常用三相電動機和單相電機

1.了解三相異步電動機的基本構造、2.理解三相異步電動機的轉動原理和銘牌數據的意義。3.了解單相異步電動機的構造、原理、特性和用途本節(jié)學習要求：第五、六節(jié)

常用三相異步電動和單相異步電動機電動機的分類：電動機交流電動機直流電動機三相電動機單相電動機同步電動機異步電動機他勵、并勵電動機串勵、復勵電動機第五節(jié)

常用三相異步電動機序言本章重點講述三相異步電動機。一、三相異步電動機的構造1、定子鐵心：由內周有槽的硅鋼片疊成。A----XB----YC----Z三相繞組機座：鑄鋼或鑄鐵一、三相異步電動機的構造

轉子:在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。2、轉子：由轉子鐵心和轉子繞組組成鼠籠轉子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(1)鼠籠式轉子鐵芯槽內放銅條，端部用短路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉子繞組。(2)繞線式轉子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式繞線式鼠籠式電動機與繞線式電動機的的比較：鼠籠式：

結構簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。繞線式：結構復雜、價格較貴、維護工作量大；轉子外加電阻可人為改變電動機的機械特性。二、三相異步電動機的轉動原理1、三相交流電的旋轉磁場

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯接)AXBYCZ1）.旋轉磁場的產生oo規(guī)定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁

場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉60°合成磁場旋轉90°600動畫o結論：通入三相交流電動機定子三相繞組的三相電流產生的合成磁場是一旋轉的磁場，即：經過一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360°AAXZBCYAAXZBCY--取決于三相電流的相序2.旋轉磁場的旋轉方向結論：任意調換兩根電源進線，則旋轉磁場反轉。動畫AXCZBY0to任意調換兩根電源進線(電路如圖)3、.旋轉磁場的極對數P當三相定子繞組按圖示排列時，產生一對磁極的旋轉磁場，即：otAXBYCZAXYCBZ

若定子每相繞組由兩個線圈串聯

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對磁極的旋轉磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC極對數動畫旋轉磁場的磁極對數與三相繞組的排列有關C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'04）.旋轉磁場的轉速工頻：旋轉磁場的轉速取決于磁場的極對數p=1時0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2時0旋轉磁場轉速n0與極對數p的關系極對數每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速旋轉磁場轉速n0與頻率f1和極對數p有關?？梢?2、電動機的轉動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針

切割轉子導體右手定則感應電動勢E20旋轉磁場感應電流I2旋轉磁場左手定則電磁力FF電磁轉矩TnF轉差率

定義：旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。由前面分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速n不可能達到與旋轉磁場的轉速相等，即異步電動機如果:無轉子電動勢和轉子電流轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉子導條無轉矩因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。異步電動機運行中:轉子轉速亦可由轉差率求得轉差率s

例1：一臺三相異步電動機，其額定轉速n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。解：根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉差率為四、三相異步電動機的起動

1、起動性能起動問題：起動電流大，起動轉矩小。

一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍;電動機的起動轉矩為額定轉矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網電壓降低，影響鄰近負載的工作頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱后果：原因：起動：

n=0，s=1,接通電源。起動時，n=0，轉子導體切割磁力線速度很大，轉子感應電勢轉子電流定子電流

2、起動方法(1)直接起動

二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。(2)降壓起動：星形-三角形(Y－)換接起動自耦降壓起動（適用于鼠籠式電動機）(3)轉子串電阻起動（適用于繞線式電動機）以下介紹降壓起動和轉子串電阻起動。三相異步電動機的起動方法有三種：降壓起動：1）.Y－換接起動

降壓起動時的電流為直接起動時的+－

起動U1U2V1V1W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2(a)僅適用于正常運行為三角形聯結的電機。

(b)Y－起動Y－換接起動適合于空載或輕載起動的場合Y-換接起動應注意的問題正常運行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V12）自耦降壓起動L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦變壓器，降壓起動。Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。合刀閘開關QQ2

自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯成Y形不能采用Y－起動的鼠籠式異步電動機。采用自耦降壓法起動時，若加到電動機上的

電壓與額定電壓之比為

K

，則線路起動電流Ist"為電動機的起動轉距Tst′為結論：RRR滑環(huán)電刷定子轉子起動時將適當的R串入轉子電路中，起動后將R短路。起動電阻

繞線式電動機轉子電路串電阻起動?

解：電動機電磁轉矩TU12，當電源電壓下降低時，電磁轉矩減小，使轉速下降，轉差率增加，轉子電流和定子電流都會增大。穩(wěn)定時電磁轉矩等于機械負載轉矩，但轉矩降低了，定、轉子電流卻增大了。過程如下：使T=TC。

例：三相異步電動機在一定的負載轉矩下運行時，如電源電壓降低，電動機的轉矩、電流及轉速有無變化？

方法：任意調換電源的兩根進線，電動機反轉。電動機正轉電動機反轉五.三相異步電動機的正、反轉電源~UVWM3~UVW電源~M3~1、變頻調速(無級調速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調+–~變頻調速方法恒轉距調速（f1<f1N）恒功率調速（f1>f1N）頻率調節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲三種電氣調速方法六、三相異步電動機的調速2、變極調速(有級調速)

變頻調速方法可實現無級平滑調速,調速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應用。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSSA1X1A2X2ii??P=1采用變極調速方法的電動機稱作雙速電機，由于調速時其轉速呈跳躍性變化，因而只用在對調速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。A1··A2X1X2SNTo3、變轉差率調速

(無級調速)

變轉差率調速是繞線式電動機特有的一種調速方法。其優(yōu)點是調速平滑、設備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中。nn'??TLTLs

′s??Tso七、三相異步電動機的制動1、能耗制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動

在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉的轉子作用，產生了與轉子旋轉方向相反的轉距（制動轉距），使轉子迅速停止轉動。八、三相異步電動機銘牌數據1.型號

磁極數(極對數p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數。機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機教材表8.8.1中列出了各種電動機的系列代號。異步電動機產品名稱代號產品名稱異步電動機繞線式異步電動機防爆型異步電動機高起動轉矩異步電動機新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO2.接法接線盒定子三相繞組的聯接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯結W1U1V1W2U2V2聯結3.額定電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時采用Y聯結；線電壓為220V時采用

聯結。說明：一般規(guī)定，電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。因為在電動機滿載或接近滿載情況下運行時，電壓過高或過低都會使電動機的電流大于額定值,從而使電動機過熱。電動機在額定運行時定子繞組上應加的線電壓值。三相異步電動機的額定電壓有380V，3000V,及6000V等多種。4.額定電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯結下電機的線電流為6.73A；三角形聯結下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.額定功率與效率鼠籠電機

=72~93％電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。注意：實用中應選擇容量合適的電機，防止出現“大馬拉小車”的現象。6.功率因數PN三相異步電動機的功率因數較低，在額定負載時約為0.7~0.9。空載時功率因數很低，只有0.2~0.3。額定負載時，功率因數最高。7.額定轉速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉速。P2cosO如：n

N=1440轉/分

sN=0.048.絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，A級最低(105oC)，H級最高(180oC)。

單相異步電動機主要應用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等小功率電器中。單相異步電動機的定子中放置單相繞組,轉子一般用鼠籠式。定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動磁場，若不采取措施，將無法獲得所需的起動轉矩。定子定子繞組轉子AA'NS一、單相異步電動機的用途和特點第六節(jié)單相異步電動機

定子繞組產生的脈動磁場，可用正、反兩個旋轉磁場合成來等效。即

+

-m=

+

-=tO....F鼠籠式轉子導條及電流

當定子繞組產生的合成磁場增加時，根據右手螺旋定則和左手定則，可知轉子導條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉矩。AA'

為了獲得所需的起動轉矩，單相異步電動機的定子進行了特殊設計。常用的單相異步電動機有電容分相式異步電動機和罩極式異步電動機。他們都采用鼠籠式轉子，但定子結構不同。二、

電容分相式異步電動機

電容分相式異步電動機的定子中放置有兩個繞組，一個是工作繞組A–A'，另一個是起動繞組B–B',兩個繞組在空間相隔90o。起動時，B–B'繞組經電容接電源，兩個繞組的電流相位相