課題四 三相異步電動機

1、課題四課題四 三相異步電動機三相異步電動機 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境1 了解三相異步電動機了解三相異步電動機 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理 一、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)一、三相異步電動機的結(jié)構(gòu) 由于異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方由于異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方 便、價格便宜和工作運行可靠等優(yōu)點，被工便、價格便宜和工作運行可靠等優(yōu)點，被工 農(nóng)業(yè)各部門廣泛應(yīng)用。但異步電動機啟動特農(nóng)業(yè)各部門廣泛應(yīng)用。但異步電動機啟動特 性和調(diào)速特性較差，尤其在調(diào)速方面，異步性和調(diào)速特性較差，尤其在調(diào)速方面，異步 電動機不如直流電動機。電動機不如直流電動機。 普通高

2、等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 另外，異步電動機和變壓器一樣是從電另外，異步電動機和變壓器一樣是從電 網(wǎng)取得滯后的勵磁電流，它的功率因數(shù)也相網(wǎng)取得滯后的勵磁電流，它的功率因數(shù)也相 對較低。隨著功率因數(shù)補償技術(shù)和交流變頻對較低。隨著功率因數(shù)補償技術(shù)和交流變頻 調(diào)速技術(shù)日益完善，使異步電動機的不足能調(diào)速技術(shù)日益完善，使異步電動機的不足能 夠得到較大的改善。夠得到較大的改善。 三相異步電動機具有如下結(jié)構(gòu)，如圖三相異步電動機具有如下結(jié)構(gòu)，如圖4-1 所示，其主要部件為定子和轉(zhuǎn)子。所示，其主要部件為定子和轉(zhuǎn)子。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （一）定子（一

3、）定子 三相異步電動機的固定不動部分稱為定三相異步電動機的固定不動部分稱為定 子。定子由機座、裝在機座內(nèi)的圓筒形鐵芯子。定子由機座、裝在機座內(nèi)的圓筒形鐵芯 以及嵌在鐵芯內(nèi)的三相定子繞組組成。以及嵌在鐵芯內(nèi)的三相定子繞組組成。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 1.機座機座 機座是電動機的外殼，起支撐作用，用機座是電動機的外殼，起支撐作用，用 鑄鐵或鑄鋼制成。中小型電機機座一般采用鑄鐵或鑄鋼制成。中小型電機機座一般采用 鑄鐵鑄造鑄鐵鑄造,端蓋多用鑄鐵鑄成，用螺栓固定在端蓋多用鑄鐵鑄成，用螺栓固定在 機座兩端。機座兩端。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃

4、教材 圖4-1 三相異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 2.定子鐵芯定子鐵芯 定子鐵芯是電動機主磁路的一部分，因定子鐵芯是電動機主磁路的一部分，因 此要有良好的導(dǎo)磁性。為了減少渦流和磁滯此要有良好的導(dǎo)磁性。為了減少渦流和磁滯 損耗，通常用由損耗，通常用由0.350.5 mm厚且兩面涂有厚且兩面涂有 絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。在定子鐵芯內(nèi)圓絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。在定子鐵芯內(nèi)圓 上沖有均勻分布的槽，槽口用以嵌放定子繞上沖有均勻分布的槽，槽口用以嵌放定子繞 組，如圖組，如圖4-2所示是電動機鐵芯部分。所示是電動機鐵芯部分。 普通高等教育普通高等教育“十二五

5、十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-2 未裝繞組的定子硅鋼片 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 3.定子繞組定子繞組 定子繞組是電動機的定子電路部分，將定子繞組是電動機的定子電路部分，將 通過三相交流電流建立旋轉(zhuǎn)磁場。小型異步通過三相交流電流建立旋轉(zhuǎn)磁場。小型異步 電動機的定子繞組一般采用高強度圓銅線繞電動機的定子繞組一般采用高強度圓銅線繞 成線圈，它可經(jīng)槽口分散地嵌入線格內(nèi)。成線圈，它可經(jīng)槽口分散地嵌入線格內(nèi)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 每個線圈有兩個有效邊，分別放在兩個每個線圈有兩個有效邊，分別放在兩個 槽內(nèi)，線圈之間按一定規(guī)律連接成一個

6、在空槽內(nèi)，線圈之間按一定規(guī)律連接成一個在空 間依次相差間依次相差120電角度的三相對稱的定子繞電角度的三相對稱的定子繞 組，稱為三相定子繞組。三相異步電動機定組，稱為三相定子繞組。三相異步電動機定 子繞組的三個首端子繞組的三個首端A，B，C和三個末端和三個末端X，Y， Z，都從機座上的接線盒中引出。，都從機座上的接線盒中引出。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖圖4-3（a）為定子繞組的星形接法；圖）為定子繞組的星形接法；圖4- 3（b）為定子繞組的三角形接法。三相繞組）為定子繞組的三角形接法。三相繞組 具體應(yīng)該采用何種接法，應(yīng)視電力網(wǎng)的線電具體應(yīng)該采用何種接法，應(yīng)視

7、電力網(wǎng)的線電 壓和各相繞組的工作電壓而定。壓和各相繞組的工作電壓而定。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 目前我國生產(chǎn)的三相異步電動機，功率目前我國生產(chǎn)的三相異步電動機，功率 在在4 kW以下者一般采用星形接法；在以下者一般采用星形接法；在4 kW以以 上者采用三角形接法。當(dāng)三相繞組通入對稱上者采用三角形接法。當(dāng)三相繞組通入對稱 的三相電流時，便可在定子鐵芯內(nèi)膛空間產(chǎn)的三相電流時，便可在定子鐵芯內(nèi)膛空間產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)的磁場。生旋轉(zhuǎn)的磁場。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-3 三相定子繞組的接法 （a）星形接法；（b）三角形接法 普通高等教育普

8、通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （二）轉(zhuǎn)子（二）轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子主要用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，拖動生產(chǎn)轉(zhuǎn)子主要用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，拖動生產(chǎn) 機械旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞機械旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞 組構(gòu)成。組構(gòu)成。 1.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)軸用來固定轉(zhuǎn)子鐵芯和傳遞功率，一轉(zhuǎn)軸用來固定轉(zhuǎn)子鐵芯和傳遞功率，一 般用中碳鋼制成。般用中碳鋼制成。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 2.轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯 轉(zhuǎn)子鐵芯屬于磁路的一部分，用轉(zhuǎn)子鐵芯屬于磁路的一部分，用0.5 mm 的硅鋼片疊壓而成，如圖的硅鋼片疊壓而成，如圖4-4所示。轉(zhuǎn)子鐵芯所示。轉(zhuǎn)子鐵芯 固定在轉(zhuǎn)軸上，其外圓

9、均勻分布的槽是用來固定在轉(zhuǎn)軸上，其外圓均勻分布的槽是用來 放置轉(zhuǎn)子繞組的。放置轉(zhuǎn)子繞組的。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-4 轉(zhuǎn)子鐵芯示意圖 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 3.轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組按結(jié)構(gòu)不同分為鼠籠式和繞線轉(zhuǎn)子繞組按結(jié)構(gòu)不同分為鼠籠式和繞線 式兩種，鼠籠式繞組是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯槽式兩種，鼠籠式繞組是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯槽 內(nèi)的導(dǎo)電條內(nèi)的導(dǎo)電條(銅條或鑄鋁銅條或鑄鋁)和兩端的導(dǎo)電端環(huán)組和兩端的導(dǎo)電端環(huán)組 成。若去掉鐵芯，轉(zhuǎn)子繞組外形就像一個鼠成。若去掉鐵芯，轉(zhuǎn)子繞組外形就像一個鼠 籠，故稱鼠籠式轉(zhuǎn)子，如圖籠，故稱鼠籠

10、式轉(zhuǎn)子，如圖4-5（a）所示。）所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 目前中小型鼠籠式電動機一般采用鑄鋁目前中小型鼠籠式電動機一般采用鑄鋁 繞組，這種轉(zhuǎn)子是將熔化的鋁液直接澆鑄在繞組，這種轉(zhuǎn)子是將熔化的鋁液直接澆鑄在 轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并將兩端的短路環(huán)和風(fēng)扇澆鑄在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并將兩端的短路環(huán)和風(fēng)扇澆鑄在 一起，如圖一起，如圖4-5（b）所示。）所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-5 鼠籠式轉(zhuǎn)子 (a)銅的鼠籠式轉(zhuǎn)子;（b）鑄鋁的鼠籠式轉(zhuǎn)子 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 繞線式電動機的轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組一繞線式電動

11、機的轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組一 樣，是采用絕緣導(dǎo)體繞制而成，在轉(zhuǎn)子鐵芯樣，是采用絕緣導(dǎo)體繞制而成，在轉(zhuǎn)子鐵芯 槽內(nèi)嵌放對稱的三相繞組，三相轉(zhuǎn)子均連接槽內(nèi)嵌放對稱的三相繞組，三相轉(zhuǎn)子均連接 成星形，在轉(zhuǎn)軸上裝有三個滑環(huán)，滑環(huán)與滑成星形，在轉(zhuǎn)軸上裝有三個滑環(huán)，滑環(huán)與滑 環(huán)之間、滑環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都互相絕緣，三相環(huán)之間、滑環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間都互相絕緣，三相 繞組分別接到三個滑環(huán)上，靠滑環(huán)與電刷的繞組分別接到三個滑環(huán)上，靠滑環(huán)與電刷的 滑動接觸，再與外電路的三相可變電阻器相滑動接觸，再與外電路的三相可變電阻器相 接，以便改善電動機的啟動和調(diào)速性能，如接，以便改善電動機的啟動和調(diào)速性能，如 圖圖4-6所示。所示。 普通

12、高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-6 繞線式轉(zhuǎn)子及其他電路 （a）繞線式轉(zhuǎn)子;（b）轉(zhuǎn)子電路 1，3滑環(huán)；2轉(zhuǎn)子繞組；4電刷；5三相可變電阻 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 二、三相異步電動機的工作原理二、三相異步電動機的工作原理 （一）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生（一）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 三相異步電動機是利用定子繞組中三相三相異步電動機是利用定子繞組中三相 電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)的感應(yīng) 電流相互作用產(chǎn)生電磁力的原理而工作的。電流相互作用產(chǎn)生電磁力的原理而工作的。 要想了解三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理，必須要想了解三

13、相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理，必須 首先討論旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生及其性質(zhì)。首先討論旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生及其性質(zhì)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 1.三相定子繞組的連接三相定子繞組的連接 設(shè)定子鐵芯有六個槽，三相定子繞組對設(shè)定子鐵芯有六個槽，三相定子繞組對 稱分布在這六個槽內(nèi)。即三相繞組的首端稱分布在這六個槽內(nèi)。即三相繞組的首端A， B，C和末端和末端X，Y，Z在空間彼此相隔在空間彼此相隔120， 三相繞組可以接成星形也可接成三角形，假三相繞組可以接成星形也可接成三角形，假 設(shè)三相繞組接成星形，如圖設(shè)三相繞組接成星形，如圖4-7所示。所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃

14、教材規(guī)劃教材 2.三相對稱電流三相對稱電流 若把三相定子繞組接成星形接到對稱三若把三相定子繞組接成星形接到對稱三 相電源上，定子繞組中便有對稱三相電流流相電源上，定子繞組中便有對稱三相電流流 過，即過，即 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-7 三相定子繞組模型和接線示意圖 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-8 三相電流的波形 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 其波形如圖其波形如圖4-8所示。由于交流電流在定所示。由于交流電流在定 子繞組中流動的方向經(jīng)常變化，為了確定某子繞組中流動的方向經(jīng)常變化，為了確定某 一瞬

15、時電流在繞組中的流向，以便確定產(chǎn)生一瞬時電流在繞組中的流向，以便確定產(chǎn)生 的磁場方向，我們規(guī)定當(dāng)電流為正時，從首的磁場方向，我們規(guī)定當(dāng)電流為正時，從首 端流進去，從末端流出來；當(dāng)電流為負時，端流進去，從末端流出來；當(dāng)電流為負時， 則從末端流進去，從首端流出來，凡電流流則從末端流進去，從首端流出來，凡電流流 進去的那一端標(biāo)以進去的那一端標(biāo)以“ ”，電流流出來的那，電流流出來的那 一端標(biāo)以一端標(biāo)以“ ”。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 3.旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 電流流過線圈則產(chǎn)生磁場，三相交流電電流流過線圈則產(chǎn)生磁場，三相交流電 流過三相異步電動機的定子繞組會產(chǎn)生什么流過三

16、相異步電動機的定子繞組會產(chǎn)生什么 樣的磁場呢？樣的磁場呢？ （1）t=0時：電流時：電流iA=0，A相繞組無相繞組無 電流通過；電流通過；iB是負值，電流的實際方向與參考是負值，電流的實際方向與參考 方向相反，從方向相反，從Y端進、從端進、從B端出；端出；iC是正值，是正值， 電流的實際方向與參考方向相同，即從電流的實際方向與參考方向相同，即從C端進、端進、 從從Z端出。端出。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出該時刻三根據(jù)右手螺旋定則，可判斷出該時刻三 相電流所形成的合成磁場如圖相電流所形成的合成磁場如圖4-9（a）所示，）所示， 磁力線穿過

17、空氣隙和轉(zhuǎn)子鐵芯，而后經(jīng)定子磁力線穿過空氣隙和轉(zhuǎn)子鐵芯，而后經(jīng)定子 鐵芯閉合。此時的磁場相當(dāng)于一對上邊是鐵芯閉合。此時的磁場相當(dāng)于一對上邊是N極極 下邊是下邊是S極的磁極所產(chǎn)生的磁場。極的磁極所產(chǎn)生的磁場。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （2）t=120時：時：iA是正值，其實際方向是正值，其實際方向 與參考方向相同，即與參考方向相同，即A端進，端進，X端出；端出；iB=0，B 相繞組無電流通過；相繞組無電流通過；iC是負的，其實際方向與是負的，其實際方向與 參考方向相反，即參考方向相反，即Z端進、端進、C端出。這時，三相端出。這時，三相 電流所形成的合成磁場如圖電

18、流所形成的合成磁場如圖4-9（b）所示。）所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 與圖與圖4-9（a）相比，合成磁場在空間已轉(zhuǎn)）相比，合成磁場在空間已轉(zhuǎn) 過過120，相當(dāng)于磁極，相當(dāng)于磁極N經(jīng)經(jīng)120旋轉(zhuǎn)到達旋轉(zhuǎn)到達B相相 繞組的首端位置，而繞組的首端位置，而S極轉(zhuǎn)到了相對應(yīng)的極轉(zhuǎn)到了相對應(yīng)的Y位位 置。置。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （3）t=240，t=360時：同理可知，時：同理可知， 這時三相電流所形成的合成磁場在空間已轉(zhuǎn)這時三相電流所形成的合成磁場在空間已轉(zhuǎn) 過過240，360，如圖，如圖4-9（c）（）（d）所示。）所示。

19、普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-9 一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場 （a）t=0；（b）t=120；（c）t=240；（d）t=360 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 4.磁場的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)速度磁場的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)速度 （1）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。當(dāng)通以上述三相）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。當(dāng)通以上述三相 交流電時，經(jīng)過以上分析，我們會發(fā)現(xiàn)磁場交流電時，經(jīng)過以上分析，我們會發(fā)現(xiàn)磁場 的旋轉(zhuǎn)方向為順時針方向。如果改變?nèi)嘟坏男D(zhuǎn)方向為順時針方向。如果改變?nèi)嘟?流電的相序，將與三相電源連接的三根導(dǎo)線流電的相序，將與三相電源連接的三根導(dǎo)線 中的任意兩根的一端對調(diào)。中的

20、任意兩根的一端對調(diào)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （2）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。通過以上分析，）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。通過以上分析， 可發(fā)現(xiàn)三相交流電產(chǎn)生了兩磁極磁場（或稱可發(fā)現(xiàn)三相交流電產(chǎn)生了兩磁極磁場（或稱 一對極磁磁場），當(dāng)電流經(jīng)過一個周期時，一對極磁磁場），當(dāng)電流經(jīng)過一個周期時， 磁場也轉(zhuǎn)過一周，也就是說磁場的旋轉(zhuǎn)速度磁場也轉(zhuǎn)過一周，也就是說磁場的旋轉(zhuǎn)速度 與電流的轉(zhuǎn)速相同。設(shè)電流的頻率為與電流的轉(zhuǎn)速相同。設(shè)電流的頻率為f，則磁，則磁 場的轉(zhuǎn)速為場的轉(zhuǎn)速為 n0=60f r/min 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 5.兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場兩對磁極

21、的旋轉(zhuǎn)磁場 按上述條件所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場只有兩個按上述條件所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場只有兩個 磁極，即一對磁極（磁極對數(shù)磁極，即一對磁極（磁極對數(shù)P=1）。實際上）。實際上 常用多對磁極的異步電動機，如定子有常用多對磁極的異步電動機，如定子有12個個 槽，將每相繞組用兩個線圈串聯(lián)，繞組的始槽，將每相繞組用兩個線圈串聯(lián)，繞組的始 端之間相差端之間相差60空間角，并把相差空間角，并把相差180的兩的兩 個繞組首尾相串，組成一相繞組，則產(chǎn)生的個繞組首尾相串，組成一相繞組，則產(chǎn)生的 旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極，如圖旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極，如圖4-10所示，即所示，即 磁極對數(shù)磁極對數(shù)P=2。 普通高等教育普通高等教育“十

22、二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 取取t=0，t=120，t=240， t=360這幾個時刻，電流變化時，電動機這幾個時刻，電流變化時，電動機 磁場也發(fā)生旋轉(zhuǎn)。磁場也發(fā)生旋轉(zhuǎn)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 當(dāng)當(dāng)t經(jīng)過經(jīng)過120時，磁場只在空間按順時時，磁場只在空間按順時 針方向轉(zhuǎn)過針方向轉(zhuǎn)過60，電流變化一周（即，電流變化一周（即t經(jīng)過經(jīng)過 360），磁場只在空間旋轉(zhuǎn)了半周，即兩對），磁場只在空間旋轉(zhuǎn)了半周，即兩對 磁極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為磁極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 它只是一對磁極旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的一半。它只是一對磁極旋轉(zhuǎn)磁

23、場轉(zhuǎn)速的一半。 只要適當(dāng)安排三相繞組，則可產(chǎn)生三對磁極只要適當(dāng)安排三相繞組，則可產(chǎn)生三對磁極 （即（即P=3 的旋轉(zhuǎn)磁場），四對或的旋轉(zhuǎn)磁場），四對或P對磁極的旋對磁極的旋 轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)磁場。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-10 兩對磁極的磁場 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 6.總結(jié)總結(jié) （1）在對稱的三相定子繞組中通入三相）在對稱的三相定子繞組中通入三相 交流電，其合成磁場為旋轉(zhuǎn)磁場。交流電，其合成磁場為旋轉(zhuǎn)磁場。 （2）磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序有關(guān)。電）磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序有關(guān)。電 流相序為流相序為ABC時磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)；時磁

24、場順時針方向旋轉(zhuǎn)； 電流相序為電流相序為ACB時磁場逆時針方向旋轉(zhuǎn)。時磁場逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （3）對于一對磁極（）對于一對磁極（P=1）的電動機，）的電動機， 交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場恰好在空間轉(zhuǎn)過交流電變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場恰好在空間轉(zhuǎn)過 360（即一轉(zhuǎn)），若交流電每秒鐘變化（即一轉(zhuǎn)），若交流電每秒鐘變化f周周 期，則旋轉(zhuǎn)磁場每秒鐘轉(zhuǎn)期，則旋轉(zhuǎn)磁場每秒鐘轉(zhuǎn)f轉(zhuǎn)，每分鐘轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，每分鐘轉(zhuǎn)60f轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)， 即旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速即旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速 n0=60f r/min 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 對于兩對磁極（對于兩對磁極（P

25、=2）的電動機，交流電）的電動機，交流電 變化一周，通過同樣分析方法可得旋轉(zhuǎn)磁場變化一周，通過同樣分析方法可得旋轉(zhuǎn)磁場 在空間轉(zhuǎn)過在空間轉(zhuǎn)過180，交流電變化兩周，旋轉(zhuǎn)磁，交流電變化兩周，旋轉(zhuǎn)磁 場在空間才轉(zhuǎn)過場在空間才轉(zhuǎn)過360，也就是說旋轉(zhuǎn)磁場的，也就是說旋轉(zhuǎn)磁場的 轉(zhuǎn)速將減少一半，即轉(zhuǎn)速將減少一半，即 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 由此推斷，對于由此推斷，對于P對磁極電動機，旋轉(zhuǎn)磁對磁極電動機，旋轉(zhuǎn)磁 場的轉(zhuǎn)速場的轉(zhuǎn)速 （4-1） 式中，式中，n0是旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（是旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（r/min），），f是是 電源頻率（電源頻率（Hz），），P是磁極對數(shù)。上式說明，

26、是磁極對數(shù)。上式說明， 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與交流電的頻率成正比，與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與交流電的頻率成正比，與 磁極對數(shù)成反比。磁極對數(shù)成反比。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （二）三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理（二）三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理 異步電動機的轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)而異步電動機的轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)而 產(chǎn)生的，因此這種電動機又稱為產(chǎn)生的，因此這種電動機又稱為“感應(yīng)電動感應(yīng)電動 機機”。 1.磁場旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn) 當(dāng)定子繞組通以三相對稱電流后，產(chǎn)生當(dāng)定子繞組通以三相對稱電流后，產(chǎn)生 的合成磁場是兩極旋轉(zhuǎn)磁場，并以的合成磁場是兩極旋轉(zhuǎn)磁場，并以n0速度按速度按 順時針方向旋轉(zhuǎn)。順

27、時針方向旋轉(zhuǎn)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 2.轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感生電流轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感生電流 靜止的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因相對運動而切割磁感靜止的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因相對運動而切割磁感 線并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場是順時針線并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場是順時針 旋轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以逆時針切割磁感旋轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以逆時針切割磁感 線，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，用右手線，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，用右手 定則確定轉(zhuǎn)子上半部導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢方向定則確定轉(zhuǎn)子上半部導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢方向 是從里向外，用是從里向外，用“ ”表示；表示； 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)

28、劃教材 轉(zhuǎn)子下半部導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢方向是從轉(zhuǎn)子下半部導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢方向是從 外向里，用外向里，用“”表示。因為轉(zhuǎn)子是一個閉合表示。因為轉(zhuǎn)子是一個閉合 回路，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子內(nèi)有同回路，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子內(nèi)有同 電動勢的方向一致的電流。電動勢的方向一致的電流。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 3.產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁場力轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁場力F的作的作 用，用，F(xiàn)的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸 上形成電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁上形成電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的

29、方向與旋轉(zhuǎn)磁 場的方向一致。在電磁力矩的作用下，電動場的方向一致。在電磁力矩的作用下，電動 機順著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)起來。機順著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)起來。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 電動機在正常運轉(zhuǎn)時，其轉(zhuǎn)速電動機在正常運轉(zhuǎn)時，其轉(zhuǎn)速n總是稍低總是稍低 于同步轉(zhuǎn)速于同步轉(zhuǎn)速n0，因為，如果兩者相等，則轉(zhuǎn)，因為，如果兩者相等，則轉(zhuǎn) 子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，所以轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，所以轉(zhuǎn) 子導(dǎo)體就不切割磁力線，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子子導(dǎo)體就不切割磁力線，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子 電流以及電磁力矩也就都不存在。電流以及電磁力矩也就都不存在。 普通高等教育普通高等教育“十

30、二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 這樣，轉(zhuǎn)子就不可能繼續(xù)以這樣，轉(zhuǎn)子就不可能繼續(xù)以n的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。 因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速之間必須要有差因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速之間必須要有差 別，這就是異步電動機名稱的由來，如圖別，這就是異步電動機名稱的由來，如圖4- 11所示。所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-11 異步電動機工作原理 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 異步電動機同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值異步電動機同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值 與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即表示，即 （4-2） 普通高等教育普

31、通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境2 熟悉三相異步電動機熟悉三相異步電動機 的運行的運行 一、三相異步電動機的啟動一、三相異步電動機的啟動 （一）直接啟動（一）直接啟動 直接啟動是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電直接啟動是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電 動機直接接到額定電壓上的啟動方式，又叫動機直接接到額定電壓上的啟動方式，又叫 “全壓啟動全壓啟動”。直接啟動是中小型鼠籠式異步。直接啟動是中小型鼠籠式異步 電動機首選的常用啟動方法。電動機首選的常用啟動方法。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （二）降壓啟動（二）降壓啟動 在不允許直接啟動的場合，為限制啟動在

32、不允許直接啟動的場合，為限制啟動 電流，啟動時用降低電壓的方法來減小啟動電流，啟動時用降低電壓的方法來減小啟動 電流，當(dāng)啟動過程結(jié)束后，再加上全電壓運電流，當(dāng)啟動過程結(jié)束后，再加上全電壓運 行，這種啟動方法稱為降壓啟動。行，這種啟動方法稱為降壓啟動。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 顯然，由于異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電顯然，由于異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電 源電壓的平方成正比，降壓啟動必然使啟動源電壓的平方成正比，降壓啟動必然使啟動 轉(zhuǎn)矩顯著降低。因此，這種啟動方法只能用轉(zhuǎn)矩顯著降低。因此，這種啟動方法只能用 于電動機空載或輕載下啟動，常用的降壓啟于電動機空載或輕載下啟動，

33、常用的降壓啟 動方法有兩種。動方法有兩種。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 1.Y-換接啟動換接啟動 如圖如圖4-12所示的所示的Y-換接啟動是在啟動換接啟動是在啟動 時將定子繞組連接成星形，通電后電動機運時將定子繞組連接成星形，通電后電動機運 轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成 三角形，其優(yōu)點是啟動電流為全壓啟動時的三角形，其優(yōu)點是啟動電流為全壓啟動時的1 3；缺點是啟動轉(zhuǎn)矩均為全壓啟動時的；缺點是啟動轉(zhuǎn)矩均為全壓啟動時的13。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 常適用于正常運行時定子繞組是三角形常適

34、用于正常運行時定子繞組是三角形 連接，且每相繞組都有兩個引出端子的電動連接，且每相繞組都有兩個引出端子的電動 機的范圍內(nèi)。機的范圍內(nèi)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-12 Y-換接啟動 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 2.自耦降壓啟動自耦降壓啟動 自耦降壓啟動，如圖自耦降壓啟動，如圖4-13所示，對正常所示，對正常 運行時為運行時為Y形接線及要求啟動容量較大的電動形接線及要求啟動容量較大的電動 機，不能采用機，不能采用Y-啟動法的電動機，常采用啟動法的電動機，常采用 自耦變壓器啟動方法，利用三相自耦變壓器自耦變壓器啟動方法，利用三相自

35、耦變壓器 將電動機在啟動過程中的端電壓降低，以達將電動機在啟動過程中的端電壓降低，以達 到減小啟動電流的目的。到減小啟動電流的目的。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 自耦變壓器備有自耦變壓器備有40，60，80等多等多 種抽頭，使用時要根據(jù)電動機啟動轉(zhuǎn)矩的要種抽頭，使用時要根據(jù)電動機啟動轉(zhuǎn)矩的要 求具體選擇。自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點是求具體選擇。自耦變壓器降壓啟動的優(yōu)點是 不受電動機繞組接線方法的限制，可按照允不受電動機繞組接線方法的限制，可按照允 許的啟動電流和所需的啟動轉(zhuǎn)矩選擇不同的許的啟動電流和所需的啟動轉(zhuǎn)矩選擇不同的 抽頭，這種方法常用于啟動容量較大的電動抽頭

36、，這種方法常用于啟動容量較大的電動 機，如圖機，如圖4-14所示。所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-13 自耦降壓啟動 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-14 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電阻啟動 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 3.繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加 電阻后啟動電阻后啟動 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電 阻后啟動，既可以降低啟動電流，又可以增阻后啟動，既可以降低啟動電流，又可以增 大啟動轉(zhuǎn)矩。所以它常用于要求啟動

37、電流不大啟動轉(zhuǎn)矩。所以它常用于要求啟動電流不 大而啟動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上，如卷揚機、大而啟動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上，如卷揚機、 起重機等，啟動過程結(jié)束后，將啟動電阻逐起重機等，啟動過程結(jié)束后，將啟動電阻逐 段切除。段切除。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 二、三相異步電動機的制動二、三相異步電動機的制動 因為電動機的轉(zhuǎn)動部分有慣性，所以把因為電動機的轉(zhuǎn)動部分有慣性，所以把 電源切斷后，電動機會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定時間后電源切斷后，電動機會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定時間后 停止。為了縮短輔助工時，提高生產(chǎn)機械的停止。為了縮短輔助工時，提高生產(chǎn)機械的 生產(chǎn)率和安全起見，往往要求電動機能夠迅生產(chǎn)

38、率和安全起見，往往要求電動機能夠迅 速停止和反轉(zhuǎn)，這就需要對電動機制動。對速停止和反轉(zhuǎn)，這就需要對電動機制動。對 電動機制動，也就是要求它的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的電動機制動，也就是要求它的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)動方向相反，這時的轉(zhuǎn)矩稱為制動轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)動方向相反，這時的轉(zhuǎn)矩稱為制動轉(zhuǎn)矩。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （一）能耗制動（一）能耗制動 電動機定子繞組切斷三相電源后迅速接電動機定子繞組切斷三相電源后迅速接 通直流電源。感應(yīng)電流與直流電產(chǎn)生的固定通直流電源。感應(yīng)電流與直流電產(chǎn)生的固定 磁場相互作用，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動磁場相互作用，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動 機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相

39、反，起到制動作用，如圖機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反，起到制動作用，如圖 4-15所示。其特點是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，但需所示。其特點是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，但需 要額外的直流電源。要額外的直流電源。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-15 能耗制動示意圖 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （二）反接制動（二）反接制動 電動機停止時將三相電源中的任意兩相電動機停止時將三相電源中的任意兩相 對調(diào)，使電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場改變方向，對調(diào)，使電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場改變方向， 電磁轉(zhuǎn)矩方向也隨之改變，稱為制動轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩方向也隨之改變，稱為制動轉(zhuǎn)矩， 如圖如圖4-16所示。

40、所示。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-16 反接制動示意圖 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （三）發(fā)電反饋制動（三）發(fā)電反饋制動 電動機轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，電電動機轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，電 磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子的運動方向相反，從而磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子的運動方向相反，從而 限制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，起到了制動作用，如圖限制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，起到了制動作用，如圖4- 17所示。因為當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)所示。因為當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn) 速時，有電能從電動機的定子返回給電源，速時，有電能從電動機的定子返回給電源， 實際上這時電動機已經(jīng)轉(zhuǎn)入發(fā)電

41、機運行，所實際上這時電動機已經(jīng)轉(zhuǎn)入發(fā)電機運行，所 以，這種制動稱為發(fā)電反饋制動。以，這種制動稱為發(fā)電反饋制動。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-17 發(fā)電反饋制動示意圖 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 三、三相異步電動機的調(diào)速三、三相異步電動機的調(diào)速 三相異步電動機的轉(zhuǎn)速為三相異步電動機的轉(zhuǎn)速為 由此式可知，由此式可知，s，f，P都能影響速度都能影響速度n的的 大小，只要改變其中的某一項的大小，就可大小，只要改變其中的某一項的大小，就可 改變轉(zhuǎn)速的大小，也就是說異步電動機調(diào)整改變轉(zhuǎn)速的大小，也就是說異步電動機調(diào)整 速度有三種方法調(diào)速。速

42、度有三種方法調(diào)速。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （一）變極調(diào)速（一）變極調(diào)速 通過改變電動機的定子繞組所形成的磁通過改變電動機的定子繞組所形成的磁 極對數(shù)極對數(shù)P來調(diào)速。因為磁極對數(shù)只能是按來調(diào)速。因為磁極對數(shù)只能是按1，2， 3等的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動等的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動 機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 從異步電動機的結(jié)構(gòu)中知道，三相異步從異步電動機的結(jié)構(gòu)中知道，三相異步 電動機定子的磁極對數(shù)決定于定子繞組的布電動機定子的磁極對數(shù)決定于

43、定子繞組的布 置和連接方法，改變磁極數(shù)目，可以在定子置和連接方法，改變磁極數(shù)目，可以在定子 上裝置兩套獨立繞組，每套繞組有各自的磁上裝置兩套獨立繞組，每套繞組有各自的磁 極對數(shù)，所以可制成具有雙速、三速或四速極對數(shù)，所以可制成具有雙速、三速或四速 等不同轉(zhuǎn)速的多速電動機。等不同轉(zhuǎn)速的多速電動機。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （二）變頻調(diào)速（二）變頻調(diào)速 三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速為三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速為 從上式可知，改變?nèi)喈惒诫妱訖C電源從上式可知，改變?nèi)喈惒诫妱訖C電源 頻率頻率f，就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，以，就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，以 達到調(diào)速的

44、目的，如圖達到調(diào)速的目的，如圖4-18所示。變頻調(diào)速所示。變頻調(diào)速 時可以從基頻向下調(diào)，也可以從基頻向上調(diào)。時可以從基頻向下調(diào)，也可以從基頻向上調(diào)。 變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，具有機械特性曲線變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，具有機械特性曲線 較硬的特點。較硬的特點。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 變頻調(diào)速是通過改變鼠籠式異步電動機變頻調(diào)速是通過改變鼠籠式異步電動機 定子繞組的供電頻率定子繞組的供電頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速來改變同步轉(zhuǎn)速n0而實而實 現(xiàn)調(diào)速的。如能均勻地改變供電頻率現(xiàn)調(diào)速的。如能均勻地改變供電頻率f，則電，則電 動機的同步轉(zhuǎn)速動機的同步轉(zhuǎn)速n0及電動機的轉(zhuǎn)速及電動機的轉(zhuǎn)

45、速n均可以平均可以平 滑地改變?；馗淖?。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 在交流異步電動機的諸多調(diào)速方法中，在交流異步電動機的諸多調(diào)速方法中， 變頻調(diào)速的性能最好，其特點是調(diào)速范圍大、變頻調(diào)速的性能最好，其特點是調(diào)速范圍大、 穩(wěn)定性好、運行效率高。目前已有多種系列穩(wěn)定性好、運行效率高。目前已有多種系列 的通用變頻器問世，由于使用方便，可靠性的通用變頻器問世，由于使用方便，可靠性 高且經(jīng)濟效益顯著，得到了廣泛的應(yīng)用。高且經(jīng)濟效益顯著，得到了廣泛的應(yīng)用。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 目前主要采用如圖目前主要采用如圖4-18所示的通用變頻調(diào)所

46、示的通用變頻調(diào) 速裝置。它主要由整流器和逆變器兩大部分速裝置。它主要由整流器和逆變器兩大部分 組成。整流器先將頻率組成。整流器先將頻率f為為50 Hz的三相交流的三相交流 電變換為直流電，再由逆變器變換為頻率電變換為直流電，再由逆變器變換為頻率f1可可 調(diào)、電壓有效值調(diào)、電壓有效值U1也可調(diào)的三相交流電，供也可調(diào)的三相交流電，供 給三相鼠籠式電動機。由此可使電動機達到給三相鼠籠式電動機。由此可使電動機達到 無級調(diào)速，并具有較好的機械特性。無級調(diào)速，并具有較好的機械特性。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-18 變頻調(diào)速原理 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”

47、規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （三）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（三）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 通過改變轉(zhuǎn)子繞組中串接調(diào)速電阻的大通過改變轉(zhuǎn)子繞組中串接調(diào)速電阻的大 小來調(diào)整轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)平滑調(diào)速的，又稱為小來調(diào)整轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)平滑調(diào)速的，又稱為“變變 阻調(diào)速阻調(diào)速”。調(diào)速電阻的接法與啟動電阻相同，。調(diào)速電阻的接法與啟動電阻相同， 這種方法只適用于繞線式異步電動機，其優(yōu)這種方法只適用于繞線式異步電動機，其優(yōu) 點是有一定的調(diào)速范圍、調(diào)速平滑、方法簡點是有一定的調(diào)速范圍、調(diào)速平滑、方法簡 便；缺點是串接電阻要有大量的功率損耗，便；缺點是串接電阻要有大量的功率損耗， 不經(jīng)濟；在空載或輕載時，調(diào)速范圍很小，不經(jīng)濟；在空載或輕載時，調(diào)速范圍很小， 幾

48、乎不能調(diào)速。幾乎不能調(diào)速。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 因此，這種方法主要用在調(diào)速范圍不大，因此，這種方法主要用在調(diào)速范圍不大， 不會在低速下長期運轉(zhuǎn)的中、小型電動機中，不會在低速下長期運轉(zhuǎn)的中、小型電動機中， 如橋式起重機、卷揚機等。如橋式起重機、卷揚機等。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 四、三相異步電動機的反轉(zhuǎn)四、三相異步電動機的反轉(zhuǎn) 因為三相異步電動機的轉(zhuǎn)動方向是由旋因為三相異步電動機的轉(zhuǎn)動方向是由旋 轉(zhuǎn)磁場的方向決定的，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向取轉(zhuǎn)磁場的方向決定的，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向取 決于定子繞組中通入三相電流的相序。決于定子繞組中通入

49、三相電流的相序。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 所以，要改變?nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)動方所以，要改變?nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)動方 向，只要將電動機三相供電電源中的任意兩向，只要將電動機三相供電電源中的任意兩 相對調(diào)，這時接到電動機定子繞組的電流相相對調(diào)，這時接到電動機定子繞組的電流相 序被改變，旋轉(zhuǎn)磁場的方向也被改變，電動序被改變，旋轉(zhuǎn)磁場的方向也被改變，電動 機就實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。機就實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境3 掌握三相異步電動機掌握三相異步電動機 的銘牌和選擇的銘牌和選擇 一、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)一、三相異步電動

50、機的銘牌數(shù)據(jù) 制造廠按國標(biāo)而規(guī)定的電動機在正常工制造廠按國標(biāo)而規(guī)定的電動機在正常工 作條件下的運行狀態(tài)稱為異步電動機的額定作條件下的運行狀態(tài)稱為異步電動機的額定 運行狀態(tài)，表示電動機額定運行情況的各種運行狀態(tài)，表示電動機額定運行情況的各種 數(shù)據(jù)如電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速等，稱為電數(shù)據(jù)如電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速等，稱為電 動機的額定值，額定值一般標(biāo)記在電動機的動機的額定值，額定值一般標(biāo)記在電動機的 銘牌或產(chǎn)品說明書中。銘牌或產(chǎn)品說明書中。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 現(xiàn)以現(xiàn)以Y132M4型電動機的銘牌為例進行型電動機的銘牌為例進行 說明，其銘牌如圖說明，其銘牌如圖4-1

51、9所示。所示。 （1）型號。型號表示電動機的類型和規(guī)）型號。型號表示電動機的類型和規(guī) 格的代號，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電機型號用漢語格的代號，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電機型號用漢語 拼音大寫字母及國際通用符號和阿拉伯?dāng)?shù)字拼音大寫字母及國際通用符號和阿拉伯?dāng)?shù)字 組成。組成。 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 圖4-19 三相異步電動機銘牌 普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材 （2）功率。電動機在銘牌規(guī)定條件下正）功率。電動機在銘牌規(guī)定條件下正 常工作時轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，稱為額定常工作時轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，稱為額定 功率或容量。功率或容量。 （3）電壓。電壓表示電動機在額定運行）電壓。電壓表示電動機在額定運行 時定子繞組外加電源線電壓，通常為時定子繞組外加電源線電壓，通常為380 V。 普通