二：交流電動機(jī)

第7章交流電動機(jī)

主要內(nèi)容：三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動原理，三相異步電動機(jī)機(jī)械特性、起動性能、調(diào)速方法和制動原理及電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)，單相異步電動機(jī)重點(diǎn)：三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩及機(jī)械特性，三相異步電動機(jī)的起動，三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)難點(diǎn)：三相異步電動機(jī)機(jī)械特性

12/28/20231第7章交流電動機(jī)

教學(xué)目標(biāo)：了解：

三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動原理理解：

三相異步電動機(jī)機(jī)械特性、起動性能、調(diào)速方法和制動原理及電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)。掌握：三相異步電動機(jī)的起動

12/28/202321.了解三相交流異步電動機(jī)的基本構(gòu)造和轉(zhuǎn)動原理。本章要求：2.理解三相交流異步電動機(jī)的機(jī)械特性，掌握起動和反轉(zhuǎn)的基本方法,了解調(diào)速和制動的方法。3.理解三相交流異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義。第7章交流電動機(jī)

12/28/20233電動機(jī)的分類：籠型異步交流電動機(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

電動機(jī)交流電動機(jī)直流電動機(jī)三相電動機(jī)單相電動機(jī)同步電動機(jī)異步電動機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)電動機(jī)串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動機(jī)第7章交流電動機(jī)

12/28/20234異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理磁鐵閉合線圈補(bǔ)充基本知識

12/28/20235磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線長磁感應(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)線在磁場中受力

12/28/202361.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致

結(jié)論：異步2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢

12/28/202371.定子7.1

三相異步電動機(jī)的構(gòu)造鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。U1---U2

V1---V2W1---W2三相繞組機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵

12/28/20238

轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。2.轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(1)籠型轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體,或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)

繞線型轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。籠型繞線型

12/28/20239籠型電動機(jī)與繞線型電動機(jī)的的比較：籠型：

結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。繞線型：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。

12/28/2023107.2.1旋轉(zhuǎn)磁場

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)U1U2V1V2W1W21.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生o旋轉(zhuǎn)磁場

12/28/202311U1V2W1V1W2U2規(guī)定

i:“+”首端流入，尾端流出。

i:“–”尾端流入，首端流出。(?)電流出(

)電流入o

12/28/202312U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2三相電流合成磁

場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600動畫

to

12/28/202313AU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)U1U2W1W2V1V2取決于三相電流的相序0

to

12/28/2023143.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，即：o

tU1U2V2W1V1W2U1U2V1V2W1W2

12/28/202315

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。W'1U1V1W1V'1U'2U2U'1V2V'2W2W'2

12/28/202316極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)OW'1U1V1W1V'1U'2U2U'1V2V'2W2W'2

12/28/2023174.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速工頻：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)p=1時(shí)U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2O

12/28/202318p=2時(shí)0

12/28/202319旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù)p的關(guān)系旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)。可見:極對數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速

12/28/2023207.2.2電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理1.轉(zhuǎn)動原理U1U2V2W1V1W2定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF

12/28/202321

7.2.3轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動機(jī)如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。

12/28/202322異步電動機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例1：一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為

12/28/2023237.3

三相異步電動機(jī)的電路分析

三相異步電動機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器類似。變壓器：

變化

eU1

E1=4.44fN1

E2=4.44fN2

E1、E2頻率相同，都等于電源頻率。異步電動機(jī)每相電路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f2

12/28/2023247.3.1定子電路1.旋轉(zhuǎn)磁場的磁通

異步電動機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場切割導(dǎo)體e，

U1

E1=4.44

f1N1

每極磁通旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對速度為n0，所以2.定子感應(yīng)電勢的頻率f1感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對速度有關(guān)f1=電源頻率f

12/28/2023257.3.2轉(zhuǎn)子電路1.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2∵定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化定子感應(yīng)電勢頻率f1

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同

12/28/2023262.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢E2E2=4.44f2N2

=4.44sf1N2

當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0(s=1)時(shí)，f2最高，且E2最大，有E20=4.44

f1N2

轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的感應(yīng)電勢即E2=

sE20

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)的感應(yīng)電勢3.轉(zhuǎn)子感抗X2當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0(s=1)時(shí)，f2最高，且X2最大，有X20=2

f1L2即X2=

sX20

12/28/2023274.轉(zhuǎn)子電流I25.轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cos

2轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流

12/28/202328轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率

s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速

n有關(guān)。I2cos

2s1I2,O

12/28/202329例2：三相異步電動機(jī)，p=2，n=1440r/min，轉(zhuǎn)子R2=0.02

，X20=0.08，E20=20V，f1=50Hz。啟動時(shí)I2（st）額定轉(zhuǎn)速下的I2（N）s=1

12/28/2023307.4

三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性7.4.1轉(zhuǎn)矩公式

轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)

12/28/202331由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式由前面分析知：

12/28/202332由公式可知電磁轉(zhuǎn)矩公式1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1

T

2.當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對

T有影響。繞線型異步電動機(jī)可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)距。

12/28/2023337.4.2機(jī)械特性曲線OTS根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：OT1

12/28/202334電動機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩OT額定轉(zhuǎn)矩(N?m)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為

12/28/2023352.最大轉(zhuǎn)矩Tmax轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機(jī)帶動最大負(fù)載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率OTTmax將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得

12/28/202336當(dāng)U1

一定時(shí)，Tmax為定值過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)為工作時(shí)必須使T2

<Tmax

，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞。(2)sm與R2有關(guān)，R2

sm

n。繞線型電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

12/28/2023373.起動轉(zhuǎn)矩Tst電動機(jī)起動時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動時(shí)n=0時(shí)，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當(dāng)使

R2

Tst

。對繞線式型電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tmax

。

Tst體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。

若

Tst

>T2電機(jī)能起動，否則不能起動。OTTst起動能力

12/28/2023384.電動機(jī)的運(yùn)行分析電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動機(jī)區(qū)別于其它動力機(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，才能帶動新的負(fù)載)。此過程中，n

、s

E2,I2

I1

電源提供的功率自動增加。T2

s

T2>TT=T2n

T

T′2達(dá)到新的平衡T2常用特性段TO

12/28/202339n1TnTmTst機(jī)械特性曲線TL啟動：Tst>TL(負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電機(jī)啟動轉(zhuǎn)速n

，轉(zhuǎn)矩Tcc點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tm

，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)，T，沿cb走bb點(diǎn)：T=TL，轉(zhuǎn)速n不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行若TL

，暫時(shí)T<TL,nsI2Tn電動機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段s=0s=1

12/28/202340例3（7-7）：三相異步電動機(jī)，額定功率PN=10kW，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，啟動能力Tst/TN=1.2，過載系數(shù)=1.8。（1）額定轉(zhuǎn)矩TN（2）啟動轉(zhuǎn)矩Tst（3）最大轉(zhuǎn)矩Tm

12/28/2023415.U1和R2變化對機(jī)械特性的影響(1)

U1變化對機(jī)械特性的影響U

Tm

Tst

T2TO

12/28/202342(2)R2變化對機(jī)械特性的影響TOR2

Tst

n

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)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。

硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）

12/28/202343(2)R2變化對機(jī)械特性的影響

不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動則選軟特性電機(jī)。TOR2

Tst

n

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)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。

12/28/2023447.5

三相異步電動機(jī)的起動7.5.1起動性能起動問題：起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型籠型電機(jī)起動電流為額定電流的5~7倍;電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過熱后果：原因：起動：

n=0，s=1,接通電源。起動時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流定子電流

12/28/2023457.5.2

起動方法(1)直接起動

二、三十千瓦以下的異步電動機(jī)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（適用于籠型電動機(jī)）(3)轉(zhuǎn)子串電阻起動（適用于繞線型電動機(jī)）以下介紹降壓起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。

12/28/202346設(shè)：電機(jī)每相阻抗為1.降壓起動(1)Y－

換接起動

降壓起動時(shí)的電流為直接起動時(shí)的+－

起動U1U2V1V1W1W2正常運(yùn)行+－U1U2V1V2W1W2

12/28/202347Y－

起動器接線簡圖L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1△動觸點(diǎn)Y動觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)

12/28/202348Y－

起動器接線簡圖Y起動L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

起動UPU1+＿Ul+＿U2V1V2W1W2

12/28/202349Y－

起動器接線簡圖

工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

正常運(yùn)行+－U1U2V1V2W1W2

12/28/202350(a)僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

(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(yīng)注意的問題+－

起動U1U2V1V1W1W2正常運(yùn)行+－U1U2V1V2W1W2

12/28/202351L1L3L2FUQ(2)自耦降壓起動

Q2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(guān)QQ2

自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成Y形不能采用Y－

起動的籠型異步電動機(jī)。

12/28/202352滑環(huán)電刷定子轉(zhuǎn)子起動時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將R短路。起動電阻

2.繞線型電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動Rst?RstRst

12/28/202353

若R2選得適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動既可以降低起動電流，又可以增加起動轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。R2-TTst

-TO轉(zhuǎn)子電路串電阻起動的特點(diǎn)

12/28/202354

方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。電動機(jī)正轉(zhuǎn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電源~UVWM3~UVW電源~M3~

12/28/202355例1:

(1)解:

一臺Y225M-4型的三相異步電動機(jī)，定子繞組△型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，

N=92.3%，cos

N=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：

(1)額定電流IN?(2)額定轉(zhuǎn)差率sN?(3)額定轉(zhuǎn)矩

TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax

、和起動轉(zhuǎn)矩TN

。

12/28/202356

(2)由nN=1480r/min，可知p=2（四極電動機(jī)）

(3)

12/28/202357解：

在上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為510.2N?m,試問在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動機(jī)能否起動？（2）采用Y-

換接起動時(shí)，求起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動轉(zhuǎn)矩的80%和50%時(shí)，電動機(jī)能否起動？

(1)在U=UN時(shí)

Tst=551.8N?m>510.2N.m不能起動

(2)Ist

=7IN=784.2=589.4A

在U′=0.9UN時(shí)能起動例2:

12/28/202358在80%額定負(fù)載時(shí)不能起動在50%額定負(fù)載時(shí)可以起動(3)

12/28/202359例3:

對例1中的電動機(jī)采用自耦變壓器降壓起動,起動時(shí)加到電動機(jī)上的電壓為額定電壓的64%，求這時(shí)的線路起動電流Ist′′和電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩Tst′。解：設(shè)電動機(jī)的起動電壓為U'，電動機(jī)的起動電流為Ist

依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得線路起動電流Ist′′。

12/28/202360

12/28/202361采用自耦降壓法起動時(shí)，若加到電動機(jī)上的

電壓與額定電壓之比為

x，則線路起動電流Ist"

為電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)距Tst′為結(jié)論：

12/28/2023627.6.1變頻調(diào)速(無級調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲三種電氣調(diào)速方法7.6

三相異步電動機(jī)的調(diào)速

12/28/202363變頻調(diào)速方法應(yīng)保持也就是兩者成比例地同時(shí)調(diào)節(jié)恒轉(zhuǎn)距調(diào)速(f1<f1N)由磁通和轉(zhuǎn)矩都近似不變，這就是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速如果把轉(zhuǎn)速調(diào)低時(shí)，電壓保持不變，在減少頻率時(shí)磁通則將增大。而磁路飽和，從而增大電流和鐵損。

12/28/202364變頻調(diào)速方法恒功率調(diào)速（f1>f1N）應(yīng)保持這是磁通和轉(zhuǎn)矩都將減小轉(zhuǎn)速增大，轉(zhuǎn)矩減小，將使功率近于不變，所以稱為恒功率調(diào)速

變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

12/28/2023657.6.2變極調(diào)速

(有級調(diào)速)U11U21U12U22iiP=2··U11U12U21U22··NNSS

12/28/202366U11U21U12U22ii??P=1采用變極調(diào)速方法的電動機(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，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。U11··U12U21U22SN

12/28/202367To7.6.3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

(無級調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線型電動機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。nn'??TLTLs

′s??Tso

12/28/2023687.7

三相異步電動機(jī)的制動制動方法機(jī)械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動

12/28/2023697.7.1能耗制動運(yùn)轉(zhuǎn)制動M3~nF轉(zhuǎn)子T

n0=0

在斷開三相電源的同時(shí)，給電動機(jī)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(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（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。

12/28/2023707.7.2

反接制動停車時(shí)，將接入電動機(jī)的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。

M3~運(yùn)轉(zhuǎn)制動?nF轉(zhuǎn)子T

n0

12/28/2023717.7.3

發(fā)電反饋制動

當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機(jī)進(jìn)入制動狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子T

n0n>n0

12/28/2023727.8

三相異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)1.型號

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號機(jī)座中心高（mm）三相異步電動機(jī)教材表7.8.1中列出了各種電動機(jī)的系列代號。

12/28/202373異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號產(chǎn)品名稱異步電動機(jī)繞線型異步電動機(jī)防爆型異步電動機(jī)高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO

12/28/2023742.接法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常U2U1W2V1V2W1Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)W2U2V2V1W1U1接線盒V1W2U1W1U2V2W1U1V1W2U2V2接電源W1U1V1W2U2V2接電源

12/28/2023753.電壓例如：380/220V、Y/

是指線電壓為380V時(shí)采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時(shí)采用

聯(lián)結(jié)。說明：一般規(guī)定，電動機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%。因?yàn)樵陔妱訖C(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過高或過低都會使電動機(jī)的電流大于額定值,從而使電動機(jī)過熱。電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動機(jī)的額定電壓有380V，3000V,

及6000V等多種。

12/28/2023764.電流例如：Y/

6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.功率與效率鼠籠電機(jī)

=72~93％電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。

12/28/202377注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。6.功率因數(shù)PN三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有

0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。7.額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。P2cos

O

12/28/202378如：n

N=1440轉(zhuǎn)/分

sN

=0.048.絕緣等級指電機(jī)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)。

12/28/2023797.9.1

功率的選擇功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動機(jī)容易因過載而損壞。1.

對于連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。2.對于短時(shí)工作的電動機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。7.9

三相異步電動機(jī)的選擇

12/28/2023807.9.2

種類和型式的選擇1.種類的選擇一般應(yīng)用場合應(yīng)盡可能選用籠型電動機(jī)。只有在需要調(diào)速、不能采用籠型電動機(jī)的場合才選用繞線型電動機(jī)。2.結(jié)構(gòu)型式的選擇根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如開啟式、防護(hù)式、封閉式電動機(jī)。7.9.3

電壓和轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)電動機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。

Y系列籠型電動機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等級。大功率電動機(jī)才采用3000V和6000V。

12/28/202381

單相異步電動機(jī)主要應(yīng)用于電動工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動機(jī)的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用籠型。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(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'

NS7.11.1

單相異步電動機(jī)的工作原理7.11

單相異步電動機(jī)

12/28/202382

定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場

，可用正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場合成來等效。即

+

-

m=

+

-=t

O

12/28/202383脈動磁場的分解④⑥⑧⑧

③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

+

-

①

-

+

+

-

②③④⑤

12/28/202384正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動轉(zhuǎn)矩為零(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反

12/28/202385

....F鼠籠式轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及電流

當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉(zhuǎn)矩。AA'