字符號： 表示電氣設備、裝置和元器件以及電路的功能、表示電氣設備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征。狀態(tài)和特征。如如“RDRD”表示紅色，表示紅色，“L L”表示限制等。表示限制等。單字母符號：單字母符號：雙字母符號雙字母符號: :補充文字符號：補充文

20、字符號：當規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使當規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時，可按國家標準中文字符號組成規(guī)律和下用時，可按國家標準中文字符號組成規(guī)律和下述原則予以補充。述原則予以補充。二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)圖圖電氣原理圖電氣原理圖電氣安裝圖電氣安裝圖框圖框圖電器安裝圖電器安裝圖電氣互連圖電氣互連圖主電路主電路控制電路控制電路照明和顯示電照明和顯示電路路 電氣控制系統(tǒng)圖的結構電氣控制系統(tǒng)圖的結構二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則原則：原則： 1. 1.電氣原理圖電氣原理圖 用

21、圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關系和工用圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關系和工作原理的圖作原理的圖主電路、控制電路和信號電路應分開繪出。主電路、控制電路和信號電路應分開繪出。表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數。表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數。主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機）主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機）及其保護電器支路用垂直線繪制在圖的左側，及其保護電器支路用垂直線繪制在圖的左側， 控制電路用垂直線繪制在圖面的右側，控制電路用垂直線繪制在圖面的右側，同一電器的各元件采用同一文字符號表明。同一電

22、器的各元件采用同一文字符號表明。所有電路元件的圖形符號，均按電器未接通電源和沒有受所有電路元件的圖形符號，均按電器未接通電源和沒有受 外力作用時的狀態(tài)繪制。外力作用時的狀態(tài)繪制。循環(huán)運動的機械設備，在電氣原理圖上繪出工作循環(huán)圖。循環(huán)運動的機械設備，在電氣原理圖上繪出工作循環(huán)圖。轉換開關、行程開關等繪出動作程序及動作位置示意圖表。轉換開關、行程開關等繪出動作程序及動作位置示意圖表。由若干元件組成具有特定功能的環(huán)節(jié)，用虛線框括起來，并標注由若干元件組成具有特定功能的環(huán)節(jié)，用虛線框括起來，并標注 出環(huán)節(jié)的主要作用，如速度調節(jié)器、電流繼電器等。出環(huán)節(jié)的主要作用，如速度調節(jié)器、電流繼電器等。電路和元件完

23、全相同并重復出現的環(huán)節(jié)，可以只繪出其中一個環(huán)電路和元件完全相同并重復出現的環(huán)節(jié)，可以只繪出其中一個環(huán) 節(jié)的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標明該環(huán)節(jié)的文節(jié)的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標明該環(huán)節(jié)的文字字 號或環(huán)節(jié)的名稱。號或環(huán)節(jié)的名稱。原則：原則：外購的成套電氣裝置，其詳細電路與參數繪在電氣原理外購的成套電氣裝置，其詳細電路與參數繪在電氣原理 圖上。圖上。電氣原理圖的全部電機、電器元件的型號、文字符號、電氣原理圖的全部電機、電器元件的型號、文字符號、 用途、數量、額定技術數據，均應填寫在元件明細表內。用途、數量、額定技術數據，均應填寫在元件明細表內。為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表

24、示操作順序，為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表示操作順序， 并盡可能減少線條和避免線條交叉。并盡可能減少線條和避免線條交叉。將圖分成若干圖區(qū)，上方為該區(qū)電路的用途和作用，下將圖分成若干圖區(qū)，上方為該區(qū)電路的用途和作用，下 方為圖區(qū)號。在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點表方為圖區(qū)號。在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點表以以 說明線圈和觸點的從屬關系。說明線圈和觸點的從屬關系。原則：原則：二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則 2. 2.電氣原理圖電氣原理圖主電路接點表示：主電路接點表示：三相交流電源采用三相交流電源采用L1、L2、L3標記標記主電路按主電路按U、V、W順序標記順序標記分級電源在分級電源在U、V、W前加數字前加數字1、2、3來標記來標記分支電路在分支電路在U、V、W后加數字后加數字1、2、3來標記來標記控制電路用不多于控制電路用不多于3位的阿拉伯數字編號位的阿拉伯數字編號電氣原理圖電氣原理圖3.接觸器自鎖控制接觸器自鎖控制自鎖觸點自鎖觸點熱繼電器