異步電動(dòng)機(jī)原理-東北大學(xué)

1、異步電動(dòng)機(jī)的外形：異步電動(dòng)機(jī)的外形：微型三相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)體照片：微型三相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)體照片：V2V1W2U2U1W1定子定子定子鐵芯定子鐵芯定子鐵芯定子鐵芯注：轉(zhuǎn)子電路注：轉(zhuǎn)子電路必須是閉合的必須是閉合的 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部 用導(dǎo)電銅環(huán)將所有銅條用導(dǎo)電銅環(huán)將所有銅條 短接成一個(gè)回路。短接成一個(gè)回路。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠、使用方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠、使用方便 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大，適用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大，適用于要求具有較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及一定調(diào)速范圍的場(chǎng)合于要求具有較大

2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及一定調(diào)速范圍的場(chǎng)合nNSf0n磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈e方向用方向用右手定則右手定則確定確定f方向用方向用左手定則左手定則確定確定ei120sin120sinsinm3m2m1tIitIitIi1i2iU1U2V1V2W1W23i3ii1i2omItU1V2W1V1W2()電流出電流出( )電流入電流入U(xiǎn)21i2iU1U2V1V2W1W23i電流正方向：從繞組首端流入，電流正方向：從繞組首端流入， 末端流出。末端流出。 規(guī)定規(guī)定 i “+” ：實(shí)際方向與正方向一致。：實(shí)際方向與正方向一致。 i “” ：實(shí)際方向與正方向相反。：實(shí)際方向與正方向相反。 U1 U2V2W1

3、V1W2NS1i2iU1U2V1V2W1W23i0 t 01 i2i負(fù)負(fù)3i2i3imIoti2i1同理分析，可得同理分析，可得其它瞬間三相電其它瞬間三相電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向：方向： 60t60U1 U2V2W1V1W2NS0nU1 U2V2W1V1W2NS 120tU1 U2V2W1V1W2NS 180t2i3imIoti2i1BlvBli0n0nU1U2V2W1V1W2NSFFn磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：改變定子三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：改變定子三相電流的相序。1imIo3it2i轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向

4、和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致，1imIo3iti2將電動(dòng)機(jī)同電源相接的三根導(dǎo)線中任意互換兩根即可。將電動(dòng)機(jī)同電源相接的三根導(dǎo)線中任意互換兩根即可。正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)L1L2L3M3U1V1W1電電 源源M3L1L2L3U1V1W1電電 源源旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù) p 與定子三相繞組的排列有關(guān)。與定子三相繞組的排列有關(guān)。1p此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極。即：此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極。即：AXYCBZNS1i2iU1U2V1V2W1W23iW1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iU1U1U2U2V1V2V1V2W1W2W1W

5、2極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2pW1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W21i2i3iNSSNU1U2U1U2V1V2V1V2W1W2W1W20t1i2i3imIt01i2i3imIt0NSSN0tU1W2V1U2W1V2U1W2V1U2W1V2 60t0nZCZCSNSN 30U1U2U1U2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速有關(guān)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速有關(guān)分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 電流變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)電流變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)360電流頻率為電流頻率為 f1，則每分鐘電流變化，則每分鐘電流

6、變化60 f1周，周，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)n0圈。即：圈。即：n0稱為稱為同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速p = 2時(shí)：時(shí)：p = 1時(shí)：時(shí)：分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 26010fn 異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速:分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)50(1Hzf0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p90分）轉(zhuǎn)/( 507磁極數(shù)磁極數(shù)24681. 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致 結(jié)論：結(jié)論：2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速

7、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速0nn“異步異步”n 與與 n0 同方向同方向,無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn 因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 s 的概念：的概念：%10000nnns電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:1 ,0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）10 ss范范圍圍：異步電機(jī)額定運(yùn)行中異步電機(jī)額定運(yùn)行中:07.001.0NsNn0n略小于略小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)

8、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率。即：。即：額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率例例1 1：三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 nN= =975 r/min，電源頻率電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率025. 01000975100000 nnnsNN%10000nn

9、nsNN分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 6.3 異步電動(dòng)機(jī)的電路分析異步電動(dòng)機(jī)的電路分析 異步電動(dòng)機(jī)中的電磁關(guān)系與變壓器相似，定異步電動(dòng)機(jī)中的電磁關(guān)系與變壓器相似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組接電源；轉(zhuǎn)子繞子繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組接電源；轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的二次繞組，其中的電動(dòng)勢(shì)和電組相當(dāng)于變壓器的二次繞組，其中的電動(dòng)勢(shì)和電流都是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生的。流都是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生的。22022202)( XrEIss2202222)(cosXrrs111144.4NfkU NfkE2122044. 412sff 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用 下下

10、,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。22cosIKTT常數(shù)，與電常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)功率因數(shù)21220222)(UsXrsrKT得到得到電磁轉(zhuǎn)矩公式電磁轉(zhuǎn)矩公式22cosIKTT22022202)( XrEIss2202222)(cosXrrs111144.4NfkU 由前面分析知：由前面分析知：NfkE2122044. 4由公式可知：由公式可知：（2） s，r2一定時(shí)，一定時(shí)，T 與定子每相繞組電壓與定子每相繞組電壓 成正比。成正比。21U（1） 當(dāng)電源電壓當(dāng)電源電壓 U1 一定時(shí)

11、，一定時(shí)，T 是是 s 的函數(shù)。的函數(shù)。（3） r2 的大小對(duì)的大小對(duì) T 有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外 接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻 r2 ，從而改變轉(zhuǎn)距。，從而改變轉(zhuǎn)距。21220222)(UsXrsrKTmaxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXrUsrKT得：得：NnmaxTstTOnTNT0nstT1NT機(jī)械特性曲線機(jī)械特性曲線O0nNnn（1）理想空載與硬特性：）理想空載與硬特性：NnmTstTOnTNT0nbcaa點(diǎn)：點(diǎn)：0)0(0Tsnn，電動(dòng)機(jī)空載且不存在電電動(dòng)機(jī)空載且

12、不存在電動(dòng)機(jī)損耗動(dòng)機(jī)損耗 理想空載理想空載a-c段：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的段：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的 增加而稍微下降增加而稍微下降 硬特性硬特性 （穩(wěn)定工作區(qū)）（穩(wěn)定工作區(qū)）0TTTL電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩摩擦轉(zhuǎn)矩摩擦轉(zhuǎn)矩分）（轉(zhuǎn)千瓦）/nPnPPTTL(9550602222(牛頓牛頓 米米)（2）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩TN：電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。)(min)/()(9550mNrnkWPTNNNNnNTOnT0n負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩（3）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩 Tm：轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 不能大于不能大于Tm ，否則將，否則將造成堵轉(zhuǎn)造成堵轉(zhuǎn)(停車停車)。電機(jī)帶動(dòng)

13、最大負(fù)載的能力。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。21220222)(UsXrsrKTmTmS0Ts10SdTd求解求解202Xrsm臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率20212XUKTm20212 XUKTm過載系數(shù)：過載系數(shù)：NmTT三相異步機(jī)三相異步機(jī)2 .28 .1 三相異步機(jī)的三相異步機(jī)的 和電壓的平方成正比，所以對(duì)電和電壓的平方成正比，所以對(duì)電 壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。mT 工作時(shí)，必須使工作時(shí)，必須使 ，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。mLTT電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞12II （4） 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst：22022212)(sX

14、rUsrKT 22022212XrUrKTst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)時(shí)，n= 0 （s =1）Tst體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的能力。體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的能力。若若 Tst TL電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。0nOnTNstTT起動(dòng)能力起動(dòng)能力（5） U1 和和 R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響 U1 變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響2122022212UXrUrKTst2120212UXUKTm 202XrsmstmTTU，1結(jié)論：結(jié)論：21NmmUUTT21NststUUTTU 0n1U 1UNUTLnTO)(mss=

15、0s=1 r2 變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響22022212XrUrKTst20212XUKTm2202 rXrsmr2 n mTLTr2的的 改變改變 ：鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同， 繞線式電機(jī)外接電阻不同。繞線式電機(jī)外接電阻不同。 stTTOn0ns=0s=1機(jī)械特性的軟硬機(jī)械特性的軟硬 硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起 動(dòng)特性好。動(dòng)特性好。 硬特性（硬特性（r2?。┬。┸浱匦裕ㄜ浱匦裕╮

16、2大）大）0Tn 不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)： Tst TL ，電機(jī)啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n ，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩T c點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tm ，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)繼續(xù) ，T ，沿，沿c-b走走b點(diǎn)：點(diǎn)：T=TL，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行 TL sTL Tn T 達(dá)到新達(dá)到新的平衡的平衡I2 LTT0nnTOncbLTmTLTstT電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自

17、適應(yīng)負(fù)載能力。能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)：型號(hào)：Y132M4 功率：功率：7.5kW 頻率：頻率：50Hz 電壓：電壓：380V 電流：電流：15.4A 接法：接法： 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：1440r/min 絕緣等級(jí)：絕緣等級(jí)：B 工作方式：連續(xù)工作方式：連續(xù) 年月生產(chǎn)功率因數(shù)：功率因數(shù)：0.85 效率：效率：87%銘牌數(shù)據(jù)：銘牌數(shù)據(jù)：技術(shù)數(shù)據(jù)：技術(shù)數(shù)據(jù)：例：例： 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（機(jī)座中心高（mm）三相

18、異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī): Y或或。U2U1W2V1V2W1U1U2接線盒接線盒W2U2V2V1W1U1W1V1W2V2定子三相定子三相繞組繞組 Y 接法：接法： 接法：接法：接線盒接線盒注意：注意：銘牌上各參銘牌上各參數(shù)的意義？數(shù)的意義？1、電壓和電流指的是、電壓和電流指的是定子繞組的還是轉(zhuǎn)子繞定子繞組的還是轉(zhuǎn)子繞組的？電壓是線電壓還組的？電壓是線電壓還是相電壓？電流是線電是相電壓？電流是線電流還是相電流？流還是相電流？2、功率因數(shù)是指定子繞組的還是轉(zhuǎn)子繞組的？、功率因數(shù)是指定子繞組的還是轉(zhuǎn)子繞組的？3、功率是指輸出功率還是輸入功率？輸入功率、功率是指輸出功率還是輸入功率？輸入功率 如何計(jì)算

19、？如何計(jì)算？4、額定轉(zhuǎn)速是指磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速還是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速？、額定轉(zhuǎn)速是指磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速還是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速？UN = 380/220V、Y/ 接接指：線電壓為指：線電壓為 380V 時(shí)采用時(shí)采用 Y接法；接法； 線電壓為線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 接法。接法。 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組定子繞組在指定在指定接法接法下應(yīng)加的下應(yīng)加的線電壓值。線電壓值。 額定電壓額定電壓 ：NU兩種接法情況下，兩種接法情況下，每相負(fù)載電壓均為每相負(fù)載電壓均為220V(每相繞組的額定電壓每相繞組的額定電壓)例：例： 說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低 于額定值

20、的于額定值的 5 。 額定電流額定電流 ：NI 電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組定子繞組在指定在指定接法接法下的下的線電流值。線電流值。例：例：IN = 14.7 / 8.5 A、 / Y接接表示：表示： Y接法下，接法下，電機(jī)的線電流為電機(jī)的線電流為 8.5A ； 接法接法下，線電流為下，線電流為 14.7A。兩種接法下兩種接法下每相負(fù)載電流均為每相負(fù)載電流均為 8.5A。 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 ：Nn 電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)電機(jī)電機(jī)軸上軸上的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。04. 0144014401500 00nnnsNN如：如： nN =1440

21、 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率它不等于從電源吸取的電功率它不等于從電源吸取的電功率。 額定功率額定功率 ：NP電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率機(jī)械功率 P2N 。軸上輸出機(jī)械功率與定子輸入電功率軸上輸出機(jī)械功率與定子輸入電功率P1N的比值。的比值。NNNNIUPcos31鼠籠電機(jī)鼠籠電機(jī) N =7293%1001NNNPP 額定效率額定效率 ：N定子定子每相繞組的功率因數(shù)。每相繞組的功率因數(shù)。注意：實(shí)用中應(yīng)選注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)防止出現(xiàn) “大馬拉大馬拉小車小車” 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。PN在額定負(fù)載時(shí)功率因數(shù)最高，約為在額定負(fù)

22、載時(shí)功率因數(shù)最高，約為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有空載時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。P2cos O 功率因數(shù)功率因數(shù) ：Ncos此外還有表示過載能力的此外還有表示過載能力的Tm / TN 、表示起動(dòng)能、表示起動(dòng)能力的力的Tst / TN 、 Ist / IN 及及絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)等參數(shù)。等參數(shù)。例：例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，PN = 10kW， UN = 380V， 接，接， nN = 1450r/min，N = 0.875， cosN = 0.87， Tst / TN = 1.4， Tm / TN = 2 。求：求：額定電流、額定額定電流、額定 轉(zhuǎn)矩、

23、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩；粗略描繪出機(jī)械特粗略描繪出機(jī)械特 性曲線。性曲線。解：解：26.924 .1NstTT（Nm）9 .6514501095509550 NNNnPT（Nm）8 .1319 .6522NmTT（Nm）96.19875. 087. 03803100010cos3NNNNNUPI(A)a點(diǎn)：點(diǎn)：0min/15000Trn，b點(diǎn)：點(diǎn)：mNTrnNN9.65min/1450，c點(diǎn)：點(diǎn)：mNTm8 .131d點(diǎn)：點(diǎn)：mNTnst26.920，NnmTstTOnTNT0nbcad起動(dòng)：起動(dòng)： n = 0，s =1，接通電源。，接通電源。起動(dòng)過程中的兩個(gè)問題：起動(dòng)過

24、程中的兩個(gè)問題：stI 起動(dòng)電流起動(dòng)電流 大大 ：一般中小型鼠籠式電機(jī)啟動(dòng)電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機(jī)啟動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍。倍。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)n = 0，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線速度很大。，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線速度很大。后果：后果：原因：原因： 電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)， n = 0，s =1，轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 I2 雖然雖然很很大，但是因?yàn)檗D(zhuǎn)子漏電抗大，但是因?yàn)檗D(zhuǎn)子漏電抗X20很大，所以轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很大，所以轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos2很低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩很低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst并不大。通常電動(dòng)機(jī)的起并不大。通常電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)動(dòng)起重冶金用的電機(jī)起重冶金用的電機(jī)Tst / TN可達(dá)可達(dá)。stT

25、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 小小 ：原因：原因：后果：后果：電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間拖長(zhǎng)；不能帶負(fù)載啟動(dòng)。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間拖長(zhǎng)；不能帶負(fù)載啟動(dòng)。22cosIKTT2202222)(cosXrrs（1） 直接起動(dòng)：直接起動(dòng)：電機(jī)容量不大于直接供電變壓器容電機(jī)容量不大于直接供電變壓器容 量的量的20 30，可以采用直接起動(dòng)。小容量，可以采用直接起動(dòng)。小容量20 30千瓦以千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。一般都采用直接起動(dòng)。 起動(dòng)時(shí)，把電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接入電網(wǎng)，起動(dòng)時(shí)，把電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接入電網(wǎng)，即直接加上額定電壓。即直接加上額定電壓。（2） 降壓起動(dòng)：降壓起動(dòng)：采用降低定子繞組電壓的方法起動(dòng)，

26、以減小起動(dòng)電流。起動(dòng)后，采用降低定子繞組電壓的方法起動(dòng)，以減小起動(dòng)電流。起動(dòng)后，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接額定電壓。待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接額定電壓。Y 換接換接啟動(dòng)啟動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)定子電路串聯(lián)電阻或電抗定子電路串聯(lián)電阻或電抗降壓方法：降壓方法：Y 換接換接起動(dòng)起動(dòng)起動(dòng)時(shí)把定子繞組起動(dòng)時(shí)把定子繞組接成星形接成星形Y，正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為接。接。 Y 換接起動(dòng)：換接起動(dòng)：ZUZUIIlppl333 接：接：Y接：接：ZUZUIIlppl3YlIZlU+U1U2V1V2W1W2起動(dòng)起動(dòng)正常運(yùn)行正常運(yùn)行 lIlU+ZU1U2V1V2W1W231llII降壓起

27、動(dòng)時(shí)的電流降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的為直接起動(dòng)時(shí)的1/3 采用采用Y Y降壓起動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的降壓起動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的1/31/3。3lpUU Y 接時(shí)，相電壓為接時(shí)，相電壓為lpUU接時(shí)，相電壓為接時(shí)，相電壓為313/22 llppststUUUUTT起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和相電壓的平方成正比起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和相電壓的平方成正比2PUT 31ststTTY Y起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩關(guān)系：起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩關(guān)系：(1) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形僅適用于正常運(yùn)行為三角形接法的電機(jī)。接法的電機(jī)。Y- 換接起動(dòng)應(yīng)注意的問題換接起動(dòng)應(yīng)注意的問題所以所以Y 降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的

28、場(chǎng)合。)(2UTST(2) Y 起動(dòng)起動(dòng) 也也時(shí)時(shí)ststTI,啟動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的1/3。31ststTT31ststII*例：例： 有一有一臺(tái)臺(tái)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN(kW) UN (V)nN(r/min)接法接法4038014700.90.96.51.22.0NcosNstTTNstIINmTT(1)(1)求求額定電流額定電流IN、額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)差率sN、額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 TN 、最大、最大 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Tm和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst；(2)(2)若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為274.4Nm, ,試問在試

29、問在U=UN和和U =0.9UN兩兩 種情況下，電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)？種情況下，電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)？ (3)(3)采用采用Y起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí), ,求起動(dòng)電流求起動(dòng)電流IstY ，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TstY ；(4)(4)當(dāng)當(dāng)TL = 0.3TN和和TL = 0.5TN時(shí)時(shí), ,能否采用能否采用Y起動(dòng)？起動(dòng)？(5)(5)當(dāng)當(dāng)TL = 0.5TN時(shí)時(shí), , 求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。N解解:)(759 . 09 . 038031040cos33AUPINNNNN)(26014704095509550mNnPTNNN（1）由由nN=1470r/min，可知，可知 ：p=2， n0=1500r/min，

30、02. 015001470150000nnnsNN(1)(1)求求額定電流額定電流IN、額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)差率sN、額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 TN 、最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Tm和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst；解解:)(26014704095509550mNnPTNNN)(3122602 .12 .1)(mNTTTTTNNNstst)(52026022)(mNTTTTTNNNmm（1）U=UN時(shí)時(shí): Tst = 312 Nm TL = 274.4 Nm U = 0.9UN 時(shí)時(shí):能起動(dòng)能起動(dòng)22)9 . 0()(NNNststUUUUTTmNTmNTTLstst4 .2747 .25231281. 081. 0不

31、能起動(dòng)不能起動(dòng)(2)(2)若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為274.4Nm, ,試問在試問在U=UN和和U =0.9UN兩種情況下，電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)？?jī)煞N情況下，電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)？ 直接啟動(dòng)時(shí)：直接啟動(dòng)時(shí)：Ist =6.5IN=487.5 A，Tst=312 Nm A5 .1625 .4873131ststIIY啟動(dòng)時(shí)：?jiǎn)?dòng)時(shí)：mNTTstst1043123131(3)(3)采用采用Y起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí), ,求起動(dòng)電流求起動(dòng)電流IstY ，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TstY ；（4） TL = 0.3TN 時(shí)：時(shí)：1781042603 . 0104LstTT可以可以Y啟動(dòng)啟動(dòng)TL = 0.5TN 時(shí)：時(shí)：11301042605 . 0104LstTT不能不能Y啟動(dòng)啟動(dòng)（5） 由由機(jī)械特性機(jī)械特性n=f(T)曲線中曲線中近似直線的近似直線的硬特性硬特性, , 可得可得NLNTTnnnn00即即NNTTn5 . 0147015001500電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1485 r/min pfsnsn106011 變頻調(diào)速變