第二章_補(bǔ)充：交流電動(dòng)機(jī)2課件

1、籠型異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容：籠型異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容： 三相異步電動(dòng)機(jī)：驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶等。起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶等。單相異步電動(dòng)機(jī)：功率不大的電動(dòng)工具和某功率不大的電動(dòng)工具和某些家用電器。些家用電器。同步電動(dòng)機(jī)：功率較大、不需調(diào)速、長(zhǎng)期工功率較大、不需調(diào)速、長(zhǎng)期工作的各種生產(chǎn)機(jī)械。作的各種生產(chǎn)機(jī)械。直流電動(dòng)機(jī)：均勻調(diào)速均勻調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如：龍的生產(chǎn)機(jī)械，如：龍門刨床、軋鋼機(jī)、某些重型機(jī)床的主傳動(dòng)機(jī)門刨床、軋鋼機(jī)、某些重型機(jī)床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。構(gòu)。機(jī)座機(jī)座：鑄鋼或鑄鑄鋼或鑄鐵鐵7.17.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造機(jī)座機(jī)座定子繞

2、組定子繞組銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)出線端子出線端子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。應(yīng)電流。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)鼠籠型轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞線電動(dòng)機(jī)繞線電動(dòng)機(jī)1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；靠； 2）不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；作

3、量大； 2）轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，實(shí)現(xiàn)部分調(diào)速。械特性，實(shí)現(xiàn)部分調(diào)速。n0nei7.27.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理NSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈f磁極旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)vlBe導(dǎo)線長(zhǎng)導(dǎo)線長(zhǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度切割速度（右手定則）（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力ilBfn0neiNSf 1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致異步異步 2. 線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢

4、線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢0nn7.2.1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)240sin120sinsintIitIitIimCmBmA1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 定子三相對(duì)稱繞組通入定子三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱交流電流（三相對(duì)稱交流電流（Y）BiAXBYCZAiCiiCiAiBiomItAXBYCZAiBiCiYBCZAX()電流出電流出( )電流入電流入規(guī)定規(guī)定 i : “+” 電流流入電流流入 i : “” 電流流出。電流流出。 iCiAiBiomItXYCBZAXYCBZACiBiAii t0 t 0nXYCBZANS 60t 60 90t mIoSNSN600分析可知：分析可知：1、三相電流產(chǎn)生的合成

5、磁場(chǎng)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。、三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。CiBiAii tmIo2. .0t 60t CiAXBYCZAiBi0n600任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖電路如圖)XYCBZANSXYCBZA60SN 當(dāng)三相定子繞組按圖示排當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：磁場(chǎng)，即：1 p旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)BiAXYCZAiCiL1L3 L21BiCiAiBimIot imIot imIo o ot 0t XYCBZANS 若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

6、 ，繞組的始端，繞組的始端之間互差之間互差60, 將形成將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。CABCBAiBiCiXXAYYZZAXA X BYB Y CZC Z p = 2iCiAiBimIot imIo o ot AXA X BYB Y CZC Z AXA X BYB Y CZC Z NSNSNSNS0 t 60t p = 2時(shí)時(shí)0n30600CABCBAiBiCiXXAYYZZ工頻：工頻：Hz501 f）分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/(3000 50600 np = 1時(shí)時(shí)分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fnp = 2 時(shí)時(shí)P對(duì)磁極時(shí)對(duì)磁極時(shí)分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)/

7、( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0與頻率與頻率 f1和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù) p 有關(guān)。有關(guān)。可見(jiàn)可見(jiàn):不同磁極對(duì)數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速不同磁極對(duì)數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 f1=50Hzpn1/(r/min)1 300021500310004 7505 6006 500AXYCBZ分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)0nn 無(wú)轉(zhuǎn)距無(wú)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)

8、（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電流無(wú)轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn 轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間轉(zhuǎn)速差轉(zhuǎn)速差的存在，是異步電動(dòng)機(jī)的存在，是異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)的必要條件。必要條件。%10000nnns通常異步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)通常異步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí):%91）（s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）0)(1nns 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得：7.2.3 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率例：例：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min。試求電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和額定負(fù)。試求電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。電源頻

9、率載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。電源頻率f1 = 50Hz。解解： = 1000 r/min p = 3%10000 nnns%5 . 2%10010009751000 0n7.5 7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)7.5.1 起動(dòng)性能起動(dòng)性能問(wèn)題：?jiǎn)栴}：。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍倍; 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 7.5.2 起動(dòng)方法：起動(dòng)方法：（1） 直接起動(dòng)直接起動(dòng) 2030千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。（2） 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)Y 起動(dòng)起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起

10、動(dòng)）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（繞線型電動(dòng)機(jī)）。（繞線型電動(dòng)機(jī)）。下面介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。下面介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。（鼠籠型電動(dòng)機(jī)）（鼠籠型電動(dòng)機(jī)）ZUIll3:Y 星形聯(lián)結(jié)時(shí)星形聯(lián)結(jié)時(shí)ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)：31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2|Z|L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V

11、2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2lUU31P (a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。 )(2StUT (b) Y 起動(dòng)起動(dòng) ststTIY 換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1L1L3L2FUQQ2R 12220220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻 M3M37.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速pfsnsn106011三種：改變電源頻率三

12、種：改變電源頻率 ； 改變極對(duì)數(shù)改變極對(duì)數(shù) ； 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率 。1fsp調(diào)速：指在同一負(fù)載下，能得到不同的轉(zhuǎn)速。調(diào)速：指在同一負(fù)載下，能得到不同的轉(zhuǎn)速。 f=50HzM3 +變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。p=2 低速低速p=1 高速高速A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)

13、速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。A1A2X1X2SN(變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)繞線式電動(dòng)機(jī)特有的調(diào)速方法。特有的調(diào)速方法。調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少。調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少。能耗較大。能耗較大。廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。U1一定一定2R實(shí)現(xiàn)調(diào)速實(shí)現(xiàn)調(diào)速RRRms2I F n7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)斷電后，制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)斷電后， 采取措施使其迅速停下來(lái)。采取措施使其迅速停下來(lái)。制動(dòng)方法制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng) 在在斷開(kāi)三相電源斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通兩相繞組通入直流入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。nF轉(zhuǎn)子