異步電機(jī)的工作原理剖析

第四章異步電機(jī)的基本理論一4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

4.3三相繞組的電動(dòng)勢(shì)和磁通勢(shì)

4.4

三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)和磁通勢(shì)平衡方程4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生●三相(多相)電流

→三相(多相)繞組

→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?！袢嗬@組：W2

W1V2

V1U1U2U1V1

W1U2V2

W2橫截面U1U2V1V2W2W1流出流入U(xiǎn)←V←W←U1U2V1V2W2W1i1=Imsinωti2=Imsin(ωt－120O)i3=Imsin(ωt+120O)ωtOImi1

i2

i3ωt=0O時(shí)i1=0，i2＜0，i3

＞0××NSU1U2V1V2W2W1ωt=0°時(shí)i1=0，i2＜0，i3＞0NSU1U2V1V2W2W1NSωt=120o時(shí)i1＞0，i2=

0，i3＜

0U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NSNSωt=240o時(shí)i1＜

0，i2＞0，i3=0ωt=360o時(shí)i1=0，i2＜0，i3＞0i

變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈i每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)3000圈i每分鐘變化(50×60)周n0

=3000=60f1(r/min)2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0——同步轉(zhuǎn)速U1U2V1V2W2W1U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3每相繞組由一個(gè)線圈組成每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)組成U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××ωt=0o

時(shí)i1=0，i2＜0，i3

＞0NSNS●磁極對(duì)數(shù)p

p=2●電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈

n0

=1500●當(dāng)磁極對(duì)數(shù)p=3時(shí)

n0

=100060f12=60f13=60f1pn0=

f=50Hz時(shí)：

123456300015001000750600500pn0/(r/min)

3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向(n0的轉(zhuǎn)向)

U(i1)→V(i2)→W(i3)

怎樣改變n0的方向?V(i1)→U(i2)→W(i3)◆

機(jī)械角度和電角度U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××NSNSU1U2V1V2W2W1NS電角度=機(jī)械角度×極對(duì)數(shù)二、工作原理對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)能量)磁場(chǎng)線切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生e和

i轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來(lái)三相交流電能感應(yīng)電磁轉(zhuǎn)矩輸出機(jī)械能量NSn0定子：n1.電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生U1→I1→Fm1→ΦE2→I2Fm2T→n轉(zhuǎn)子：M3~3~M3~3~2.轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)怎樣改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向?nn起動(dòng)時(shí)：n=0,△n=n0轉(zhuǎn)差率:●

起動(dòng)時(shí):●

額定運(yùn)行時(shí):3.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n——

轉(zhuǎn)子電磁感應(yīng)最強(qiáng)n↑→△n↓→轉(zhuǎn)子電磁感應(yīng)消失→轉(zhuǎn)子電磁感應(yīng)減弱→n↑→n=n0→電磁轉(zhuǎn)矩T=0n

＜n0→

n↓n=0，s=1sN=0.01~0.09s=n0－nn0×100%●理想空載時(shí):n=n0，s=0●

正常運(yùn)行時(shí):0＜n＜n0，1＞s＞0異步！●

起動(dòng)時(shí)：

n=0，△n=n0，f2=f1?！衿饎?dòng)過(guò)程中:

n↑→△n↓→

f2

↓●

穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)：△n=n0－n

很小。4.轉(zhuǎn)子電路電量的變化

f2=sf15.電磁轉(zhuǎn)矩T的大小T∝Φ，I2cos26.三相異步電機(jī)的四象限運(yùn)行T=CTΦmI2cos2電動(dòng)機(jī)狀態(tài)：●n與T同方向●

0＜n＜n0

●1＞s＞0nTO發(fā)電機(jī)狀態(tài)：●n與T反方向●

n＞n0●s＜0制動(dòng)狀態(tài)：●

n與T反方向●

n＜0●s＞1反向電動(dòng)機(jī)狀態(tài)4.2三相異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件1.定子(1)定子鐵心(2)定子繞組(3)機(jī)座和端蓋2.轉(zhuǎn)子(1)轉(zhuǎn)子鐵心(2)轉(zhuǎn)子繞組(3)轉(zhuǎn)軸(4)風(fēng)扇異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成。定子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心

定子繞組對(duì)稱三相繞組。U1V1

W1W2U2V2

定子接線盒星形(Y)聯(lián)結(jié)三角形(△)聯(lián)結(jié)U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1U2V2

W2繞線式：對(duì)稱三相繞組。鼠籠式：對(duì)稱多相繞組。

轉(zhuǎn)子繞組

鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子

繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子

1.名詞和符號(hào)(1)機(jī)械角度和電角度NSU1U2U1U3U2U4

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，U相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一周。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，U相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化兩周。NNSS二、三相繞組電角度=機(jī)械角度×極對(duì)數(shù)

三相電機(jī):m=3(3)極對(duì)數(shù)p(4)槽數(shù)z(5)槽距角α：

(6)極距τ：α=p·360°z相鄰兩個(gè)槽中心線之間的距離。相鄰兩磁極中心線間的距離。τ=πD2p●用尺寸表示：●槽數(shù)表示：

z2pτ=●用電角度表示：τ=π(2)相數(shù)mNSU1U2V1V2W2W1

線圈兩線圈邊的距離。其表示方法與極距的表示方法一樣也有三種。(8)每極每相槽數(shù)qq=z2pm(7)線圈節(jié)距y2.交流繞組的種類(1)按相數(shù)分類:

單相繞組、三相繞組、兩相繞組。NSU1U2V1V2W2W1●整距繞組:y=τ●

短距繞組:y＜τ●長(zhǎng)距繞組:y＞τNSU1U2V1V2W2W1NSU1U2(3)按每極每相槽數(shù)分類●集中繞組：q=1●分布繞組：q＞1(2)按線圈節(jié)距分類NSU1U2U3U4U5U6(4)按每個(gè)槽內(nèi)線圈的層數(shù)分類●單層繞組●雙層繞組NS●雙層繞組:

雙層集中繞組外層(上層):U1、U3內(nèi)層(下層):U2、U4U1U2U4U3NSU2U1U4U3

雙層分布繞組外層(上層):U1、U3內(nèi)層(下層):U2、U4(5)按線圈之間的聯(lián)結(jié)方式分類:

疊繞組、波繞組、同心繞組等。例：求作疊繞組。z=24，p=2，m=3，y=τ。解：繞組接線步驟如下。(1)求出q、α、y

每極每相槽數(shù)：q=z2pm=242×2×3=23.三相單層繞組槽距角：α=p×360°z=2×360°24=30°線圈節(jié)距：

zy=τ=2p=242×2=6(2)畫(huà)出各槽線圈邊電動(dòng)勢(shì)的相量圖（星形圖）。(3)在相量圖上表出槽號(hào)。123456789101112(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)SN(4)在相量圖上按q、m分相：

m=3

2p=4q=2α=30°y=6UUVVWW(5)畫(huà)出槽線并標(biāo)出槽號(hào)。1234567891011(6)按τ和槽號(hào)劃分N極和S極的區(qū)域。NSNSN(7)畫(huà)出各線圈邊電動(dòng)勢(shì)的參考方向:

設(shè)N極下電動(dòng)勢(shì)的參考方向向上，則S極下電動(dòng)勢(shì)的參考方向向下。12131415161718192021222324123456789101112131415161718192021222324NSNSN(8)畫(huà)出U相疊繞組。U1U2U1－〔(1-7)－(2-8)〕－123456789101112(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)UUVVWW①線圈串聯(lián)：－〔(13-19)－(14-20)〕－U2②線圈并聯(lián)：U1U2123456789101112131415161718192021222324NSNSN123456789101112131415161718192021222324NSNSNU1U212456789101112131415161718192021222324NSNSN3●

每相支路數(shù):

串聯(lián):a=1,

并聯(lián):a=2=p●

設(shè)每個(gè)線圈的匝數(shù)為:Nc

●

每相繞組的總匝數(shù)N為:N=pqNc

aU1U2W1W2V1V2(9)畫(huà)出三相疊繞組。4.同心繞組123456789101112131415161718192021222324SNS例：z=24，p=1，q=4,α=15°。U1U2優(yōu)點(diǎn)：下線方便、端部重疊層數(shù)少、散熱好?！獌蓸O小型感應(yīng)電機(jī)。例：z=24，p

=2，m

=3，y

=5τ/6。解：繞組接線步驟如下。(1)求出q、α、y

每極每相槽數(shù)：q=z2pm=242×2×3=25.三相雙層疊繞組槽距角：α=p·360°z=2×360°

24=30°線圈節(jié)距：=5×246×2×2=5y=56τ

z2p=56(2)畫(huà)出各槽線圈邊電動(dòng)勢(shì)的相量圖（星形圖）(3)在相量圖上表出槽號(hào)(4)在相量圖上按

q、m分相：123456789101112(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)UUVVWW

因?yàn)槭请p層繞組，所以圖中標(biāo)注的是每相繞組的上層邊。(5)畫(huà)出槽線并標(biāo)出槽號(hào):12(6)按τ和槽號(hào)劃分N極和S極的區(qū)域:NSNSN(7)畫(huà)出各線圈邊電動(dòng)勢(shì)的參考方向設(shè)N極下電動(dòng)勢(shì)的參考方向向上,則S極下電動(dòng)勢(shì)的參考方向向下。用實(shí)線表示外層邊，虛線表示內(nèi)層邊。123457910131415161718192021222324681112NSNSN1234579101314151617181920212223246811(8)聯(lián)結(jié)U相繞組：123456789101112(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)12NSNSN1234579101314151617181920212223246811(8)聯(lián)結(jié)U相繞組：線圈串聯(lián)：〔(7-12’)－(8-13’)〕〔(1-6’)－(2-7’)〕〔(13-18’)－(14-19’)〕〔(19-24’)－(20-1’)〕U1→U2←U1U212NSNSN1234579101314151617181920212223246811(8)聯(lián)結(jié)U相繞組：線圈并聯(lián)：

a=2〔(7-12’)－(8-13’)〕〔(1-6’)－(2-7’)〕〔(13-18’)－(14-19’)〕〔(19-24’)－(30-1’)〕U1U2U1U2總匝數(shù)：N=2pqNc

aNSNSN123457910131415161718192021222324681112(9)聯(lián)結(jié)V相繞組：123456789101112(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)NSNSN123457910131415161718192021222324681112(10)聯(lián)結(jié)W相繞組：123456789101112(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)NSNSN123457910131415161718192021222324681112(11)三相繞組總聯(lián)結(jié)圖：U1W1V1U2W2V2NSNSN123457910131415161718192021222324681112例：z=24，p=2，q=2，α=30°，y=56.三相雙層波繞組U11U12NSNSN1234571314181920246812

z=24，p=2，q=2，α=30°，y=5U21U22z=24，p=2，q=2，α=30°，y=5串聯(lián):U11－U12U21－U22U1－U2－并聯(lián):U11－U12U22－U21U1－－U2NSNSN1234571314181920246812U11U21U12U221.極數(shù):轉(zhuǎn)子極數(shù)=定子極數(shù)因?yàn)椋恨D(zhuǎn)子中的電動(dòng)勢(shì)和電流是感應(yīng)出來(lái)的。三、籠型繞組NSn0nNSSNNSSNNSp1=

p2=p※

如果兩者不相等，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不起來(lái)。2.相數(shù)

籠型轉(zhuǎn)子是對(duì)稱多相繞組。(1)轉(zhuǎn)子槽數(shù)能被極對(duì)數(shù)整除時(shí)：m2=z2p

每對(duì)極下的每一根導(dǎo)條就構(gòu)成一相；各對(duì)極下占相同位置的導(dǎo)條可看作是屬于一相的并聯(lián)導(dǎo)條，即每相有p

根導(dǎo)條并聯(lián)。

m2=6(2)轉(zhuǎn)子槽數(shù)不能被極對(duì)數(shù)整除時(shí)：

m2=z2

即每一根導(dǎo)條就構(gòu)成一相。SSNN3.匝數(shù):四、額定值N2=12（一根導(dǎo)條相當(dāng)于半匝）

三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S－6功率3kW

頻率

50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級(jí)

B2p=6軸上輸出額定機(jī)械功率P1N=√3

UNINcosNPN=ηNP1N=√3

UNINcosNηN1.單相繞組的脈振磁通勢(shì)◆脈振磁場(chǎng)：軸線不變，大小和方向隨時(shí)間交變的磁場(chǎng)?！裘}振磁通勢(shì)：產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)的磁通勢(shì)。U1U2NS12Fx=00fU1U2U1x二、三相繞組的磁通勢(shì)U1U3U4U214FSNNSU1U2與U3U4串聯(lián):U3U1U2U4U1◆

脈振磁通勢(shì)的幅值:

繞組磁通勢(shì)的幅值=kwN

Im=√2kwN

I氣隙矩形波磁通勢(shì)的幅值√2kwN

I=2p氣隙基波磁通勢(shì)的幅值√2kwN

I=2p4πF=0.9kwN

Ip◆分布繞組的磁通勢(shì)···×××τα知識(shí)點(diǎn)：?jiǎn)蜗嗪铣纱艅?shì)U←V←W←2.三相繞組的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)(幅值)i1=Imsinωti2=Imsin(ωt－120o)i3=Imsin(ωt+120o)U1V1W1U2V2W2知識(shí)點(diǎn)：三相合成磁勢(shì)SNSNSNSNSN旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)波SNSNSNSNSNSN三、基波與高次諧波磁通勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)

磁極的磁場(chǎng)=基波磁場(chǎng)+奇次諧波磁場(chǎng)v次諧波的極對(duì)數(shù)：pv=vp1v次諧波電動(dòng)勢(shì)頻率：f

v=vf

1v次諧波電動(dòng)勢(shì)大?。篍v=4.44

f

v

kwvNΦm

v次諧波的繞組系數(shù)：kwv=kpvksv

基波極對(duì)數(shù)pv次諧波的短距因數(shù)：v次諧波的分布因數(shù)：kpv=sinvyτ90°(取正值)ksv=qα2α2sinvqsinv(1)在同步電機(jī)中，諧波磁通勢(shì)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流損耗，使電機(jī)發(fā)熱，↓。

(2)在感應(yīng)電機(jī)中，諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生寄生轉(zhuǎn)矩，影響其起動(dòng)性能；損耗↑，cos↓，溫升↑，↓。

y=(0.8~0.83)τ◆諧波電動(dòng)勢(shì)的影響：使發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)波形變壞，供電質(zhì)量↓，雜散損耗↑，↓，溫升↑；輸電線中的高次諧波電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)干擾鄰近通訊線路。

改善氣隙磁場(chǎng)分布；采用短距繞組和分布繞組?！糁C波磁通勢(shì)的影響：4.4三相異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)和磁通勢(shì)平衡方程一、定子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程(每相)U1=－E1+(R1

+jX1)

I1E1=－j4.44f

1kw1

N1Φm

=－E1+Z1I1◆定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率：f1=pn060——與交流電源同頻率。NSU1U2U1U3U2U4NNSSf2=p(n0－n)60=s

f1◆轉(zhuǎn)子電路的頻率：E2s=

4.44s

f1

kw2N2Φm

二、轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程(每相)=pn060n0－nn0=

sE2

●變壓器：U2=E2－Z2I2●異步機(jī)：0=E2s－Z2sI2sE2s=

－

j4.44f2

kw2N2Φm

式中：E2=

4.44f1

kw2N2Φm

——

轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。X2s=

2πf2

L2式中：

X2

=

2πf1

L2

——

轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的漏電抗?！艮D(zhuǎn)子每相電流：I2s=E2sR2+jX2s=sE2R2+jsX2=2πs

f1

L2

X2s=

s

X2

三、磁通勢(shì)平衡方程1.定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)

●幅值：F1=0.9m1kw1N1

I12p●轉(zhuǎn)向：與三相電流相序一致?！褶D(zhuǎn)速：

n0=p60f12.轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)

●幅值：F2=0.9m2kw2N2

I2s2p●轉(zhuǎn)向：與轉(zhuǎn)子電流的相序一致，即與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的旋轉(zhuǎn)方向一致?！褶D(zhuǎn)速：

(1)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速：

n2=p60f2=s

n0(2)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速：

n2+n=s

n0+(1－s)

n0=n0◆結(jié)論：(1)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)在空間是沿同一方向以同一速度旋轉(zhuǎn)的；(2)二者組成了統(tǒng)一的合成旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，共同產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。3.磁通勢(shì)平衡方程(1)理想空載時(shí)：

I2s=0，I1=I0旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的幅值為：F0=0.9m1kw1N1

I02p(2)負(fù)載時(shí)：F1+F2=F0※

m1=m2

?——繞線型異步電動(dòng)機(jī)一定相同。第五章異步電機(jī)的基本理論二5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析(等效電路及相量圖）

5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩

5.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性（工作特性、參數(shù)測(cè)定、轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系等）

5.4單相異步電動(dòng)機(jī)5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析(等效電路及相量圖)一、等效電路E1I1R1jX1jX2sR2E2sI2sf1f2+U1－m1、

kw1N1m2、

kw2N21.頻率折算I2s=sE2R2+jsX2=E2+jX2R2s=I2

實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子等效靜止的轉(zhuǎn)子

F2的轉(zhuǎn)速

F2的大小F2的空間位置◆

頻率歸算的物理含義：

用一個(gè)靜止的、電阻為R2

/s的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為R2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，等效轉(zhuǎn)子與實(shí)際轉(zhuǎn)子具有同樣的轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)F2

。

0.9m2kw2N2

I2s2p0.9m2kw2N2

I22p

n0

n0取決于電流的相位。i2s與i2的相位相同?！?/p>

頻率歸算后，定子的所有物理量不變，定子傳送到轉(zhuǎn)子的功率也不變。R2s=R2+1－ssR2轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的機(jī)械功率相對(duì)應(yīng)的等效電阻1－ssm2R2I22總機(jī)械功率：+U1－E1I1R1jX1f1E21－ssR2I2jX2R2f1m1、

kw1N1m2、

kw2N22.繞組折算

用一個(gè)相數(shù)和有效匝數(shù)與定子繞組相同的轉(zhuǎn)子繞組去等效代替實(shí)際的轉(zhuǎn)子繞組。等效代替：保證電磁效應(yīng)和所有物理量保持不變。(1)電動(dòng)勢(shì)的折算：折算前：E2=

4.44f1

kw2N2Φm

折算后：E2'

=E1=

4.44f1

kw1N1Φm

定、轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)之比：=kw1N1kw2N2E2'E2ke

=E1E2=(2)電流的折算：折算前：折算后：F2=0.9m2kw2N2

I22pF2'=0.9m1kw1N1

I2'2p=F2E2'

=E1=ke

E2電流比：=m1kw1N1m2kw2N2I2I2'ki

=0.9m2kw2N2

I22p=0.9m1kw1N1

I2'2pI2kiI2'

=(3)阻抗的折算：折算前：Z2=+jX2R2s=E2I2折算后：Z2'

=+jX2'R2's=E2'I2'阻抗比：|Z2'||Z2|kZ

==E2'

I2E2

I2'=keki

Z2'

=kZ

Z2R2'

=kZ

R2X2'

=kZ

X23.等效電路及其簡(jiǎn)化E1=

E2'I1R1jX11－ssR2'I2'jX2'

R2'I0RmXm+U1－E1=

E2'I11－ssR2'I2'I0RmXm+U1－R1jX1R2'jX2'一、功率平衡方程式

1.輸入功率P1P1=3U1I1cos15.2三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩=√3U1LI1Lcos12.

定子銅損耗PCu1PCu1=m1R1I12=3R1I123.

鐵損耗PFe（轉(zhuǎn)子鐵損耗忽略不計(jì)）

PFe=m1RmI02=3RmI024.電磁功率PePe=P1－PCu1－PFePe=m2E2I2cos2=m1E2'

I2'cos2R2's=m1I2'21－ss=m1R2'I2'

2+m1R2'I2'

25.轉(zhuǎn)子銅損耗PCu2

PCu2=m2R2I22=m1R2'

I2'

2=sPe8.輸出功率P2P2=Pm－P0=Pe－PCu2－P0=P1－PCu1－PFe－PCu2－P06.總機(jī)械功率PmPm=Pe－PCu21－ss

Pm=m1R2'I2'2=(1－s

)Pe7.空載損耗P0

P0=Pme

+PadP1PCu1+PFePePCu2P0P2Pm機(jī)械損耗附加損耗二、轉(zhuǎn)矩平衡方程式Pm=P2+P0T

=T2+T0÷Ω1.電磁轉(zhuǎn)矩TT

=PmΩPeΩ0

=T

=9.55PmnPen0

=9.552.空載轉(zhuǎn)矩T0T0

=P0ΩP0n

=9.553.輸出轉(zhuǎn)矩T2T2

=P2ΩP2n

=9.55例1：

一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：PN=3kW，U1N=380V，nN=957r/min，定子Y聯(lián)結(jié)，R1=2.08Ω，X1=3.12Ω，R2'

=1.525Ω，X2'

=4.25Ω，Rm=4.12Ω，Xm=62Ω，P0=60W。求nN時(shí)：(1)I1、I2'、cos1；(2)P1、P2、η;(3)Pe、T

。解：∵

nN=957r/min∴n0=1000r/minsN=n0－nNn0

=0.043=35.46+j4.25ΩZ2'

=+jX2'

R2'sN=4.12+j62ΩZm=Rm+jXm=35.76.83°Ω=62.1468.2°Ω(1)定子電流：U1Z1+Zm∥Z2'

I1==6.81－36.4°A轉(zhuǎn)子電流：ZmI1Zm+Z2'

－I2'==5.47－9.5°A則：I1=6.81A，I2'

=5.47A勵(lì)磁電流：I0=I1+I2'

=6.81－36.4o－5.47－9.5o=3.18－88.56°A設(shè)：U1=2200°V功率因數(shù)：cos1=cos(－36.4°)=0.805(2)輸入功率：P1=3U1

I1cos1=3×220×6.81×0.805

=3610W定、轉(zhuǎn)子銅損耗：PCu1=3R1

I12=289WPCu2=3R2'

I2'2=137W鐵損耗：PFe=3Rm

I02=125W輸出功率：P2=P1－(PCu1+PCu2+PFe+P0)=3000W效率：η=×100%P2P1=83.1%(3)電磁功率：Pe

=P1－(PCu1+PFe)=3196W電磁轉(zhuǎn)矩：Pen0

T=9.55=30.52N·mPmn

T=9.55一、脈振磁場(chǎng)的分解定子：?jiǎn)蜗嗬@組；轉(zhuǎn)子：鼠籠式。5.4單相異步電動(dòng)機(jī)~i1F3~Fi1i1ftOt1t2t3t4t5t6t7t8t=0FRmFFmt1FFmFRmF

FFmt2FRmFm

t3t4t5t6－Fm

t7t8◆

設(shè)：i1

=

Imcosωt則磁通勢(shì)的基波分量為：=f++f－f1

=

F1coscosωtπτ=

F1cos

(

－ωt)πτ12+

F1cos

(

+ωt)πτ12正轉(zhuǎn)磁通勢(shì)f+→正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Φ+→正轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩T+反轉(zhuǎn)磁通勢(shì)f－

→反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Φ－

→反轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩T－

二、工作原理←知識(shí)點(diǎn)●對(duì)正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言：轉(zhuǎn)差率:s+=n0－nn0●對(duì)反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言：轉(zhuǎn)差率:s－=n0－(－n)n0=2n0－(n0－n)n0=

2－s+T21←s+00s－→

12●當(dāng)n=0，s=1時(shí)：

Tst

=0●當(dāng)n≠0時(shí)：

T≠

0←知識(shí)點(diǎn)三、單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法1.分相式電動(dòng)機(jī)

定子繞組：主繞組輔助繞組（工作繞組）（起動(dòng)繞組）原理：→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)→起動(dòng)轉(zhuǎn)矩兩相電流(1)電阻分相式電動(dòng)機(jī)(2)電容分相式電動(dòng)機(jī)U~Q1CWSQ2◆

電容分相式電動(dòng)機(jī)的原理圖工作繞組起動(dòng)繞組iwisIsIwUIi單相電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子2.罩極起動(dòng)短路環(huán)定子定子磁極貝得牌三相異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步機(jī)電機(jī)裝配圖附錄資料：不需要的可以自行刪除日常設(shè)備點(diǎn)檢與潤(rùn)滑點(diǎn)檢的定義：為了維持生產(chǎn)設(shè)備原有的機(jī)能、確保設(shè)備和生產(chǎn)的順利進(jìn)行，滿足客戶的要求，按照設(shè)備的特性，通過(guò)人的“五感”和簡(jiǎn)單的工具、儀器，對(duì)設(shè)備的規(guī)定部位（點(diǎn)），按照預(yù)先設(shè)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和觀察周期，對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行精心的、逐點(diǎn)的周密檢查，查找有無(wú)異狀的隱患和劣化，使設(shè)備的隱患和劣化能夠得到“早期發(fā)現(xiàn)、早期預(yù)防、早期修復(fù)的效果；2.點(diǎn)檢與傳統(tǒng)設(shè)備檢查的區(qū)別（1）點(diǎn)檢管理的特點(diǎn)設(shè)備點(diǎn)檢，完全改變了設(shè)備檢查的業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)，改變了設(shè)備傳統(tǒng)性檢查的業(yè)務(wù)層次和業(yè)務(wù)流程，創(chuàng)造了基礎(chǔ)管理的新形勢(shì)，點(diǎn)檢管理與傳統(tǒng)的設(shè)備檢查形式的不同之處做如下所述：1）體現(xiàn)了設(shè)備管理思想的更新，現(xiàn)代化的技術(shù)裝備擔(dān)負(fù)著社會(huì)大生產(chǎn)的重要使命，生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益將完全借助與生產(chǎn)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，往往一個(gè)小的故障，將會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備的全線停產(chǎn)，其損失之大不可估計(jì)；因此，實(shí)行設(shè)備點(diǎn)檢的主要目的，其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)針對(duì)性維修；2）達(dá)到以管為主，全員參加管理的目的。3）實(shí)現(xiàn)了維修的最佳化目標(biāo)；（通過(guò)點(diǎn)檢，將設(shè)備故障消滅在萌芽狀態(tài)）4）成為了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備基礎(chǔ)管理作業(yè)方法；（2）傳統(tǒng)設(shè)備檢查的幾種形式1）事后檢查；設(shè)備在發(fā)生突發(fā)性故障以后，為恢復(fù)其故障部位的工作性能，以決定合理的修復(fù)方案和確定具體的內(nèi)容進(jìn)行的對(duì)應(yīng)性檢查；2）巡回檢查；按照預(yù)先設(shè)定的檢查部位和主要內(nèi)容實(shí)行粗劣的巡視工作；3）計(jì)劃?rùn)z查；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的周期和檢查項(xiàng)目對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查或?qū)Σ考M(jìn)行解體檢查；4）特殊性檢查；零部件的品質(zhì)、精度等5）法定檢查；壓力容器、起重設(shè)備等（3）點(diǎn)檢與傳統(tǒng)設(shè)備檢查的區(qū)別；設(shè)備點(diǎn)檢完全區(qū)別于傳統(tǒng)的設(shè)備檢查，他使隱患和異常都能在故障發(fā)生前得到前當(dāng)?shù)锰幚?，做到既?jīng)濟(jì)，又正確，因此，設(shè)備點(diǎn)檢，其實(shí)就是預(yù)防性的主動(dòng)的設(shè)備檢查；另外“點(diǎn)檢”是一種管理制度，而傳統(tǒng)的設(shè)備檢查僅是一種進(jìn)行檢查的方法。（4）如何點(diǎn)檢？按照全員設(shè)備管理的要求，操作人員必須參與設(shè)備的維修活動(dòng)，其活動(dòng)范圍及內(nèi)容，與管轄本區(qū)域設(shè)備的點(diǎn)檢員以協(xié)議的形式確定。因此，生產(chǎn)方在進(jìn)行生產(chǎn)操作、檢查的的同時(shí)，要進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)檢查。日常點(diǎn)檢內(nèi)容：利用“五感”點(diǎn)檢：依靠人的五官，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的設(shè)備進(jìn)行良否。通常對(duì)溫度、壓力、流量、振動(dòng)、異音、動(dòng)作狀態(tài)、松動(dòng)、龜裂、異常及電器線路的損壞、熔絲熔斷、異味、泄漏、腐蝕等內(nèi)容的點(diǎn)檢。邊檢查邊清掃：清除在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的廢料（液），防止被掩埋了的設(shè)備性能劣化或損壞，此項(xiàng)工作應(yīng)在生產(chǎn)巡檢時(shí)及時(shí)進(jìn)行，按程序及時(shí)處理劣化的設(shè)備，防止故障的擴(kuò)大。做好緊固與調(diào)整：在五官點(diǎn)檢過(guò)程中，如已發(fā)現(xiàn)松動(dòng)和變化時(shí)，在確認(rèn)可以實(shí)施恢復(fù)和力所能及的前提下，應(yīng)該給予緊固和調(diào)整，并記錄在案，及時(shí)的報(bào)告和傳遞信息。日常點(diǎn)檢的方法和技巧點(diǎn)檢表的確認(rèn)：按設(shè)定的日常點(diǎn)檢表逐項(xiàng)檢查，逐項(xiàng)確認(rèn)；點(diǎn)檢結(jié)果的處理：點(diǎn)檢結(jié)果，按照固定的符號(hào)記入日常點(diǎn)檢表內(nèi)，在交接班時(shí)交代清楚并向上級(jí)匯報(bào)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常情況處理完畢，則要把處理過(guò)程、結(jié)果立即記入作業(yè)日志內(nèi)；對(duì)正在觀察、未處理結(jié)束的項(xiàng)目，必須連續(xù)記入符號(hào)，不能在未說(shuō)明情況下自行取消記號(hào)，每班的點(diǎn)檢結(jié)果，生產(chǎn)班組長(zhǎng)、工段長(zhǎng)都要認(rèn)真確認(rèn)、簽字；不同要求的三種點(diǎn)檢：根據(jù)不同崗位，不同要求，一般每個(gè)作業(yè)班，都要進(jìn)行三種點(diǎn)檢：靜態(tài)點(diǎn)檢：停機(jī)點(diǎn)檢，要求要做到逐項(xiàng)逐點(diǎn)進(jìn)行；動(dòng)態(tài)點(diǎn)檢：不停機(jī)點(diǎn)檢，要求要做到逐項(xiàng)逐點(diǎn)進(jìn)行；重點(diǎn)點(diǎn)檢：隨機(jī)進(jìn)行，重點(diǎn)部位認(rèn)真檢查；2）良否點(diǎn)檢在使用“五官點(diǎn)檢法”，需要判別檢查點(diǎn)良否的知識(shí)如下：振動(dòng)：人體對(duì)振動(dòng)的感覺(jué)極限，一般在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速下，振幅在5微米時(shí)，就不容易感覺(jué)到。當(dāng)一臺(tái)19～90千瓦、3000r/min交流電機(jī)，安裝在牢固的基礎(chǔ)上，其單振幅允許在50微米以下。用手判別振動(dòng)良否，可以用一只鉛筆，筆尖放在振動(dòng)體上，如果垂直放置的鉛筆，發(fā)生激烈的上下跳動(dòng)，而且向前移動(dòng)時(shí)，就有超值的可能，需要用專用的“振動(dòng)儀”測(cè)定振動(dòng)值。溫度：使用溫度計(jì)在設(shè)備點(diǎn)檢過(guò)程中，往往采用手指觸摸發(fā)熱體來(lái)判別溫升值是否屬于正常，用手指觸摸判別溫度的技巧是：用食指和中指放在被測(cè)的物體上，根據(jù)手指按放以后，人能忍受時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)大致判斷物體的溫度：具體參數(shù)如下，具體運(yùn)用過(guò)程要考慮到人的皮膚質(zhì)感，季節(jié)的不同：設(shè)備溫度(攝氏度）觸摸忍受時(shí)間（秒）設(shè)備溫度(攝氏度）觸摸忍受時(shí)間（秒）5060以上70253約30751.55510～12801605850.5653松動(dòng)知識(shí)：用目視觀看螺栓是否松動(dòng)，一般在緊固螺桿上總沾有油灰，在存在松動(dòng)螺栓上的油灰、形態(tài)有別于松動(dòng)的螺栓，往往會(huì)出現(xiàn)新色、脫落的痕跡；用手錘敲擊被檢查的螺栓，若敲擊聲出現(xiàn)低沉沙啞的情況，同時(shí)觀察螺栓周圍所積油灰出現(xiàn)崩落的現(xiàn)象，基本上能判斷出是否存在松動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)存在懷疑的螺栓用扳手緊固確認(rèn)；最好在緊固螺栓時(shí)，用有色筆在螺栓和固定座之間劃一道直線，再次點(diǎn)檢時(shí)，若發(fā)現(xiàn)直線對(duì)不準(zhǔn)，說(shuō)明螺栓已經(jīng)松動(dòng)；聲音知識(shí)：對(duì)傳動(dòng)設(shè)備是否存在缺油、斷油、精度損失，可以用側(cè)聽(tīng)聲音的辦法來(lái)判別其狀態(tài)，常用的是“聽(tīng)音棒”，判斷的正確取決于各人的經(jīng)驗(yàn)。軸承：軸承的正常轉(zhuǎn)動(dòng)聲音是均勻、圓滑的轉(zhuǎn)動(dòng)聲，若出現(xiàn)周期性的金屬碰撞聲，則預(yù)示著軸承的滾道、保持架有異常，當(dāng)出現(xiàn)高頻聲，則往往是少油、缺油現(xiàn)象，結(jié)合溫升進(jìn)行綜合判斷。對(duì)電動(dòng)機(jī)的磁聲判別：正常的磁聲是連續(xù)的、輕微的、均勻的沙沙響聲，有異物進(jìn)入定轉(zhuǎn)子的間隙或偏心時(shí)，這種連續(xù)聲被破壞，不在出現(xiàn)；聽(tīng)聲時(shí)，一定要集中思想，腦子要專心捕捉特定頻率的聲音，這樣當(dāng)其它頻率的聲音進(jìn)入耳中時(shí)才會(huì)被濾掉。味覺(jué)知識(shí)：通常不太常用“嘗”，因要進(jìn)入口中需要特別謹(jǐn)慎，除非在特殊的場(chǎng)合，如電化學(xué)，急需鑒別酸性、堿性時(shí)，在確保對(duì)身體無(wú)害時(shí)，方可實(shí)施。引起設(shè)備故障原因分析1）造成設(shè)備性能劣化的原因；a:使用原因：設(shè)備的負(fù)荷運(yùn)行造成劣化，但運(yùn)行條件、操作方法的不同造成劣化程度不同；b：自然原因：潮濕生銹，天長(zhǎng)日久的自然磨損、變形，時(shí)效老化等；C：災(zāi)害原因：天災(zāi)、狂風(fēng)暴雨、地震等等；上述的原因引起設(shè)備的結(jié)果就出現(xiàn)了由于磨損、腐蝕等的減損，由于沖擊、疲勞等的破壞，由于原料黏附灰塵引起的污損等現(xiàn)象，直至設(shè)備原有性能不能充分發(fā)揮，這就叫做設(shè)備性能劣化；2）機(jī)能劣化：a:轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)部分出現(xiàn)機(jī)能劣化：磨損：由于運(yùn)動(dòng)摩擦引起接觸面的磨損；如齒輪、軸承、軸套等；損壞：由于磨損或受力作用（彎曲、剪切）而斷裂等；旋轉(zhuǎn)不好：轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、滑動(dòng)面粗糙等造成運(yùn)動(dòng)不靈活；操作不良：操作不正確或不按操作規(guī)程操作設(shè)備，或誤操作而造成故障；異聲：由于潤(rùn)滑不良或異物落入造成轉(zhuǎn)動(dòng)部位發(fā)生異聲；振動(dòng)：轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)部位各種異常振動(dòng)；漏油：潤(rùn)滑部位出現(xiàn)泄漏；b:固定部分機(jī)能劣化現(xiàn)象和原因：松弛脫落：連接部位螺釘出現(xiàn)松弛和脫落；變形斷開(kāi)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形或切斷、折損等現(xiàn)象；腐蝕、龜裂、受腐部位或構(gòu)件龜裂；c:電器部分劣化現(xiàn)象和原因：電器燒損、絕緣不良等；線路接點(diǎn)的短路或斷路；電器整流不良；電參數(shù)的漂移；設(shè)備出現(xiàn)劣化，原因較多，除了上述的原因，還可能有工藝熔損、機(jī)件或其它部分出現(xiàn)剝落或破斷造成設(shè)備故障；（3）上述原因從設(shè)備本體質(zhì)量、維修質(zhì)量、點(diǎn)檢質(zhì)量和操作保養(yǎng)等方面來(lái)分析，這些原因又可歸納為以下四個(gè)方面：1）設(shè)備本身原因：設(shè)備本體素質(zhì)不高，設(shè)計(jì)不合理，機(jī)件強(qiáng)度不夠，形狀結(jié)構(gòu)不良，使用材料不當(dāng)，零部件性能低下，集體剛性欠佳造成斷裂、疲勞和蠕變等現(xiàn)象。2）日常維護(hù)的原因：點(diǎn)檢、維護(hù)質(zhì)量不高，污垢異物混入機(jī)內(nèi)，設(shè)備潤(rùn)滑不良。緊固不良、絕緣接觸不良，造成機(jī)件性能低下，機(jī)