第2章 三相異步電動機

1、1第二章第二章 三相異步電動機三相異步電動機23n電機：利用電磁感應原理工作的機械。電機：利用電磁感應原理工作的機械。n電機按功能分：發(fā)電機、電機按功能分：發(fā)電機、電動機電動機、變壓器和控、變壓器和控制電機制電機電動機的分類：電動機的分類：4鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式定子（固定部分）定子（固定部分） 轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）51、定子、定子(產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場)n由定子鐵心、定子繞組、機座三部分組成由定子鐵心、定子繞組、機座三部分組成定子鐵心定子鐵心：由：由0.350.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，厚的硅鋼片疊壓而成，槽口用以嵌放定子繞組，是磁路部分；槽口用以嵌放定子繞組，是磁路部分；

2、定子繞組定子繞組：由三相對稱繞組按一定的空間角度：由三相對稱繞組按一定的空間角度依次嵌放在定子槽中，可作星形或三角形連接依次嵌放在定子槽中，可作星形或三角形連接（銘牌上有說明）；（銘牌上有說明）；機座：機座：鑄鐵、鋼板焊接鑄鐵、鋼板焊接6星形連接星形連接三角形連接三角形連接72、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子(在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流)n由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸三部分組成。由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸三部分組成。轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，硅鋼片：由硅鋼片疊成壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，硅鋼片沖有導線槽，供嵌轉(zhuǎn)子繞組；沖有導線槽，供嵌轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組（鼠

3、籠式）轉(zhuǎn)子繞組（鼠籠式）：由許多銅條或鋁條構(gòu)成，嵌：由許多銅條或鋁條構(gòu)成，嵌在導線槽內(nèi)，兩端再用金屬環(huán)焊成鼠籠形；在導線槽內(nèi)，兩端再用金屬環(huán)焊成鼠籠形；轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：輸出輸出 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。變電動機的機械特性。應用：一般工業(yè)控制用應用：一般工業(yè)控制用 結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動機的機械特性。外加電阻可人為改變電動機的機械特性。應用：行車、電梯等應用：行車、電梯等9 A IU IV IW X B Y C Z )120sin(2)120sin(

4、2sin2WVUtIitIitIippp10 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 ()電流出電流出( )電流入電流入11結(jié)論：結(jié)論：三相電流產(chǎn)生的合成三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一磁場是一旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的磁場的磁場。 即：即：12(a) t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ A IU IV IW X B Y C Z )120sin(2)120sin(2sin2WVUtIitIitIippp結(jié)論：磁場的轉(zhuǎn)向與電流相序一致結(jié)論：磁場的轉(zhuǎn)向與電流相序一致n電流相序為電流相序為

5、U-V-W時磁場時磁場順時針順時針方向旋轉(zhuǎn)；方向旋轉(zhuǎn)；n電流相序為電流相序為U-W-V時磁場時磁場逆時針逆時針方向旋轉(zhuǎn)。方向旋轉(zhuǎn)。131）產(chǎn)生磁場：三相繞組（）產(chǎn)生磁場：三相繞組（ AX、BY、CZ ）中通入三相電流，）中通入三相電流，可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場2）磁場）磁場切割轉(zhuǎn)子導體，轉(zhuǎn)子感應出電動勢（右手定則）切割轉(zhuǎn)子導體，轉(zhuǎn)子感應出電動勢（右手定則） ，產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流3）產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（左手定則）產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（左手定則） ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動FvFNS143、極對數(shù)（、極對數(shù)（p）BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為此種接法下，合成磁場

6、只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)。旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)。15極對數(shù)極對數(shù)p的改變：的改變：CYABCXYZAXBZAiBiCi 將將每相繞組分成兩段每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。形成的磁場則是兩對磁極。ABCABCXYZAXX ANSSNZCZCBYBY極對數(shù)極對數(shù)2p164 4、三相異步電動機的轉(zhuǎn)速、三相異步電動機的轉(zhuǎn)速n n（轉(zhuǎn)每分）pfn1060我國我國(f(f1 1=50Hz)=50Hz)，磁極對數(shù)為，磁極對數(shù)為p p的磁場轉(zhuǎn)速的磁場轉(zhuǎn)速n n0 0為：為：

7、p）（min/0rn123456300015001000750600500p 電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場有關(guān)電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場有關(guān)p 當磁極對數(shù)為當磁極對數(shù)為 p時，磁場的轉(zhuǎn)速時，磁場的轉(zhuǎn)速n0為：為：17n異步電動機的轉(zhuǎn)速也就是異步電動機的轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n nnnnnTL電機能起動，否則起動不了。電機能起動，否則起動不了。28機械特性的軟硬機械特性的軟硬 硬特性：硬特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。負載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：軟特性：負載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起負載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起 動特性好。動特性好。 硬特性硬特性 （R2

8、?。┬。┸浱匦攒浱匦裕≧2大）大）0Tn 不同場合應選用不同的電機。如金屬切削，選硬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。特性電機；重載起動則選軟特性電機。2930n無法在轉(zhuǎn)子中串接電阻，只有無法在轉(zhuǎn)子中串接電阻，只有2類起類起動方法：動方法：31特點：適合輕載起動，電能損耗大特點：適合輕載起動，電能損耗大32工工作作起起動動 由電壓抽頭，可得到不同的電由電壓抽頭，可得到不同的電壓壓（如：電源電壓的（如：電源電壓的73%、64%、55%），根據(jù)對起動轉(zhuǎn)，根據(jù)對起動轉(zhuǎn)矩的要求選用。矩的要求選用。 適用于容量較大（適用于容量較大（一般一般7.5kw以上）以上）

9、或正常運行時聯(lián)成星形或正常運行時聯(lián)成星形的鼠籠式異步電動機。的鼠籠式異步電動機。特點：可帶較大的負載起動，投入大特點：可帶較大的負載起動，投入大33YUU3ZUIIZUIILPLLPYLY333/特點：適合輕載起動，只用于定子繞組接成特點：適合輕載起動，只用于定子繞組接成的電動機的電動機（一般（一般7.5kw以下）以下）34例例: 三相異步電動機，電源電壓三相異步電動機，電源電壓 =380V，三相定子繞，三相定子繞組組 接法運行，額定電流接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流，啟動電流Ist/IN=7，求：求： （1） 接法時的啟動電流接法時的啟動電流Ist （2）若啟動時改為）若啟動時改為

10、Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =7 20=140A解：解：（2）Ist Y = Ist /3=140/3=47A35n大、中型容量電動機，重載起動時除了限制起大、中型容量電動機，重載起動時除了限制起動電流，還需要足夠大的起動轉(zhuǎn)矩動電流，還需要足夠大的起動轉(zhuǎn)矩n選用三相繞線式電動機選用三相繞線式電動機n方法（在轉(zhuǎn)子回路中串入）：方法（在轉(zhuǎn)子回路中串入）：三相對稱電阻三相對稱電阻1.頻敏電阻器頻敏電阻器36n啟動時，啟動時，KM1，KM2，KM3觸點都斷開觸點都斷開n啟動后，依次閉合啟動后，依次閉合KM1，KM2，KM3觸點觸點3738什么是制動？什么是制動？強迫停車強迫

11、停車制動方法：制動方法：機械制動機械制動用機械裝置（如電磁制動器）用機械裝置（如電磁制動器）電氣制動電氣制動產(chǎn)生一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的產(chǎn)生一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動制動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩電氣制動方法有：電氣制動方法有：1 1、反接制動、反接制動 2 2、能耗制動、能耗制動 3 3、反饋制動反饋制動39n方法：電源反接，串入方法：電源反接，串入制動電阻制動電阻R R（限制制動（限制制動電流，電流，R R越大，越大，I I越小越?。?，當轉(zhuǎn)速接近零時，將電當轉(zhuǎn)速接近零時，將電源切除源切除n用用KSKS判別判別n n接近接近0 0n特點：制動簡單迅速，特點：制動簡單迅速，能耗大，常用于能耗大，常用于10kw以以下小

12、容量電動機下小容量電動機40l方法：方法：M脫離三相交流電源后，在定子繞組上加入一脫離三相交流電源后，在定子繞組上加入一個個直流電源直流電源制動，當轉(zhuǎn)速降至零時，切除直流電源制動，當轉(zhuǎn)速降至零時，切除直流電源41l特點：需要直流電源，制動平穩(wěn)準確，能耗少，特點：需要直流電源，制動平穩(wěn)準確，能耗少，常用于較大容量的電動機和制動頻繁場合常用于較大容量的電動機和制動頻繁場合l技術(shù)數(shù)據(jù)：技術(shù)數(shù)據(jù)：l直流電流直流電流I=(1-2)IN； IN-電動機的額定電流電動機的額定電流l直流電壓直流電壓U=I*R; R-電動機任意兩相定子繞組的電阻電動機任意兩相定子繞組的電阻lI 越大，制動轉(zhuǎn)矩越大越大，制動轉(zhuǎn)矩

13、越大 l器材：器材：l整流二極管整流二極管-4：l控制變壓器控制變壓器-1；l接觸器接觸器-1。42n在外加轉(zhuǎn)矩作用下，使在外加轉(zhuǎn)矩作用下，使nn1時，轉(zhuǎn)矩是制動的；時，轉(zhuǎn)矩是制動的；n電動機發(fā)電機電動機發(fā)電機n應用：應用：起重機（反向回饋）起重機（反向回饋）1.電動機由高速轉(zhuǎn)為低速運電動機由高速轉(zhuǎn)為低速運行（正向回饋）行（正向回饋）43pfsnsn1160)1 ()1 (44n只用于鼠籠式電動機（只用于鼠籠式電動機（定、轉(zhuǎn)子極數(shù)需相同）定、轉(zhuǎn)子極數(shù)需相同）n特點：特點：設備簡單、運行可靠設備簡單、運行可靠調(diào)速不平滑，調(diào)速的擋數(shù)太少調(diào)速不平滑，調(diào)速的擋數(shù)太少n采用變極調(diào)速的多速電動機有雙速、三速、四采用變極調(diào)速的多速電動機有雙速、三速、四速等幾種。速等幾種。45順串順串2P=4；反串反串2P=2；反并反并2P=246順串順串2P=4；Y型型 反并反并2P=2； YY型型47順串順串2P=4；型；型 反并反并2P=2； YY型型48n交交-直直-交變頻器：整流器交變頻器：整流器（交流電（交流電直流電）直流電）+ 逆變器逆變器（直流電（直流