電工學(xué)異步電動(dòng)機(jī)

電工學(xué)異步電動(dòng)機(jī)第1頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第八章異步電動(dòng)機(jī)8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與 工作原理8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性8.3三相異步電動(dòng)機(jī)的使用§§§第2頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)鼠籠式繞線式異步機(jī)同步機(jī)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)鼠籠式異步交流電動(dòng)機(jī)授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機(jī)械特性、控制方法電動(dòng)機(jī)的分類第3頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理磁鐵閉合線圈第4頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線長(zhǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力第5頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致結(jié)論：異步2.線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢第6頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。線繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子第7頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生AYCBZ異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出(

)電流入X第8頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AXYCBZAXBYCZ合成磁場(chǎng)方向：向下第9頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場(chǎng)方向：第10頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向第11頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速大小

一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°。則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度）為：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ第12頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極對(duì)數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：AXYCBZ第13頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極對(duì)數(shù)（P）的改變C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。AXBYCZ第14頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極對(duì)數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'第15頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系第16頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速第17頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動(dòng)機(jī)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)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)子電流提示：如果第18頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）第19頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的“電－磁”關(guān)系§8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性i2轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。e1e2、e

1e

2、設(shè)：則：定子邊：第20頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2i1u1e1e

1e2e

2同理得轉(zhuǎn)子邊：第21頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度第22頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R1R2i1u1e1e

1e2e

2其中轉(zhuǎn)子功率因數(shù)第23頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁轉(zhuǎn)矩T：轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。常數(shù)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)矩公式的推導(dǎo)

第24頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月將其中參數(shù)代入：得到轉(zhuǎn)矩公式第25頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.2.2三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式10n0Tn得特性曲線：第26頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力

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，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段n0nT自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載。）直至新的平衡。此過(guò)程中，時(shí)，電源提供的功率自動(dòng)增加。第27頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，輸出額定功率

時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛頓?米）nN第28頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如果電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0Tn求解第29頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)載系數(shù)：三相異步機(jī)工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機(jī)的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。（2）電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱第30頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：(3)電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。第31頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系和電壓的關(guān)系結(jié)論：

第32頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系R2的

改變

：鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機(jī)外接電阻不同。

令：得：結(jié)論：

第33頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月機(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。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。

硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）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)。第34頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、三相異步機(jī)銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)1.型號(hào)Y132M－4磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率8.5三相異步電動(dòng)機(jī)的使用§2.轉(zhuǎn)速:電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分第35頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.聯(lián)接方式：Y/

接法：Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：第36頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓.說(shuō)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的5％。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ例：380/220Y/是指：線電壓為380V時(shí)采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用接法。第37頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。如：表示三角接法下，電機(jī)的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時(shí)線、相電流均為6.48A。6.額定功率：

額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的功率（），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：其中鼠籠電機(jī)

=72－93％第38頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月額定負(fù)載時(shí)一般為0.7~0.9，空載時(shí)功率因數(shù)很低約為0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī)，防止“大馬”拉“小車”的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)(cos

1)：P2PN此外還有絕緣等級(jí)等參數(shù)，不一一介紹。cos

1第39頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、三相異步機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過(guò)熱影響：第40頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：（1）直接起動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)。Y－

起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹Y－

起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。第41頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Y－

起動(dòng)：

正常運(yùn)行AZBYXC

起動(dòng)ABCXYZ設(shè)：電機(jī)每相阻抗為第42頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AZBYXC正常運(yùn)行UPABCXYZ起動(dòng)UP'（2）Y－

起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機(jī)。所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y－

起動(dòng)。第43頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將R短路。第44頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（1）（2）R2選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)力矩。第45頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源第46頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月制動(dòng)方法：

1.抱閘：加機(jī)械抱閘；

2.反接制動(dòng)：停車時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接電源的意兩相反接，使電動(dòng)機(jī)由原來(lái)的旋轉(zhuǎn)方向反過(guò)來(lái)，以達(dá)制動(dòng)的目的；

四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成，引起。注意：第47頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.發(fā)電反饋制動(dòng)：

令電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速，便會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。M3~+-運(yùn)行制動(dòng)n

F轉(zhuǎn)子3.能耗制動(dòng)：停車時(shí)，斷開(kāi)交流電源，接至直流電源上，