電機(jī)及電氣控制課件 三相異步電動(dòng)機(jī)

第4章三相異步電動(dòng)機(jī)本章目標(biāo)知道三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理；讀懂三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌，并能夠按銘牌要求正確接線；掌握交流繞組的基本知識(shí)；會(huì)做三相異步電動(dòng)機(jī)的常規(guī)試驗(yàn)；會(huì)選擇電動(dòng)機(jī)；知道電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要求；知道電動(dòng)機(jī)運(yùn)行檢查內(nèi)容能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)的常見故障進(jìn)行分析與處理；會(huì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的拆裝。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子轉(zhuǎn)子端蓋、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)葉等第4章三相異步電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子

轉(zhuǎn)子端蓋、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)葉等定子鐵心定子繞組第4章三相異步電動(dòng)機(jī)定子沖片定子線圈第4章三相異步電動(dòng)機(jī)鐵心和機(jī)座第4章三相異步電動(dòng)機(jī)異步動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和基座三部分組成。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)第4章三相異步電動(dòng)機(jī)——電氣學(xué)院感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子

轉(zhuǎn)子端蓋、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)葉等定子鐵心定子繞組轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組鼠籠式繞線式第4章三相異步電動(dòng)機(jī)1）籠型繞組銅條籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子第4章三相異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子照片第4章三相異步電動(dòng)機(jī)（2）繞線轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子集電環(huán)及提刷裝置第4章三相異步電動(dòng)機(jī)一、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、旋轉(zhuǎn)磁場的形成三、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理第4章三相異步電動(dòng)機(jī)1、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZo第4章三相異步電動(dòng)機(jī)o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(

)電流入第4章三相異步電動(dòng)機(jī)

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(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600ot=0°AZBXCYNS0°Nt=180

AZBXCYS180°t=90°AZBXCYNS90°t=60AZBXCYNS60°第4章三相異步電動(dòng)機(jī)空間相差120o

角的三相繞組，通入對(duì)稱三相電流時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)電流經(jīng)過一個(gè)周期變化時(shí)，磁場也沿著順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了一周(在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360o)。綜上分析可以得出：第4章三相異步電動(dòng)機(jī)AAXZBCYAAXZBCY取決于三相電流的相序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)AXCZBY0

to第4章三相異步電動(dòng)機(jī)tiiAibicOABCXYZiAiC90

60°0

AZBXCYNS0°AZBXCYNS60°相序A-C-B-AAZBXCYNS90°iB22

方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源第4章三相異步電動(dòng)機(jī)3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對(duì)數(shù)P

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)磁場，即：o

tAXBYCZAXYCBZ第4章三相異步電動(dòng)機(jī)

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(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC第4章三相異步電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0第4章三相異步電動(dòng)機(jī)4.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(duì)數(shù)p=1時(shí)0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ第4章三相異步電動(dòng)機(jī)p=2時(shí)0第4章三相異步電動(dòng)機(jī)——電氣學(xué)院旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?第4章三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)論1、當(dāng)對(duì)稱三相正弦交流電流通入對(duì)稱三相繞組時(shí)，其基波合成磁通勢為一幅值不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁場；2、旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速即電流頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速3、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向由電流相序決定4、當(dāng)某相電流達(dá)到最大值時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁通勢恰好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)一、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、旋轉(zhuǎn)磁場的形成三、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理第4章三相異步電動(dòng)機(jī)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理定子繞組通入三相交流電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電流與磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)第4章三相異步電動(dòng)機(jī)1、電生磁：三相對(duì)稱繞組通往三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。U2U1W2V1W1V2n第4章三相異步電動(dòng)機(jī)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果第4章三相異步電動(dòng)機(jī)三、轉(zhuǎn)差率旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子（電動(dòng)機(jī)）的轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即AYCBZXn1n旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速第4章三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本物理量，它反映電機(jī)的各種運(yùn)行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)理想空載時(shí)，作為電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在0.02～0.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)四、異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)差率是表征感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)基本物理量根據(jù)其大小和方向，可確定感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。1）電動(dòng)機(jī)狀態(tài)：當(dāng)給定子通電后，產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)2）發(fā)電機(jī)狀態(tài)：若用原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子使，此時(shí)轉(zhuǎn)子上所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，起制動(dòng)作用，若繼續(xù)以n的速度轉(zhuǎn)動(dòng)則需從軸上輸入更大的功率。通過電磁感應(yīng)，定子輸出電功率。3)制動(dòng)狀態(tài)：若由于其他原因是轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，，此時(shí)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反，起制動(dòng)作用。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)第4章三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌要正確使用電動(dòng)機(jī)，必須要看懂銘牌。今以Y132M-4型電動(dòng)機(jī)為例，來說明銘牌上各個(gè)數(shù)據(jù)的意義。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)1、型號(hào)為了適應(yīng)不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電動(dòng)機(jī)制成不同的系列，每種系列用各種型號(hào)表示。型號(hào)說明：Y132M-4三相異步電動(dòng)機(jī)磁極數(shù)機(jī)座中心高機(jī)座長度代號(hào)（S-短機(jī)座；M-中機(jī)座；L-長機(jī)座）第4章三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新代號(hào)漢字意義老代號(hào)Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO第4章三相異步電動(dòng)機(jī)U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2接電源U1V1W1W2U2V2接電源第4章三相異步電動(dòng)機(jī)3、電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓。4、電流銘牌上所標(biāo)的電流值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。5、功率與效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率值。所謂效率就是輸出功率與輸入功率的比值。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)6、功率因數(shù)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后一個(gè)

角。cos就是功率因數(shù)。7、轉(zhuǎn)速由于生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速的要求不同，需要生產(chǎn)不同磁極數(shù)的異步電動(dòng)機(jī)，因此有不同的轉(zhuǎn)速等級(jí)。最常用的是四磁極的（n0=1500r/min)。8、絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來分級(jí)的。所謂極限溫度，是指電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。絕緣等級(jí)極限溫度（0C）AEB105120130YFHC90155180大于180第4章三相異步電動(dòng)機(jī)9．防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí)表示三相電動(dòng)機(jī)外殼的防護(hù)等級(jí)，其中IP是防護(hù)等級(jí)標(biāo)志符號(hào)，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護(hù)能力越強(qiáng)，如IP44中第一位數(shù)字“4”表示電機(jī)能防止直徑或厚度大于1毫米的固體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)殼。第二位數(shù)字“4”表示能承受任何方向的濺水。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)項(xiàng)目3三相異步電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)1．測量三相繞組的直流電阻計(jì)算三相平均電阻值，且平均電阻值與各相電阻值的偏差≤5%。

如電阻值相差過大，則表明繞組中有短路、斷路、繞組匝數(shù)有誤或接觸不良等故障。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)2．絕緣電阻的測定對(duì)于380V的電動(dòng)機(jī)，其絕緣電阻一般不低于0.5MΩ，全部更換繞組后的電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻一般不低于5MΩ。（1）測量時(shí)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)測量電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)分別在實(shí)際冷狀態(tài)下和熱狀態(tài)下進(jìn)行。檢查試驗(yàn)時(shí)，在實(shí)際冷狀態(tài)下進(jìn)行。（2）兆歐表的選用（3）測量方法第4章三相異步電動(dòng)機(jī)3．耐壓試驗(yàn)對(duì)于全部更換繞組后的電動(dòng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行繞組之間及繞組對(duì)機(jī)殼的耐壓試驗(yàn)，即絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。對(duì)額定電壓為380V、額定功率為1KW及以上的電動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)電壓為1760V；對(duì)額定電壓為380V、額定功率小于1KW的電動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)電壓為1260V。試驗(yàn)電源的頻率為50Hz，電壓波形應(yīng)盡可能為正弦波形。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)4．空載試驗(yàn)應(yīng)將電動(dòng)機(jī)在三相平衡的額定電壓下空載運(yùn)行半小時(shí)以上，在運(yùn)行中測量電動(dòng)機(jī)的三相電流是否平衡；若電動(dòng)機(jī)空載電流與額定電流的百分比過大，則說明電動(dòng)機(jī)的氣隙過大或定子繞組匝數(shù)偏少；若電動(dòng)機(jī)空載電流與額定電流的百分比過小，則說明定子繞組匝數(shù)偏多或?qū)⑷切蔚倪B接誤接成星形，或誤將兩路接成一路。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)項(xiàng)目4三相異步電動(dòng)機(jī)的操作一、功率選擇二、電壓的選擇選擇電動(dòng)機(jī)電壓應(yīng)根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)場供電電網(wǎng)的電壓等級(jí)來決定，要求電動(dòng)機(jī)的額定電壓必須與電源電壓相符，電動(dòng)機(jī)只能在銘牌規(guī)定的電壓下使用。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)三、轉(zhuǎn)速選擇應(yīng)根據(jù)所拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的要求來選定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，必要時(shí)可選用高速電動(dòng)機(jī)或齒輪減速電動(dòng)機(jī)，亦可選多速電動(dòng)機(jī)。四、結(jié)構(gòu)形式的選擇電動(dòng)機(jī)的安裝分為立式與臥式，一般選臥式。根據(jù)電動(dòng)機(jī)使用場合可選防護(hù)式、封閉式、防爆式等結(jié)構(gòu)。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)五、電動(dòng)機(jī)種類的選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)備對(duì)電機(jī)的要求來選，詳見表4.5，原則是：(1)無特殊要求的一般生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)選擇籠型異步電動(dòng)機(jī)；(2)要求起動(dòng)性能好，在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速的設(shè)備，可選用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)；(3)有特殊要求的設(shè)備，必須用特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī)。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)4.7.2電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要求一、對(duì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中的基本要求和規(guī)定（1）電動(dòng)機(jī)一般在海拔不超過1000ｍ、環(huán)境溫度不超過40℃的地點(diǎn)運(yùn)行。（2）電動(dòng)機(jī)在額定電壓變化±5％以內(nèi)時(shí)，可按額定功率連續(xù)運(yùn)行，如果電壓變化超過±5％時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)，確定電動(dòng)機(jī)允許的負(fù)載。（3）運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)符合表4.6的要求。第4章三相異步電動(dòng)機(jī)（5）電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)允許的振動(dòng)值（雙振幅）應(yīng)不大于表4.7的規(guī)定。（6