三相異步電動機(jī)

1、第第11章章 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 目目 錄錄n11.1 三三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理n11.2 三三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性n11.3 三相異步電動機(jī)的啟動三相異步電動機(jī)的啟動n11.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速三相異步電動機(jī)的調(diào)速n11.5 三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的制動n11.6 特殊異步電動機(jī)特殊異步電動機(jī)上一頁下一頁 交流電動機(jī)在現(xiàn)代各行各業(yè)以及日常生活中都有著廣泛交流電動機(jī)在現(xiàn)代各行各業(yè)以及日常生活中都有著廣泛的應(yīng)用。交流電動機(jī)有三相和單相之分，同步和異步之分。的應(yīng)用。交流電動機(jī)有三相和單相之分，同步和異步之分。三相交流異步

2、電動機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護(hù)方便、三相交流異步電動機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護(hù)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用更為廣泛，目前大部分生產(chǎn)機(jī)械（如價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用更為廣泛，目前大部分生產(chǎn)機(jī)械（如各種機(jī)床、起重設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、泵類等）均采用各種機(jī)床、起重設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、泵類等）均采用三相異步電動機(jī)來拖動。本章主要介紹三相異步電動機(jī)的結(jié)三相異步電動機(jī)來拖動。本章主要介紹三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性、故障處理等內(nèi)容。構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性、故障處理等內(nèi)容。概概 述述上一頁下一頁返回11.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理靜止部分:定子轉(zhuǎn)動部

3、分:轉(zhuǎn)子中間有氣隙電磁方面：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場機(jī)械方面：整個(gè)電機(jī)的支撐作用主要部件：定子鐵心、定子繞組、 機(jī)座、軸承、端蓋等在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下獲得一定的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器或皮帶輪帶動其他機(jī)械設(shè)備做功主要部件：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、 轉(zhuǎn)軸 作用結(jié)構(gòu)11.1.1 三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)上一頁下一頁返回1-轉(zhuǎn)子繞組 2-端蓋 3-軸承 4-定子繞組 5-轉(zhuǎn)子 6-定子 7-集電環(huán) 8-出線盒 籠型轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖 7a） b）三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)分解圖1. 定子定子定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。主要由定子鐵心、定子繞組定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。主要由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座

4、等部分組成。和機(jī)座等部分組成。(1) 機(jī)座：機(jī)座：機(jī)座是電動機(jī)的外殼和支架，它的作用主要是機(jī)座是電動機(jī)的外殼和支架，它的作用主要是固定與保護(hù)定子鐵心、定子繞組并支撐端蓋，所以要求機(jī)固定與保護(hù)定子鐵心、定子繞組并支撐端蓋，所以要求機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，能承受運(yùn)輸和運(yùn)行過程中座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，能承受運(yùn)輸和運(yùn)行過程中的各種作用力。的各種作用力。 中小型異步電動機(jī)通常采用鑄鐵機(jī)座，大型異步電動中小型異步電動機(jī)通常采用鑄鐵機(jī)座，大型異步電動機(jī)一般采用鋼板焊接機(jī)座。機(jī)一般采用鋼板焊接機(jī)座。 (2) 定子鐵心：定子鐵心：定子鐵心是三相異步電動機(jī)主磁通磁路的一部定子鐵心是三相異步電動機(jī)主磁通

5、磁路的一部分，裝在機(jī)座里。由于電機(jī)內(nèi)部的磁場是交變的磁場。為了分，裝在機(jī)座里。由于電機(jī)內(nèi)部的磁場是交變的磁場。為了降低定子鐵心里的鐵損耗，定子鐵心采用降低定子鐵心里的鐵損耗，定子鐵心采用0.350.5mm厚的厚的硅鋼片疊壓而成，在硅鋼片的兩面還應(yīng)涂上絕緣漆。為了嵌硅鋼片疊壓而成，在硅鋼片的兩面還應(yīng)涂上絕緣漆。為了嵌放定子繞組，硅鋼片的內(nèi)圓表面沖有均勻分布的槽。放定子繞組，硅鋼片的內(nèi)圓表面沖有均勻分布的槽。 定子鐵心定子鐵心a）b）c ）a）開口槽 b）半開口槽 c）半閉口槽 定子槽形(3) 定子繞組：定子繞組：是異步電動機(jī)定子的電路部分，作用是通入三相是異步電動機(jī)定子的電路部分，作用是通入三相

6、交流電以后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。是用高強(qiáng)度漆包線繞制成固定形式交流電以后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。是用高強(qiáng)度漆包線繞制成固定形式的線圈，嵌入定子槽內(nèi)。的線圈，嵌入定子槽內(nèi)。 三相異步電動機(jī)的定子繞組通常有六根出線頭，根據(jù)電動三相異步電動機(jī)的定子繞組通常有六根出線頭，根據(jù)電動機(jī)的容量和需要可接成星型（機(jī)的容量和需要可接成星型（Y）或三角形（）或三角形（ ）。高壓大、）。高壓大、中型容量的異步電動機(jī)三相定子繞組通常采用中型容量的異步電動機(jī)三相定子繞組通常采用Y接法，只有三根接法，只有三根引出線。對中、小容量的低壓異步電動機(jī)，通常把定子三相繞引出線。對中、小容量的低壓異步電動機(jī)，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來，

7、根據(jù)需要可接成組的六根出線頭都引出來，根據(jù)需要可接成Y形或形或形。形。 三相異步電動機(jī)定子繞組的連接L1L2L3L1L2L3a) Y型接法型接法b) 型接法型接法2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，它在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下轉(zhuǎn)子是異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，它在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下獲得一定的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器或皮帶輪帶動其他機(jī)械設(shè)備做功。獲得一定的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器或皮帶輪帶動其他機(jī)械設(shè)備做功。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子主要是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸三部分組成的。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子主要是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸三部分組成的。 (1) 轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心： 轉(zhuǎn)子鐵心是電動機(jī)主磁通磁路的一

8、部分，通常用厚度轉(zhuǎn)子鐵心是電動機(jī)主磁通磁路的一部分，通常用厚度為為0.350.5mm的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片的外圓周表面沖有均勻分的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片的外圓周表面沖有均勻分布的槽。下圖是轉(zhuǎn)子槽形圖。布的槽。下圖是轉(zhuǎn)子槽形圖。c) b) 上層導(dǎo)條上層導(dǎo)條下層導(dǎo)條下層導(dǎo)條長導(dǎo)條長導(dǎo)條a) 圓導(dǎo)條圓導(dǎo)條a）單鼠籠槽形 b）雙鼠籠槽形 c）繞線式槽形（深槽形） 轉(zhuǎn)子槽形 (2) 轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，在氣隙磁場的作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，在氣隙磁場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組按結(jié)構(gòu)形式的不感應(yīng)電動勢和電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組按結(jié)構(gòu)形式的不同分為鼠籠式和

9、繞線式兩種。同分為鼠籠式和繞線式兩種。 a）鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子：是一個(gè)自行閉合的短路繞組。在轉(zhuǎn)子的每個(gè)槽里放上一根是一個(gè)自行閉合的短路繞組。在轉(zhuǎn)子的每個(gè)槽里放上一根導(dǎo)體，每根導(dǎo)體都比鐵心長，在鐵心的兩端用兩個(gè)端環(huán)把所有的導(dǎo)條都短路導(dǎo)體，每根導(dǎo)體都比鐵心長，在鐵心的兩端用兩個(gè)端環(huán)把所有的導(dǎo)條都短路起來，形成一個(gè)自己短路的繞組。如果把轉(zhuǎn)子鐵心拿掉，則可看出，剩下來起來，形成一個(gè)自己短路的繞組。如果把轉(zhuǎn)子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀象一個(gè)籠子。的繞組形狀象一個(gè)籠子。 a) b) a）無軸鼠籠式銅條轉(zhuǎn)子 b）鼠籠式鑄鋁轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 a）繞線式轉(zhuǎn)子：與定子繞組相似，是用絕緣導(dǎo)體繞制而成的，）

10、繞線式轉(zhuǎn)子：與定子繞組相似，是用絕緣導(dǎo)體繞制而成的，嵌于轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。繞線式轉(zhuǎn)子也是按一定規(guī)律分布的三相對稱嵌于轉(zhuǎn)子槽內(nèi)。繞線式轉(zhuǎn)子也是按一定規(guī)律分布的三相對稱繞組，它可以聯(lián)接成繞組，它可以聯(lián)接成Y形或形或形。一般小容量電動機(jī)聯(lián)接成形。一般小容量電動機(jī)聯(lián)接成形，大、中容量電動機(jī)聯(lián)接成形，大、中容量電動機(jī)聯(lián)接成Y形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分別接到三個(gè)滑環(huán)上，用一套電刷裝置引出來。別接到三個(gè)滑環(huán)上，用一套電刷裝置引出來。 ABCabc繞線式三相異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組接線方式繞線式轉(zhuǎn)子回路接線圖(3) 轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸： 作用：支撐轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子能在定子空腔內(nèi)均勻地旋轉(zhuǎn)。作用：支撐轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)

11、子能在定子空腔內(nèi)均勻地旋轉(zhuǎn)。材料：一般用中碳鋼制作。材料：一般用中碳鋼制作。3. 氣隙氣隙 異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙簡稱為氣隙，異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的空氣間隙簡稱為氣隙，它比同容它比同容量直流電動機(jī)的氣隙要小得多。量直流電動機(jī)的氣隙要小得多。在中、小型異步電動機(jī)中，氣在中、小型異步電動機(jī)中，氣隙一般為隙一般為0.21.5左右。左右。 異步電動機(jī)的勵磁電流是由定子電源供給的。氣隙較大時(shí)，異步電動機(jī)的勵磁電流是由定子電源供給的。氣隙較大時(shí)，磁路的磁阻較大。若要使氣隙中的磁通達(dá)到一定的要求，則相磁路的磁阻較大。若要使氣隙中的磁通達(dá)到一定的要求，則相應(yīng)的勵磁電流也就大了，從而影響電動機(jī)的功率

12、因數(shù)。應(yīng)的勵磁電流也就大了，從而影響電動機(jī)的功率因數(shù)。為了提為了提高功率因數(shù)，盡量讓氣隙小些。高功率因數(shù)，盡量讓氣隙小些。但也不應(yīng)太小，否則，定、轉(zhuǎn)但也不應(yīng)太小，否則，定、轉(zhuǎn)子有可能發(fā)生摩擦與碰撞。如果從減少附加損耗以及減少高次子有可能發(fā)生摩擦與碰撞。如果從減少附加損耗以及減少高次諧波磁動勢所產(chǎn)生磁通的角度來看，又希望氣隙大一點(diǎn)，所以諧波磁動勢所產(chǎn)生磁通的角度來看，又希望氣隙大一點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)應(yīng)全盤考慮。設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)應(yīng)全盤考慮。11.1.2 三相異步電動機(jī)的繞組三相異步電動機(jī)的繞組 繞組是三相異步電動機(jī)進(jìn)行電磁能量轉(zhuǎn)換與傳遞的關(guān)鍵部件，繞組是三相異步電動機(jī)進(jìn)行電磁能量轉(zhuǎn)換與傳遞的關(guān)鍵部件，也

13、是電動機(jī)結(jié)構(gòu)的核心。三相電動機(jī)的繞組是三相對稱繞組，也是電動機(jī)結(jié)構(gòu)的核心。三相電動機(jī)的繞組是三相對稱繞組，三相繞組可以接成三相繞組可以接成Y形或形或形。形。 1. 繞組的基本概念繞組的基本概念 （1）線圈：構(gòu)成繞組的最基本單元，是用絕緣導(dǎo)線繞在繞線模）線圈：構(gòu)成繞組的最基本單元，是用絕緣導(dǎo)線繞在繞線模上繞指出來的繞組元件，線圈可以用單匝或多匝繞線組成。嵌上繞指出來的繞組元件，線圈可以用單匝或多匝繞線組成。嵌入槽內(nèi)部分稱為有效邊，露出鐵心兩端的稱為線圈端部（只起入槽內(nèi)部分稱為有效邊，露出鐵心兩端的稱為線圈端部（只起連接作用）。連接作用）。 （2）線圈組（極相組）：一個(gè)磁極下同一相線圈串聯(lián)成的繞組

14、。）線圈組（極相組）：一個(gè)磁極下同一相線圈串聯(lián)成的繞組。 （3）相繞組：將許多線圈組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，并流過同相電流的）相繞組：將許多線圈組串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，并流過同相電流的繞組。繞組。 （4）極距：每極所占有的槽數(shù)或每極下氣隙沿圓周方向的長）極距：每極所占有的槽數(shù)或每極下氣隙沿圓周方向的長度，用字母度，用字母 表示：表示： 式中，式中，Z1為定子鐵心的總槽數(shù)；為定子鐵心的總槽數(shù)；2p為電動機(jī)極數(shù)，為電動機(jī)極數(shù)，p為極為極對數(shù)；對數(shù)；D為定子鐵心內(nèi)徑，單位是為定子鐵心內(nèi)徑，單位是mm。 （5）每極每相槽數(shù)（）每極每相槽數(shù)（q）：指在一個(gè)極內(nèi)，其中某一相的線）：指在一個(gè)極內(nèi)，其中某一相的線圈所占有的

15、槽數(shù)，有（式中圈所占有的槽數(shù)，有（式中m1為電動機(jī)相數(shù)）：為電動機(jī)相數(shù)）： 12pmm2pZD（槽） 用槽數(shù)表示（） 用長度表示11q2pmZ （6）電角度：交流電機(jī)轉(zhuǎn)過一對磁極繞組內(nèi)電流變化一個(gè)周）電角度：交流電機(jī)轉(zhuǎn)過一對磁極繞組內(nèi)電流變化一個(gè)周期是期是360o電角度，每個(gè)極距電角度，每個(gè)極距 為為180o電角度。當(dāng)電動機(jī)有電角度。當(dāng)電動機(jī)有p對對磁極時(shí)，在鐵心上便有磁極時(shí)，在鐵心上便有P* 360o電角度。只有電角度。只有2極電動機(jī)，電極電動機(jī)，電角度才等于機(jī)械角度。電角度與機(jī)械角度的關(guān)系是：角度才等于機(jī)械角度。電角度與機(jī)械角度的關(guān)系是： 電角度電角度=p*機(jī)械角度機(jī)械角度= P* 360

16、o （7）槽距角（）槽距角（ ）：指相鄰兩槽之間的電角度）：指相鄰兩槽之間的電角度 例：一臺三相例：一臺三相48槽槽6極異步電動機(jī)，其極距極異步電動機(jī)，其極距 、每極每相槽、每極每相槽 數(shù)、電角度、槽距角各為多少？數(shù)、電角度、槽距角各為多少？o1p 360Z例：一臺三相例：一臺三相48槽槽6極異步電動機(jī)，其極距極異步電動機(jī)，其極距 、每極每相槽數(shù)、每極每相槽數(shù)、 電角度、槽距角各為多少？電角度、槽距角各為多少？解：由已知可知，電動機(jī)的槽數(shù)解：由已知可知，電動機(jī)的槽數(shù)Z1=48，極對數(shù)，極對數(shù)p=3，極數(shù)，極數(shù) 2p=6，相數(shù)，相數(shù)m1=3。所以。所以 極距極距 每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù) 電角度

17、電角度 相鄰兩槽之間的槽距角相鄰兩槽之間的槽距角12pZ48=8（槽） 611q2pmZ488= （槽） 6 33ooop電角度=360 =3 360 =1080 ooo1p 360360Z3=22.5 48 （8）相帶：一個(gè)極相組線圈所占的范圍，以電角度表示。一）相帶：一個(gè)極相組線圈所占的范圍，以電角度表示。一般一個(gè)磁極為般一個(gè)磁極為180o電角度，一個(gè)磁極內(nèi)有三相，所以其中電角度，一個(gè)磁極內(nèi)有三相，所以其中一相占一相占180o /3=60o電角度，叫做電角度，叫做60o相帶。三相繞組的這種相帶。三相繞組的這種分布形式叫做分布形式叫做60o相帶分布。相帶分布。 （9）節(jié)距（也叫跨距）：指一個(gè)

18、線圈兩邊之間相隔的槽數(shù)，）節(jié)距（也叫跨距）：指一個(gè)線圈兩邊之間相隔的槽數(shù)，用字母用字母y表示。表示。 ：該線圈稱為整距線圈。整距線圈繞組能產(chǎn)生最大：該線圈稱為整距線圈。整距線圈繞組能產(chǎn)生最大 的感應(yīng)電動勢的感應(yīng)電動勢 ：短距線圈。短距線圈繞組能提高電動機(jī)的電磁性：短距線圈。短距線圈繞組能提高電動機(jī)的電磁性 能縮短線圈端部接線。多數(shù)電機(jī)采用這種線圈。能縮短線圈端部接線。多數(shù)電機(jī)采用這種線圈。 ：長距線圈。特殊電動機(jī)采用這種線圈。：長距線圈。特殊電動機(jī)采用這種線圈。 yyy （10）支路（）支路（a）：同相繞組并聯(lián)回路的多少，也叫并聯(lián)支路）：同相繞組并聯(lián)回路的多少，也叫并聯(lián)支路數(shù)。數(shù)。 （11）匝

19、數(shù)（）匝數(shù)（N）：繞組所含線圈圈數(shù)的多少。）：繞組所含線圈圈數(shù)的多少。 （12）繞組展開圖：將電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子沿軸向切開，沿圓周方）繞組展開圖：將電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子沿軸向切開，沿圓周方向展開，清楚表示各繞組在電機(jī)內(nèi)嵌放位置的示意圖。向展開，清楚表示各繞組在電機(jī)內(nèi)嵌放位置的示意圖。 2. 繞組的分類繞組的分類（1）按相數(shù)分類：單相繞組、三相繞組和多相繞組）按相數(shù)分類：單相繞組、三相繞組和多相繞組（2）按槽內(nèi)層數(shù)分類：單層繞組和雙層繞組）按槽內(nèi)層數(shù)分類：單層繞組和雙層繞組（3）按每極每相槽數(shù)分類：整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組）按每極每相槽數(shù)分類：整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組（4）按繞組形狀分類：疊繞組、波繞組和同心

20、繞組）按繞組形狀分類：疊繞組、波繞組和同心繞組（5）按繞組裝配方式分類：成形繞組和分立繞組）按繞組裝配方式分類：成形繞組和分立繞組（6）按繞組節(jié)距和極距的關(guān)系分類：）按繞組節(jié)距和極距的關(guān)系分類：y整距繞組整距繞組y長距繞組長距繞組短距繞組短距繞組 3. 交流電機(jī)的定子繞組構(gòu)成原則交流電機(jī)的定子繞組構(gòu)成原則（1）合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近于正弦波，幅值）合成電動勢和合成磁動勢的波形要接近于正弦波，幅值要大要大（2）對三相繞組，各相的電動勢和磁動勢要對稱，電阻、電）對三相繞組，各相的電動勢和磁動勢要對稱，電阻、電抗要平衡；空間位置彼此相差抗要平衡；空間位置彼此相差120o電角度電角度.（3

21、）繞組的銅耗要小，用銅量要省。）繞組的銅耗要小，用銅量要省。（4）絕緣要可靠，機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件好，制造要方便。）絕緣要可靠，機(jī)械強(qiáng)度、散熱條件好，制造要方便。11.1.3 三相異步電動機(jī)的工作原理三相異步電動機(jī)的工作原理1.工作原理工作原理 當(dāng)定子繞組接通對稱三相電源后，繞組中便有三相電流通當(dāng)定子繞組接通對稱三相電源后，繞組中便有三相電流通過，在空間產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體產(chǎn)生過，在空間產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場同向轉(zhuǎn)動。

22、旋轉(zhuǎn)磁場代替了生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場同向轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極。由于轉(zhuǎn)子中的電流和所受的電磁力都是由電磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁極。由于轉(zhuǎn)子中的電流和所受的電磁力都是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生，所以也稱為感應(yīng)電動機(jī)。產(chǎn)生，所以也稱為感應(yīng)電動機(jī)。上一頁下一頁返回 2. 異步電動機(jī)運(yùn)行過程與轉(zhuǎn)差率異步電動機(jī)運(yùn)行過程與轉(zhuǎn)差率 運(yùn)行過程：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速運(yùn)行過程：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n永遠(yuǎn)小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（既同步永遠(yuǎn)小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（既同步轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速）n1，轉(zhuǎn)子總是緊跟著旋轉(zhuǎn)磁場以，轉(zhuǎn)子總是緊跟著旋轉(zhuǎn)磁場以n n1的轉(zhuǎn)速同方向旋的轉(zhuǎn)速同方向旋轉(zhuǎn)。若旋轉(zhuǎn)磁場的方向反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也將反向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)。若旋轉(zhuǎn)磁場的方向反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子也將反向轉(zhuǎn)

23、動。 同步轉(zhuǎn)速：同步轉(zhuǎn)速： n1 =60f/p 轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差和同步轉(zhuǎn)速之差和同步轉(zhuǎn)速n1的比值。的比值。 s=（ n1 - n ）/ n1 n=（ 1 - s ）n1 s一般在一般在0.010.06之間之間 3. 異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)（1）電動機(jī)狀態(tài)：）電動機(jī)狀態(tài)： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 轉(zhuǎn)差率范圍為轉(zhuǎn)差率范圍為（2）發(fā)電機(jī)狀態(tài)：）發(fā)電機(jī)狀態(tài)： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 轉(zhuǎn)差率范圍為轉(zhuǎn)差率范圍為（3）電磁制動狀態(tài)：）電磁制動狀態(tài)： 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 轉(zhuǎn)差率范圍為轉(zhuǎn)差率范圍為

24、10nn01s1nn0s 0n 1s 11.1.4 三相異步電動機(jī)銘牌三相異步電動機(jī)銘牌 在異步電動機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊銘牌，如下圖所示。在異步電動機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊銘牌，如下圖所示。銘牌上標(biāo)出了該電動機(jī)的一些數(shù)據(jù)，要正確使用電動機(jī)，銘牌上標(biāo)出了該電動機(jī)的一些數(shù)據(jù)，要正確使用電動機(jī)，必須看懂銘牌，下面以必須看懂銘牌，下面以Y112M-4型電動機(jī)為例來說明銘牌型電動機(jī)為例來說明銘牌數(shù)據(jù)的含義。數(shù)據(jù)的含義。1）型號：）型號：2）額定頻率：是指加在電動機(jī)定子繞組上的允許頻率，國產(chǎn)異）額定頻率：是指加在電動機(jī)定子繞組上的允許頻率，國產(chǎn)異步電動機(jī)的額定頻率為步電動機(jī)的額定頻率為50HZ。3）額定電壓：

25、是指加在三相電動機(jī)定子繞組繞組上的線電壓。）額定電壓：是指加在三相電動機(jī)定子繞組繞組上的線電壓。一般應(yīng)為一般應(yīng)為380V。4）額定電流：當(dāng)電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子繞組的線電）額定電流：當(dāng)電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子繞組的線電流。流。5）額定功率：是電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下長期持續(xù)工作時(shí)，電動機(jī)）額定功率：是電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下長期持續(xù)工作時(shí)，電動機(jī)不過熱，軸上所能輸出的機(jī)械功率（或者解釋為電動機(jī)在額不過熱，軸上所能輸出的機(jī)械功率（或者解釋為電動機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率）定電壓、額定頻率和額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率） 。6）額定轉(zhuǎn)速：指電動機(jī)接入額定電壓、額

26、定頻率和額定負(fù)）額定轉(zhuǎn)速：指電動機(jī)接入額定電壓、額定頻率和額定負(fù)載時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速（或者指電動機(jī)在額定負(fù)載載時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)速（或者指電動機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）。時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）。7）絕緣等級及溫升：是指電動機(jī)定子繞組所用的絕緣材料）絕緣等級及溫升：是指電動機(jī)定子繞組所用的絕緣材料的等級及允許的溫度范圍。的等級及允許的溫度范圍。 8）繞組接線方式：）繞組接線方式：9）轉(zhuǎn)子電壓：）轉(zhuǎn)子電壓：10）轉(zhuǎn)子電流）轉(zhuǎn)子電流11）額定功率因數(shù)）額定功率因數(shù) ：當(dāng)電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定：當(dāng)電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子相電壓與相電流之間的相位差。子相電壓與相電流之間的相位差。12）額定效率

27、）額定效率 ：電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下，輸出功率：電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下，輸出功率p2與與輸入功率輸入功率p1的比值。的比值。13）標(biāo)準(zhǔn)編號）標(biāo)準(zhǔn)編號14）電動機(jī)定額或工作制）電動機(jī)定額或工作制15）出廠編號）出廠編號cosnN21100%Npp 三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性主要是指三相異步電動機(jī)在運(yùn)三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性主要是指三相異步電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相互之間的關(guān)系。行時(shí)電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相互之間的關(guān)系。 11.2.1 三相異步電動機(jī)的空載運(yùn)行三相異步電動機(jī)的空載運(yùn)行 （1）空載運(yùn)行：三相異步電動機(jī)定子繞組接在對稱的三相電）空載運(yùn)行：三相異步電動機(jī)定子繞組接在對稱的三

28、相電 源上，轉(zhuǎn)子軸上不帶機(jī)械負(fù)載的運(yùn)行。源上，轉(zhuǎn)子軸上不帶機(jī)械負(fù)載的運(yùn)行。 （2）主磁通）主磁通 ：當(dāng)三相異步電動機(jī)定子繞組通入三相對稱交流：當(dāng)三相異步電動機(jī)定子繞組通入三相對稱交流電時(shí)，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，該磁動勢產(chǎn)生的磁通絕大部分穿過電時(shí)，將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，該磁動勢產(chǎn)生的磁通絕大部分穿過氣隙，并同時(shí)交鏈于定、轉(zhuǎn)子繞組，這部分磁通稱為主磁通。氣隙，并同時(shí)交鏈于定、轉(zhuǎn)子繞組，這部分磁通稱為主磁通。 作用：同時(shí)交鏈于定、轉(zhuǎn)子繞組并在其中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動作用：同時(shí)交鏈于定、轉(zhuǎn)子繞組并在其中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動 勢；電動機(jī)能量轉(zhuǎn)換的媒介。勢；電動機(jī)能量轉(zhuǎn)換的媒介。11.2 三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性上一頁下

29、一頁返回0（3）漏磁通）漏磁通 ：除主磁通外的磁通。：除主磁通外的磁通。 作用：僅在定子繞組上產(chǎn)生漏磁動勢，起電抗降壓的作用作用：僅在定子繞組上產(chǎn)生漏磁動勢，起電抗降壓的作用 主磁通和漏磁通（4）空載電流：異步電動機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的定子電流，用）空載電流：異步電動機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的定子電流，用 表示表示（5）空載磁動勢：三相空載電流流過定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動）空載磁動勢：三相空載電流流過定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢，用勢，用 表示。表示。0I0F11.2.2 三相異步電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行（1）負(fù)載運(yùn)行：三相異步電動機(jī)定子繞組接在對稱的三相電）負(fù)載運(yùn)行：三相異步電動機(jī)定子繞組接在對稱的三

30、相電源上，轉(zhuǎn)子軸上帶機(jī)械負(fù)載的運(yùn)行。源上，轉(zhuǎn)子軸上帶機(jī)械負(fù)載的運(yùn)行。（2）空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系：）空載和負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系： 空載運(yùn)行時(shí)：空載運(yùn)行時(shí)： 負(fù)載運(yùn)行時(shí)：負(fù)載運(yùn)行時(shí)：（3）負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子電動勢的頻率：）負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子電動勢的頻率： 轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)（如啟動瞬間）：轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)（如啟動瞬間）： 空載運(yùn)行：空載運(yùn)行： 額定情況下運(yùn)行時(shí)：額定情況下運(yùn)行時(shí)： 、12220000nnsIFE，2221nnnnIEF 下降，增大， 、 、增大111211()6060p nnnnpnfsfn2101nsff，1200nnsf，20.01 0.06500.33ZZZsfHfHH1，（4）負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電

31、動勢：）負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢： 負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組漏阻抗：負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組漏阻抗： 負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的電流：負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的電流： 負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)：負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)： 2222012224.444.44swwEf N ksf N ksE22212222sXf Lsf LsX222222()sEIRsX222222cos()RRsX轉(zhuǎn)子各電磁量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各電磁量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系 11.2.3 三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩（1）三相異步電動機(jī)的功率）三相異步電動機(jī)的功率 電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子從電網(wǎng)吸收電功率，轉(zhuǎn)子向拖動的電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子從電網(wǎng)吸收電功率，

32、轉(zhuǎn)子向拖動的機(jī)械負(fù)載輸出機(jī)械功率，電動機(jī)在實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的過機(jī)械負(fù)載輸出機(jī)械功率，電動機(jī)在實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的過程中，必然會產(chǎn)生各種損耗。根據(jù)能量守恒定律，輸出功程中，必然會產(chǎn)生各種損耗。根據(jù)能量守恒定律，輸出功率應(yīng)等于輸入功率減去總損耗。率應(yīng)等于輸入功率減去總損耗。 輸入功率：電網(wǎng)供給電動機(jī)的功率輸入功率：電網(wǎng)供給電動機(jī)的功率 定子銅損耗：定子電流流過定子繞組時(shí)，電流在定子繞定子銅損耗：定子電流流過定子繞組時(shí)，電流在定子繞 組電阻上的功率損耗。組電阻上的功率損耗。 11 113cosPU I2Cu11 13PR I 定子鐵損耗：旋轉(zhuǎn)磁場在定子鐵心中產(chǎn)生的損耗定子鐵損耗：旋轉(zhuǎn)磁場在定子鐵心中產(chǎn)

33、生的損耗 電磁功率：由定子側(cè)傳遞到轉(zhuǎn)子側(cè)的電磁功率電磁功率：由定子側(cè)傳遞到轉(zhuǎn)子側(cè)的電磁功率 轉(zhuǎn)子銅損耗：轉(zhuǎn)子電流流過轉(zhuǎn)子繞組時(shí)，電流在轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子銅損耗：轉(zhuǎn)子電流流過轉(zhuǎn)子繞組時(shí)，電流在轉(zhuǎn)子繞組 電阻上的功率損耗。電阻上的功率損耗。 總機(jī)械功率：傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率扣除轉(zhuǎn)子銅損耗后的總機(jī)械功率：傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率扣除轉(zhuǎn)子銅損耗后的 功率。功率。2Fem03PR Iem1Cu1Fe()PPPP2Cu2223PR IemCu2MECPPP 機(jī)械損耗：電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，由軸承及風(fēng)阻等摩擦所引起的機(jī)械損耗：電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，由軸承及風(fēng)阻等摩擦所引起的 損耗損耗 附加損耗：由定、轉(zhuǎn)子開槽和諧波磁場引起的損耗附加

34、損耗：由定、轉(zhuǎn)子開槽和諧波磁場引起的損耗 機(jī)械功率：電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率機(jī)械功率：電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率 mecPadP21121()MECmecadCuFeCumecadPPPPPPPPPPPP異步電動機(jī)的功率流程圖：異步電動機(jī)的功率流程圖： （2）三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程）三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程 為電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩（驅(qū)動）為電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩（驅(qū)動） 為電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩（制動）為電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩（制動） 為機(jī)械損耗和附加損耗的轉(zhuǎn)矩為機(jī)械損耗和附加損耗的轉(zhuǎn)矩 2020ememTTTTTT 或 /emMECTP22/TP0mecadTPP（+）/ 11.2.4

35、 三相異步電動機(jī)的工作特性三相異步電動機(jī)的工作特性 異步電動機(jī)的工作特性是指在額定電壓和額定頻率運(yùn)行的異步電動機(jī)的工作特性是指在額定電壓和額定頻率運(yùn)行的情況下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、定子電流、功率因數(shù)、情況下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、定子電流、功率因數(shù)、效率等與輸出功率的關(guān)系。效率等與輸出功率的關(guān)系。轉(zhuǎn)速特性2()nf P轉(zhuǎn)矩特性22()Tf P定子電流特性12()If P定子功率因數(shù)特性12()cosf P效率特性2()f P 轉(zhuǎn)速特性：異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功轉(zhuǎn)速特性：異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化的曲線稱為轉(zhuǎn)速特性。率變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化的曲線稱為轉(zhuǎn)

36、速特性。 稍向下傾斜的曲線（硬特性）稍向下傾斜的曲線（硬特性） 分析：空載時(shí)：分析：空載時(shí)： 負(fù)載時(shí)：負(fù)載增大時(shí)，負(fù)載時(shí)：負(fù)載增大時(shí)， 額定運(yùn)行時(shí)：額定運(yùn)行時(shí)： 210Pnnn， 最大22InP 增大，轉(zhuǎn)子電流增大，降低，但下降的不多110.01 0.06(1)(0.99 0.94)NNNsnsnn， 轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線。時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線。 過零點(diǎn)稍向上翹的曲線。過零點(diǎn)稍向上翹的曲線。 分析：分析： 222260PPTn空載時(shí)空載時(shí)： 2200PT，由空載到額定負(fù)載時(shí)：由空載

37、到額定負(fù)載時(shí)： 22()nTf P變化很小，故可近似看成一條直線負(fù)載時(shí)：負(fù)載增大時(shí)，負(fù)載時(shí)：負(fù)載增大時(shí)， 22PP22增大，n降低，T增大，T上升速度略快于（3）定子電流特性）定子電流特性 異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，異步電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，定子電流的變化曲線。定子電流的變化曲線。 分析：空載時(shí)：分析：空載時(shí)： 負(fù)載時(shí)：負(fù)載時(shí)： 2100PII，22IP增大，轉(zhuǎn)子電流 增大，定子電流的負(fù)載分量也隨之增大（4）定子功率因數(shù)特性）定子功率因數(shù)特性 n異步電動機(jī)的功率因數(shù)是衡量在異步電動機(jī)輸入功率中，異步電動機(jī)的功率因數(shù)是衡量在異步電動機(jī)輸入功率中，真

38、正消耗的有功功率所占比重的大小。真正消耗的有功功率所占比重的大小。n異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)中吸取感性無功功率，它異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)中吸取感性無功功率，它的功率因數(shù)總是滯后的，且永遠(yuǎn)小于的功率因數(shù)總是滯后的，且永遠(yuǎn)小于1。n 增大時(shí)，增大時(shí)， 先增后降先增后降 n分析：空載時(shí)：分析：空載時(shí)： 負(fù)載時(shí)：負(fù)載時(shí)：2P1cos2100PII，是無功的勵磁電流，因此是無功的勵磁電流，因此 1cos很小，通常不超過很小，通常不超過0.2當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，定子電流中的有功電流增加，使功率因數(shù)提高；接近額定負(fù)載時(shí)，定子電流中的有功電流最大，功率因數(shù)也達(dá)到最高；超過額定負(fù)載時(shí)，由于轉(zhuǎn)速降低較多，轉(zhuǎn)子

39、電流無功分量增大，相應(yīng)的定子電流無功分量也增大，即定子電流有功分量減小，功率因數(shù)減小。（5）效率特性）效率特性 增大時(shí)，增大時(shí)， 先增后降，先增后降， 在在 范圍內(nèi)，效率最高范圍內(nèi)，效率最高 分析：分析：2P2P(0.7 1.0)NP1221111211PPPPPPPPPPPP 空載時(shí)：空載時(shí)： 200P，負(fù)載時(shí)：負(fù)載時(shí)：隨著輸出功率的增加，效率隨著輸出功率的增加，效率 也增加；在正常運(yùn)也增加；在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，因主磁通變化很小，所以鐵損耗和機(jī)械損耗行范圍內(nèi)，因主磁通變化很小，所以鐵損耗和機(jī)械損耗（由旋轉(zhuǎn)磁場引起的損耗）變化很小，認(rèn)為是不變的，合（由旋轉(zhuǎn)磁場引起的損耗）變化很小，認(rèn)為是不變的，

40、合起來稱不變損耗。定、轉(zhuǎn)子銅損耗與電流平方成正比，隨起來稱不變損耗。定、轉(zhuǎn)子銅損耗與電流平方成正比，隨著負(fù)載而變化，附加損耗也隨負(fù)載而變，稱可變損耗。當(dāng)著負(fù)載而變化，附加損耗也隨負(fù)載而變，稱可變損耗。當(dāng)負(fù)載增大到使可變損耗等于不變損耗時(shí)，電動機(jī)的效率達(dá)負(fù)載增大到使可變損耗等于不變損耗時(shí)，電動機(jī)的效率達(dá)最大。最大。如果負(fù)載繼續(xù)增大，與電流平方成正比的定、轉(zhuǎn)子銅損耗如果負(fù)載繼續(xù)增大，與電流平方成正比的定、轉(zhuǎn)子銅損耗增加的較快增加的較快, ,效率反而降低。效率反而降低。2(0.7 1.0)NPP時(shí)，效率最高。小結(jié)：輸出功率增大時(shí)，轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、定子電流均增大；小結(jié)：輸出功率增大時(shí)，轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、

41、定子電流均增大； 功率因數(shù)、效率先增大后減小。功率因數(shù)、效率先增大后減小。 其中功率因數(shù)和效率是反映異步電動機(jī)工作性能的兩個(gè)其中功率因數(shù)和效率是反映異步電動機(jī)工作性能的兩個(gè)重要的參數(shù)，在額定負(fù)載附近的功率因數(shù)和效率均較高，因重要的參數(shù)，在額定負(fù)載附近的功率因數(shù)和效率均較高，因此電動機(jī)應(yīng)該運(yùn)行在額定負(fù)載附近。此電動機(jī)應(yīng)該運(yùn)行在額定負(fù)載附近。11.2.5 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 與電磁轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩 之間的關(guān)系，即之間的關(guān)系，即 。 因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率之間存在著因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率之間存在著 的關(guān)系，所以異步電動機(jī)的機(jī)械特性通常

42、表示為的關(guān)系，所以異步電動機(jī)的機(jī)械特性通常表示為 三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩有三種表達(dá)式（物理表達(dá)式、三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩有三種表達(dá)式（物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式、實(shí)用表達(dá)式），現(xiàn)介紹如下：參數(shù)表達(dá)式、實(shí)用表達(dá)式），現(xiàn)介紹如下：nemT()emnf T11()/snnn( )emTf s（1）物理表達(dá)式）物理表達(dá)式n三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式為：三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式為：n電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通電磁轉(zhuǎn)矩與主磁通 成正比，與轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比，與轉(zhuǎn)子電流的有功分量 成正比成正比n用于定性分析異步電動機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)。用于定性分析異步電動機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)。022cosemTTCI轉(zhuǎn)矩常數(shù)

43、 022cosI（2）參數(shù)表達(dá)式）參數(shù)表達(dá)式n三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式為：三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式為：n當(dāng)當(dāng) （或（或 ）變化時(shí)，可由參數(shù)表達(dá)式算出相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩）變化時(shí)，可由參數(shù)表達(dá)式算出相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 。n機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式清楚地表示了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率和參數(shù)之機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式清楚地表示了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率和參數(shù)之間的關(guān)系，用它分析各種參數(shù)對機(jī)械特性的影響很方便。間的關(guān)系，用它分析各種參數(shù)對機(jī)械特性的影響很方便。2212221111232()() ememRpUPsTRfRXXs極對數(shù)定子相電壓 轉(zhuǎn)子側(cè)折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電阻 電源頻率 定子每相繞組的電阻 定子每相繞組的漏抗 轉(zhuǎn)子側(cè)折

44、算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子漏抗 snemT電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速都為正，從規(guī)定正方向判斷電機(jī)工作在電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)1001nns，即電磁轉(zhuǎn)矩大于0但與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，電機(jī)工作在電磁制動運(yùn)行狀態(tài)。01ns，即電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，即為制動性轉(zhuǎn)矩，電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)10nns， 即最大轉(zhuǎn)矩（電動機(jī)狀態(tài)）最大轉(zhuǎn)矩（發(fā)電機(jī)狀態(tài)）啟動轉(zhuǎn)矩 臨界轉(zhuǎn)差率 臨界轉(zhuǎn)差率 異步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率和電動機(jī)的過載能力異步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、臨界轉(zhuǎn)差率和電動機(jī)的過載能力 最大轉(zhuǎn)矩：最大轉(zhuǎn)矩： 臨界轉(zhuǎn)差率：臨界轉(zhuǎn)差率： “+”號表示電動機(jī)狀態(tài)，號表示電動機(jī)狀態(tài)，“-”號表示發(fā)電機(jī)狀態(tài)號表示發(fā)電機(jī)狀態(tài) 過載能力過載能力：最大電磁轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)

45、矩的比值，反映電動機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩的比值，反映電動機(jī) 短時(shí)過載能力的大小短時(shí)過載能力的大小 表征電動機(jī)運(yùn)行性能的重要參數(shù)，一般表征電動機(jī)運(yùn)行性能的重要參數(shù)，一般 2111234()mpUTf XX 212mRsXX 0.1 0.2ms mTNTT1.8 2.2T 異步電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)異步電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩和啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 啟動轉(zhuǎn)矩：異步電動機(jī)接至電源電壓開始啟動瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩。啟動轉(zhuǎn)矩：異步電動機(jī)接至電源電壓開始啟動瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩。 此時(shí)：此時(shí)： 啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：啟動轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩之比啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)：啟動轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩之比 只有當(dāng)啟動轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)才能啟只有當(dāng)啟動轉(zhuǎn)矩大于

46、額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)才能啟 動起來，即動起來，即 一般鼠籠式異步電動機(jī)的一般鼠籠式異步電動機(jī)的 約為約為2.0左右。左右。01ns，212221121232()() stpU RTfRRXXststNTkT1stk stkn對于繞線子轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，可以在轉(zhuǎn)子回路中串電阻，對于繞線子轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，可以在轉(zhuǎn)子回路中串電阻，使臨界轉(zhuǎn)差率使臨界轉(zhuǎn)差率 ，啟動轉(zhuǎn)矩，啟動轉(zhuǎn)矩 ，即增大啟動轉(zhuǎn)，即增大啟動轉(zhuǎn)矩，來改善啟動性能。矩，來改善啟動性能。1ms stmTT212mRsXX212221121232()() stpU RTfRRXX異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻時(shí)的機(jī)械特性異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻時(shí)的機(jī)械特

47、性n對于鼠籠式異步電動機(jī)，無法在轉(zhuǎn)子回路中串電阻，啟對于鼠籠式異步電動機(jī)，無法在轉(zhuǎn)子回路中串電阻，啟動轉(zhuǎn)矩大小只能在設(shè)計(jì)時(shí)考慮。只有當(dāng)啟動轉(zhuǎn)矩大于負(fù)動轉(zhuǎn)矩大小只能在設(shè)計(jì)時(shí)考慮。只有當(dāng)啟動轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)才能轉(zhuǎn)動起來。一般鼠籠式異步電動載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)才能轉(zhuǎn)動起來。一般鼠籠式異步電動機(jī)的機(jī)的 約為約為2.0左右。左右。n啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)是針對鼠籠式電動機(jī)而言。因?yàn)槔@線式電啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)是針對鼠籠式電動機(jī)而言。因?yàn)槔@線式電動機(jī)通過增加轉(zhuǎn)子回路的電阻，可加大或改變啟動轉(zhuǎn)矩。動機(jī)通過增加轉(zhuǎn)子回路的電阻，可加大或改變啟動轉(zhuǎn)矩。stk（3）實(shí)用表達(dá)式）實(shí)用表達(dá)式 機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式清楚地表示了轉(zhuǎn)矩與

48、轉(zhuǎn)差率和機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式清楚地表示了轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率和參數(shù)之間的關(guān)系，用它分析各種參數(shù)對機(jī)械特性的影響參數(shù)之間的關(guān)系，用它分析各種參數(shù)對機(jī)械特性的影響很方便。但是，查找電動機(jī)的參數(shù)是很困難的，通常利很方便。但是，查找電動機(jī)的參數(shù)是很困難的，通常利用電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和銘牌數(shù)據(jù)求得電動機(jī)的機(jī)械特性，用電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和銘牌數(shù)據(jù)求得電動機(jī)的機(jī)械特性，即電動機(jī)的實(shí)用表達(dá)式。即電動機(jī)的實(shí)用表達(dá)式。2memmmTTssss（4）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線分析）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線分析啟動點(diǎn)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)額定運(yùn)行點(diǎn)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn) 啟動點(diǎn)啟動點(diǎn)A： 最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B： 電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)，在臨界點(diǎn)

49、以下的非線性段電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的臨界點(diǎn)，在臨界點(diǎn)以下的非線性段（BA），電動機(jī)工作是不穩(wěn)定的；在臨界點(diǎn)以上的線性段），電動機(jī)工作是不穩(wěn)定的；在臨界點(diǎn)以上的線性段（DB），電動機(jī)可以穩(wěn)定運(yùn)行。），電動機(jī)可以穩(wěn)定運(yùn)行。 額定運(yùn)行點(diǎn)額定運(yùn)行點(diǎn)C： 同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)D：電動機(jī)的理想空載點(diǎn)，此時(shí)：電動機(jī)的理想空載點(diǎn)，此時(shí)101(4 7)emststNnsTTIII，mmemmnnssTT，10.01 0.06NNemNNNnnssTTIIs，1102000emnnsTIII，（5）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性總結(jié)）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性總結(jié) 三相異步電動機(jī)的三種表達(dá)式都能用來表征電動機(jī)的三相異步電動機(jī)的

50、三種表達(dá)式都能用來表征電動機(jī)的運(yùn)行性能，但應(yīng)用場合不同。一般來說，物理表達(dá)式適用運(yùn)行性能，但應(yīng)用場合不同。一般來說，物理表達(dá)式適用于對電動機(jī)的運(yùn)行做定性分析，參數(shù)表達(dá)式適用于分析各于對電動機(jī)的運(yùn)行做定性分析，參數(shù)表達(dá)式適用于分析各種參數(shù)變化對電動機(jī)運(yùn)行性能的影響，實(shí)用表達(dá)式適用于種參數(shù)變化對電動機(jī)運(yùn)行性能的影響，實(shí)用表達(dá)式適用于電動機(jī)機(jī)械特性的工程計(jì)算。電動機(jī)機(jī)械特性的工程計(jì)算。11.3 三相異步電動機(jī)的啟動n電動機(jī)接通三相電源后，開始啟動，轉(zhuǎn)速逐漸增高，一電動機(jī)接通三相電源后，開始啟動，轉(zhuǎn)速逐漸增高，一直到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為止，這一過程稱為啟動過程。直到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為止，這一過程稱為啟動過程。n在生

51、產(chǎn)過程中，電動機(jī)經(jīng)常要啟動、停車，其啟動性能在生產(chǎn)過程中，電動機(jī)經(jīng)常要啟動、停車，其啟動性能優(yōu)劣對生產(chǎn)有很大的影響，所以，要考慮電動機(jī)啟動性優(yōu)劣對生產(chǎn)有很大的影響，所以，要考慮電動機(jī)啟動性能，選擇合適的啟動方法至關(guān)重要。能，選擇合適的啟動方法至關(guān)重要。n異步電動機(jī)的啟動性能，包括啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩、啟異步電動機(jī)的啟動性能，包括啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩、啟動時(shí)間和啟動設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、可靠性等，其中最主要的動時(shí)間和啟動設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、可靠性等，其中最主要的是啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流。是啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流。上一頁下一頁返回 11.3.1 三相異步電動機(jī)對啟動的要求三相異步電動機(jī)對啟動的要求（1）啟動轉(zhuǎn)矩要大，以便加

52、快啟動過程，保證其能在一定負(fù)載）啟動轉(zhuǎn)矩要大，以便加快啟動過程，保證其能在一定負(fù)載 下啟動。下啟動。（2）啟動電流要小，以避免啟動電流在電網(wǎng)上引起較大的電壓）啟動電流要小，以避免啟動電流在電網(wǎng)上引起較大的電壓 降落，影響到接在同一電網(wǎng)上其它電器設(shè)備的正常工作。降落，影響到接在同一電網(wǎng)上其它電器設(shè)備的正常工作。（3）啟動時(shí)所需的控制設(shè)備應(yīng)盡量簡單，力求操作和維護(hù)方便。）啟動時(shí)所需的控制設(shè)備應(yīng)盡量簡單，力求操作和維護(hù)方便。（4）啟動過程中的能量損耗盡量小。）啟動過程中的能量損耗盡量小。 實(shí)際的三相異步電動機(jī)在剛啟動時(shí)：實(shí)際的三相異步電動機(jī)在剛啟動時(shí)： 啟動電流較大，啟動轉(zhuǎn)矩并不大啟動電流較大，啟動

53、轉(zhuǎn)矩并不大 分析：剛啟動時(shí)，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)（分析：剛啟動時(shí)，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)（ ），旋轉(zhuǎn)磁），旋轉(zhuǎn)磁場以較大轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的感應(yīng)電場以較大轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢，因而產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。這樣，定子繞組中也將動勢，因而產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流。這樣，定子繞組中也將流過較大的電流。流過較大的電流。 剛啟動時(shí)，轉(zhuǎn)差率剛啟動時(shí)，轉(zhuǎn)差率 （最大），轉(zhuǎn)子繞組的漏電抗最（最大），轉(zhuǎn)子繞組的漏電抗最大，由機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式可知，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩比較小。大，由機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式可知，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩比較小。0n 1s 2212221111232()() ememRpUPsTR

54、fRXXs22sXsXn不利影響不利影響 大的大的 Ist 使電網(wǎng)電壓降低，影響自身及其他負(fù)載工作。使電網(wǎng)電壓降低，影響自身及其他負(fù)載工作。 頻繁起動時(shí)造成熱量積累，易使電動機(jī)過熱頻繁起動時(shí)造成熱量積累，易使電動機(jī)過熱。 三相鼠籠式異步電動機(jī)直接啟動控制線路三相鼠籠式異步電動機(jī)直接啟動控制線路下一頁返回11.3.2 三相鼠籠式異步電動機(jī)的全壓啟動三相鼠籠式異步電動機(jī)的全壓啟動全壓啟動指在額定電壓下，將電動機(jī)三相定子繞組直接接到全壓啟動指在額定電壓下，將電動機(jī)三相定子繞組直接接到額定電壓的電網(wǎng)上來啟動電動機(jī)，又稱為直接啟動。額定電壓的電網(wǎng)上來啟動電動機(jī)，又稱為直接啟動。n優(yōu)點(diǎn)：簡單易行優(yōu)點(diǎn)：簡單

55、易行 缺點(diǎn)：啟動電流很大缺點(diǎn)：啟動電流很大 一般鼠籠式異步電動機(jī)的最初啟動電流為（一般鼠籠式異步電動機(jī)的最初啟動電流為（57）IN，最初，最初啟動轉(zhuǎn)矩為啟動轉(zhuǎn)矩為（1.52）TNn直接啟動的應(yīng)用場合直接啟動的應(yīng)用場合(1) 小容量的電動機(jī)（小容量的電動機(jī)（PN 7.5kW） (2) 電動機(jī)容量滿足如下要求：電動機(jī)容量滿足如下要求：(3) 用戶由專用變壓器供電，電動機(jī)的容量小于變壓器容量的用戶由專用變壓器供電，電動機(jī)的容量小于變壓器容量的20%Ist IN sc =1 43 +電源總?cè)萘侩娫纯側(cè)萘?kVA) 電動機(jī)容量電動機(jī)容量(kW)2.3.3 三相鼠籠式異步電動機(jī)的降壓啟動三相鼠籠式異步電動

56、機(jī)的降壓啟動 這種方法是在啟動時(shí)利用啟動設(shè)備，使加在電動機(jī)定子這種方法是在啟動時(shí)利用啟動設(shè)備，使加在電動機(jī)定子繞組上的電壓繞組上的電壓U1降低，此時(shí)磁通隨降低，此時(shí)磁通隨U1成正比地減小，其成正比地減小，其轉(zhuǎn)子電動勢轉(zhuǎn)子電動勢E2、轉(zhuǎn)子啟動電流、轉(zhuǎn)子啟動電流I2st和定子電路的啟動電流和定子電路的啟動電流I1st也隨之減小。在降壓啟動時(shí)，啟動轉(zhuǎn)矩也大大降低了。也隨之減小。在降壓啟動時(shí)，啟動轉(zhuǎn)矩也大大降低了。因此，這種方法僅適用于電動機(jī)在空載或輕載情況下的因此，這種方法僅適用于電動機(jī)在空載或輕載情況下的啟動。啟動。212221121232()() stpU RTfRRXX （1） 三相鼠籠式異步

57、電動機(jī)定子回路串電阻降壓啟動三相鼠籠式異步電動機(jī)定子回路串電阻降壓啟動啟動啟動 運(yùn)行運(yùn)行也可以把定子回路中串入的電阻改成電抗器也可以把定子回路中串入的電阻改成電抗器M 3XSS1 FUS23 n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):啟動電流小啟動電流小 當(dāng)啟動電壓減小為原來的當(dāng)啟動電壓減小為原來的1/k時(shí)，啟動電流也減小時(shí)，啟動電流也減小到原來的到原來的1/kn缺點(diǎn)缺點(diǎn):啟動轉(zhuǎn)矩小啟動轉(zhuǎn)矩小 啟動轉(zhuǎn)矩正比于電壓平方，減小到原來的啟動轉(zhuǎn)矩正比于電壓平方，減小到原來的1/k2n應(yīng)用：高電壓電動機(jī)應(yīng)用：高電壓電動機(jī)（2） 三相鼠籠式異步電動機(jī)三相鼠籠式異步電動機(jī)Y -轉(zhuǎn)換降壓啟動轉(zhuǎn)換降壓啟動電動機(jī)啟動時(shí)，定電動機(jī)啟動時(shí)，定子三

58、相繞組接成子三相繞組接成Y Y型，型，（啟動起來后）運(yùn)（啟動起來后）運(yùn)行時(shí)接成行時(shí)接成型。型。適用于：正常運(yùn)行為適用于：正常運(yùn)行為聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。三相鼠籠式異步電動機(jī)三相鼠籠式異步電動機(jī)Y -轉(zhuǎn)換降壓啟動轉(zhuǎn)換降壓啟動3 UNS1 FUS2U1U2V1V2W1W2適用于：正常運(yùn)行為適用于：正常運(yùn)行為聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。三相鼠籠式異步電動機(jī)三相鼠籠式異步電動機(jī)Y -轉(zhuǎn)換降壓啟動轉(zhuǎn)換降壓啟動3 UNS1 FUS2U1U2V1V2W1W2Y 起動起動適用于：正常運(yùn)行為適用于：正常運(yùn)行為聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。聯(lián)結(jié)的電動機(jī)。 運(yùn)行運(yùn)行S23 UNS1 FUU1U2V1V2W1W2 定子相電壓比

59、定子相電壓比 U1PYU1PUN 3 UN=1 3 定子相電流比定子相電流比 I1PYI1PU1PYU1P=1 3 啟動電流比啟動電流比IstYIstI1PY 3 I1P=1 3三相鼠籠式異步電動機(jī)三相鼠籠式異步電動機(jī)Y -轉(zhuǎn)換降壓啟動轉(zhuǎn)換降壓啟動 Y 型型啟動的啟動電流啟動的啟動電流 IstY = Ist1 3 啟動轉(zhuǎn)矩比啟動轉(zhuǎn)矩比 TstYTstU1PYU1P=1 3( )2TstY = Tst1 3 Y型型啟動的啟動轉(zhuǎn)矩啟動的啟動轉(zhuǎn)矩 n分析：分析：n型接法時(shí)：設(shè)定子繞組的線電壓是型接法時(shí)：設(shè)定子繞組的線電壓是U1，則每相的電壓為則每相的電壓為U1，假設(shè)電動機(jī)的每相阻抗為假設(shè)電動機(jī)的每相

60、阻抗為Z，則每相的啟動電流為，則每相的啟動電流為U1/Z，啟，啟動線電流為動線電流為 n啟動時(shí)：接成啟動時(shí)：接成Y型，定子繞組的線電壓是型，定子繞組的線電壓是U1，則每相的電壓為則每相的電壓為 。此時(shí)，定子繞組的線電流等于相電流，即啟動電流，。此時(shí)，定子繞組的線電流等于相電流，即啟動電流，為為 。n由上述可知：接成由上述可知：接成Y型啟動時(shí)，由電網(wǎng)供給的最初啟動電流型啟動時(shí)，由電網(wǎng)供給的最初啟動電流為為型接法時(shí)的型接法時(shí)的1/3，即啟動電流減小了。啟動轉(zhuǎn)矩減小到原，即啟動電流減小了。啟動轉(zhuǎn)矩減小到原來的來的1/3。13UZ13UZ13UZn優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備比較簡單，啟動電流小優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備比較簡單，啟動