船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 第四章

1、船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第四章第四章 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 本章概述本章概述 交流電機(jī)主要分同步電機(jī)和異步電機(jī)。交流電機(jī)主要分同步電機(jī)和異步電機(jī)。 交流異步電動(dòng)機(jī)的可將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而拖交流異步電動(dòng)機(jī)的可將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而拖 動(dòng)機(jī)械負(fù)載。與直流電機(jī)及其他電動(dòng)機(jī)相比較，異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)械負(fù)載。與直流電機(jī)及其他電動(dòng)機(jī)相比較，異步電動(dòng) 機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù) 保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。目前船舶上幾乎所有的甲板機(jī)械及機(jī)艙保養(yǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)。目前船舶上幾乎所有的甲板機(jī)械

2、及機(jī)艙 輔機(jī)動(dòng)力電動(dòng)機(jī)都采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，而對(duì)于一輔機(jī)動(dòng)力電動(dòng)機(jī)都采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，而對(duì)于一 些需要進(jìn)行變速控制的拖動(dòng)設(shè)備，如起貨機(jī)、錨機(jī)等，目些需要進(jìn)行變速控制的拖動(dòng)設(shè)備，如起貨機(jī)、錨機(jī)等，目 前也正逐步采用三相異步電動(dòng)機(jī)來替代其它動(dòng)力設(shè)備。異前也正逐步采用三相異步電動(dòng)機(jī)來替代其它動(dòng)力設(shè)備。異 步電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率，步電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率， 而輕載時(shí)功率因數(shù)較低，這對(duì)船舶電網(wǎng)以及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行而輕載時(shí)功率因數(shù)較低，這對(duì)船舶電網(wǎng)以及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 較為不利。本章主要介紹異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。較為不利。本章主要介紹異步電動(dòng)機(jī)

3、的結(jié)構(gòu)及工作原理。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第四章第四章 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī) 本章主要講解內(nèi)容本章主要講解內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù) 第二節(jié)第二節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與工作原理異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與工作原理 第三節(jié)第三節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子電路異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子電路 第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 第五節(jié)第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性與選擇三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性與選擇 第六節(jié)第六節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 船舶電氣設(shè)

4、備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與銘牌數(shù)據(jù) 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式不同分為鼠籠式和三相異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式不同分為鼠籠式和 繞線式兩種，船舶上大多采用鼠籠式。繞線式兩種，船舶上大多采用鼠籠式。圖圖4-1為一臺(tái)為一臺(tái) 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分解圖。鼠籠式異步電三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)分解圖。鼠籠式異步電 動(dòng)機(jī)主要由兩個(gè)基本部分組成：靜止不動(dòng)的定子和可動(dòng)機(jī)主要由兩個(gè)基本部分組成：靜止不動(dòng)的定子和可 以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)

5、子之間有一很窄的空氣隙。以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子之間有一很窄的空氣隙。 此外還有支撐轉(zhuǎn)子的端蓋等。此外還有支撐轉(zhuǎn)子的端蓋等。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-1 4-1 三相鼠籠式異步三相鼠籠式異步 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 1.定子定子 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子主要是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。它三相異步電動(dòng)機(jī)的定子主要是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。它 由機(jī)座（外殼）、定子鐵心和定子繞組三部分組成。由機(jī)座（外殼）、定子鐵心和定子繞組三部分組成。 （1）機(jī)座與端蓋：機(jī)座是用來安裝

6、定子鐵心和固定整）機(jī)座與端蓋：機(jī)座是用來安裝定子鐵心和固定整 個(gè)電動(dòng)機(jī)用的，一般用鑄鐵或鑄鋼制成。機(jī)座也是散熱個(gè)電動(dòng)機(jī)用的，一般用鑄鐵或鑄鋼制成。機(jī)座也是散熱 部件，其外表面有散熱片。端蓋固定在機(jī)座上，端蓋上部件，其外表面有散熱片。端蓋固定在機(jī)座上，端蓋上 設(shè)有軸承室，以放置軸承并支撐轉(zhuǎn)子。設(shè)有軸承室，以放置軸承并支撐轉(zhuǎn)子。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （2）定子鐵心：定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由）定子鐵心：定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由 于異步電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)定于異步電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)定 子以

7、一定的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，定子鐵心中的磁通的大子以一定的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，定子鐵心中的磁通的大 小及方向都是變化的。小及方向都是變化的。 定子、轉(zhuǎn)子鐵芯如圖定子、轉(zhuǎn)子鐵芯如圖4-2所示。所示。 異步電動(dòng)機(jī)常用的定子鐵心槽的形狀如圖異步電動(dòng)機(jī)常用的定子鐵心槽的形狀如圖4-3示。示。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-3 4-3 定子槽形及槽內(nèi)線圈布置定子槽形及槽內(nèi)線圈布置圖圖4-2 異步電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子鐵異步電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子鐵 芯形狀芯形狀 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （3）定子繞組：定子繞組

8、是定子中的電路部分。定子）定子繞組：定子繞組是定子中的電路部分。定子 繞組為三相繞組，即三個(gè)完全相同的獨(dú)立繞組，一繞組為三相繞組，即三個(gè)完全相同的獨(dú)立繞組，一 般采用漆包線繞制。般采用漆包線繞制。 定子繞組的兩種接線方法如圖定子繞組的兩種接線方法如圖4-4所示。所示。 接電源接電源 圖圖4-4 4-4 三相異步電動(dòng)機(jī)接線盒三相異步電動(dòng)機(jī)接線盒 1U 2U 2W 1W 2V 1V 2W 2U 2V 1U 1U 1V 1V 1W 1W 2W 2U 2V 2W 1U 1W 2V 2U 2U 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)

9、的旋轉(zhuǎn)部分，其作用是在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，其作用是在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作 用下獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械一同轉(zhuǎn)動(dòng)。異步用下獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械一同轉(zhuǎn)動(dòng)。異步 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞線式兩種型式。兩種轉(zhuǎn)子均包電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有鼠籠式和繞線式兩種型式。兩種轉(zhuǎn)子均包 括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、軸承、滑環(huán)（僅限繞線式括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、軸承、滑環(huán)（僅限繞線式 中有）等。中有）等。 （1）轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心用厚度為）轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心用厚度為0.5mm硅鋼片疊硅鋼片疊 成，壓裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子硅鋼片形狀如圖成，壓裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子硅鋼片形狀如圖4-2（b）所示。）所示。 以

10、此片疊成的鐵心外圓的表面有均勻分布且與轉(zhuǎn)軸平行的以此片疊成的鐵心外圓的表面有均勻分布且與轉(zhuǎn)軸平行的 糟，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。糟，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （2）鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組：鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是裸銅條或由）鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組：鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是裸銅條或由 鑄鋁制成。銅條繞組是把裸銅條插入轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，兩端鑄鋁制成。銅條繞組是把裸銅條插入轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，兩端 用兩個(gè)端環(huán)焊成通路，參見圖用兩個(gè)端環(huán)焊成通路，參見圖4-5。鑄鋁繞組是將鋁熔化。鑄鋁繞組是將鋁熔化 后澆鑄到轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，兩個(gè)端環(huán)及冷卻用的風(fēng)翼也同時(shí)后澆鑄到轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，兩

11、個(gè)端環(huán)及冷卻用的風(fēng)翼也同時(shí) 鑄成。一般小型籠式異步電動(dòng)機(jī)都采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。鑄成。一般小型籠式異步電動(dòng)機(jī)都采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （3）繞線式轉(zhuǎn)子繞組：繞線式轉(zhuǎn)子繞組是由漆包銅）繞線式轉(zhuǎn)子繞組：繞線式轉(zhuǎn)子繞組是由漆包銅 線繞成的三個(gè)完全相同的線圈嵌放到轉(zhuǎn)子鐵心的槽口內(nèi)。線繞成的三個(gè)完全相同的線圈嵌放到轉(zhuǎn)子鐵心的槽口內(nèi)。 另一端分別接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)（也稱集電環(huán)）另一端分別接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)（也稱集電環(huán)） 上，滑環(huán)間和滑環(huán)與轉(zhuǎn)軸間要絕緣?；h(huán)上固定著電刷。上，滑環(huán)間和滑環(huán)與轉(zhuǎn)軸間要絕緣?；h(huán)上固定著電刷。 通

12、過滑環(huán)、電刷將轉(zhuǎn)子繞組電路與外電路相連。通常外電通過滑環(huán)、電刷將轉(zhuǎn)子繞組電路與外電路相連。通常外電 路是呈星形連接的電阻，如圖路是呈星形連接的電阻，如圖 4-6 所示。通過轉(zhuǎn)子電路所示。通過轉(zhuǎn)子電路 接接 入適當(dāng)?shù)母郊与娮韪纳飘惒诫妱?dòng)機(jī)的起動(dòng)性能（增大起動(dòng)入適當(dāng)?shù)母郊与娮韪纳飘惒诫妱?dòng)機(jī)的起動(dòng)性能（增大起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩，減小起動(dòng)電流）或調(diào)速性能（通過改變外接電阻的轉(zhuǎn)矩，減小起動(dòng)電流）或調(diào)速性能（通過改變外接電阻的 阻值改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）。阻值改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）。 圖圖4-7 為繞線式異步電動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)圖。為繞線式異步電動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)圖。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程

13、學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-5 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-6 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-7 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的外形結(jié)構(gòu) 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3.氣隙氣隙 異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間有一很窄的空氣隙。中異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間有一很窄的空氣隙。中 小型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為小型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一

14、般為0.21.0 mm 。氣隙的大。氣隙的大 小直接關(guān)系到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。通常，氣隙越小，電動(dòng)小直接關(guān)系到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。通常，氣隙越小，電動(dòng) 機(jī)磁路中的磁阻越小，產(chǎn)生一定量磁通所需要的勵(lì)磁電流機(jī)磁路中的磁阻越小，產(chǎn)生一定量磁通所需要的勵(lì)磁電流 就小，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能越好。就小，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能越好。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的外殼上都有裝有一塊銘牌，該銘牌上在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的外殼上都有裝有一塊銘牌，該銘牌上 標(biāo)出這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要包括下列幾標(biāo)出這臺(tái)電動(dòng)

15、機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)主要包括下列幾 項(xiàng)：項(xiàng)： 1.型號(hào)型號(hào) 2.額定電壓額定電壓 3.額定電流額定電流 4.額定功率因數(shù)額定功率因數(shù) 5.額定功率額定功率 6.額定頻率額定頻率 7.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 8.工作方式工作方式 9.接法接法 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第二節(jié)第二節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與工作原理異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與工作原理 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 1. 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 以兩極三相異步電動(dòng)機(jī)為例，如以兩極三相異步電動(dòng)機(jī)為例，如圖圖4-8所示，三相異所示，三相異 步電動(dòng)機(jī)

16、的定子繞組是結(jié)構(gòu)完全相同的三相繞組，三相繞步電動(dòng)機(jī)的定子繞組是結(jié)構(gòu)完全相同的三相繞組，三相繞 組的首、末端分別用組的首、末端分別用U1 - U2、V1 -V2、W1 -W2表示，表示， 在制作時(shí)三相繞組沿定子鐵心內(nèi)圓周均勻而對(duì)稱地放置在在制作時(shí)三相繞組沿定子鐵心內(nèi)圓周均勻而對(duì)稱地放置在 內(nèi)。所謂對(duì)稱，即三相線圈的首端（或末端）在定子內(nèi)圓內(nèi)。所謂對(duì)稱，即三相線圈的首端（或末端）在定子內(nèi)圓 周上彼此相隔周上彼此相隔120，圖圖4-8（a）所示。為分析方便，所示。為分析方便， 每相繞組用一匝線圈代替，三相繞組將分布在六個(gè)槽口每相繞組用一匝線圈代替，三相繞組將分布在六個(gè)槽口 中。三相線圈根據(jù)需要可以接

17、成星形或者三角形，中。三相線圈根據(jù)需要可以接成星形或者三角形，圖圖4-8 （b）將它們作星形聯(lián)接（把三個(gè)末端將它們作星形聯(lián)接（把三個(gè)末端U2、V2、W2并接并接 在一起）。在一起）。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-8 異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組與三相電流異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組與三相電流 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 當(dāng)對(duì)稱三相交流電源接入三相繞組的當(dāng)對(duì)稱三相交流電源接入三相繞組的U U1 1 、 、V V1 1 、W W1 1 端后，三相定子繞組中便有三相對(duì)稱電流端后，三相定子繞組中便有

18、三相對(duì)稱電流i iA A、 i iB B和和i iC C流流 入，三相對(duì)稱電流分別為入，三相對(duì)稱電流分別為 其波形及相位關(guān)系如圖其波形及相位關(guān)系如圖4-8(c) 4-8(c) 所示。設(shè)三相電流的正方所示。設(shè)三相電流的正方 向是從繞組的首端流人（用向是從繞組的首端流人（用表示），末端流出（用表示），末端流出（用表表 示）。下面從幾個(gè)不同瞬間來分析三相交流電流流過定子示）。下面從幾個(gè)不同瞬間來分析三相交流電流流過定子 繞組所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)。繞組所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)。 )t(Ii )t(Ii tIi 120sin 120sin sin mC mB mA 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)

19、工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 o t t = 0= 0時(shí)，時(shí)， i iA A = 0 = 0，U U相繞組中沒有電流；相繞組中沒有電流； i iB B是負(fù)是負(fù) 值，即值，即V V相繞組中電流由相繞組中電流由 V V2 2端流進(jìn)，端流進(jìn)， V V1 1端流出；端流出； i iC C為正為正 值，即電流從值，即電流從 W W1 1端流進(jìn)，端流進(jìn)， W W2 2端流出。根據(jù)右手螺旋定端流出。根據(jù)右手螺旋定 則，可確定合成磁場(chǎng)磁軸的方向則，可確定合成磁場(chǎng)磁軸的方向如圖如圖4-94-9（a a）所示。所示。 ot t = 60= 60時(shí)，時(shí)，i iC C= 0= 0； i iA A為正值，電流由為正

20、值，電流由U U1 1 端流 端流 進(jìn)，進(jìn)， U U2 2端流出；端流出； i iB B為負(fù)值，電流由為負(fù)值，電流由V V2 2端流進(jìn)，端流進(jìn)， V V1 1 端流端流 出，此時(shí)合成磁場(chǎng)出，此時(shí)合成磁場(chǎng)如圖如圖4-94-9（b b）所示。相比所示。相比t t = 0= 0時(shí)時(shí) 刻，合成磁場(chǎng)在空間按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了刻，合成磁場(chǎng)在空間按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了6060。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 ott= 90= 90時(shí)，時(shí)， i iA A為正值，而為正值，而 i iB B 、 、 i iC C 均為負(fù)值，同均為負(fù)值，同 理可得合成磁場(chǎng)的方向如理可

21、得合成磁場(chǎng)的方向如圖圖4-94-9（c c）所示。與所示。與t t = 0= 0時(shí)時(shí) 刻相比，合成磁場(chǎng)在空間按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了刻相比，合成磁場(chǎng)在空間按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了9090。由此。由此 可見，隨著定子繞組中的三相電流隨時(shí)間不斷變化，它所可見，隨著定子繞組中的三相電流隨時(shí)間不斷變化，它所 產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)則在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)則在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如同一對(duì)磁極在空間旋轉(zhuǎn)所起得作用是一樣這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如同一對(duì)磁極在空間旋轉(zhuǎn)所起得作用是一樣 的。的。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （a）t =

22、 0 （b）t = 60 （c）t = 90 圖圖4-9 4-9 一對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成一對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)必須滿足兩個(gè)條件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)必須滿足兩個(gè)條件： （1）至少要有兩個(gè)定子繞組，這些繞組之間要有空間）至少要有兩個(gè)定子繞組，這些繞組之間要有空間 相位差；相位差； （2）通入這些繞組中的正弦交變電流之間要有時(shí)間相）通入這些繞組中的正弦交變電流之間要有時(shí)間相 位差。位差。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向 將相序

23、為將相序?yàn)锳BCABC的三相電壓對(duì)應(yīng)接入三相繞組的三相電壓對(duì)應(yīng)接入三相繞組U U、 V V、W W后，三相繞組中電流達(dá)到最大值的順序是：先是后，三相繞組中電流達(dá)到最大值的順序是：先是 U U 相電流相電流 i iA A 、其次是、其次是V V 相的電流相的電流i iB B ，再次是，再次是 W W 相的電流相的電流 i iC C。由。由圖圖4-9 4-9 可看出：磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由可看出：磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由 U U 相線相線 圈平面（圈平面（ U U1 1 - - U U2 2 ）經(jīng) ）經(jīng) V V 相線圈平面（相線圈平面（ V V1 1 -V -V2 2 ）轉(zhuǎn)向）轉(zhuǎn)向W W 相線圈平面

24、（相線圈平面（ W W1 1 -W -W2 2 ）。由此可見，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向是與 ）。由此可見，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向是與 三相繞組中電流達(dá)到最大值的順序是一致的，或者說旋轉(zhuǎn)三相繞組中電流達(dá)到最大值的順序是一致的，或者說旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由三相繞組中所通入電流的相序決定的。磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由三相繞組中所通入電流的相序決定的。 若要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，只需把接入定子繞組的電若要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，只需把接入定子繞組的電 源相序改變即可。源相序改變即可。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 （a）t = 0 （b）t = 60 （c）t = 90 圖圖4-9 一

25、對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成一對(duì)極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3.3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)之間的關(guān)系旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)之間的關(guān)系 在兩極（一對(duì)磁極）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的分析中我們知道，在兩極（一對(duì)磁極）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的分析中我們知道， 當(dāng)定子繞組中電流變化一周時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)了一周，若當(dāng)定子繞組中電流變化一周時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)了一周，若 電流的頻率為電流的頻率為f f1 1，則電流每秒變化，則電流每秒變化f f1 1周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 為為f f1 1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /秒。通常轉(zhuǎn)速是以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)秒。通常轉(zhuǎn)速是以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)

26、(r/min)計(jì)算，若計(jì)算，若 以以n n0 0表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，則有表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，則有 當(dāng)當(dāng)f f1 1 50 Hz ,50 Hz ,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為 3 000 3 000 r/min r/min 。 01 60nf 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-10 四極異步電動(dòng)機(jī)定子繞組四極異步電動(dòng)機(jī)定子繞組 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 設(shè)電流的頻率為設(shè)電流的頻率為 f1 ，電流每分鐘變化的周數(shù)為，電流每分鐘變化的周數(shù)為 60 f1,故每分鐘旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過故每分鐘

27、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過（60 f1 ）/p轉(zhuǎn)，故旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)，故旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的 轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)速為： 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0又稱異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，其又稱異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，其 單位為單位為r/min。因?yàn)殡娫吹念l率和磁極對(duì)數(shù)通常是固定。因?yàn)殡娫吹念l率和磁極對(duì)數(shù)通常是固定 的，所以一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速的，所以一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0 是一個(gè)不變的是一個(gè)不變的 常數(shù)。常數(shù)。表表4-1 列出了電源頻率為列出了電源頻率為 50Hz 和和60 Hz時(shí)異步時(shí)異步 電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 1 0 60 f n p 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 20

28、21-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 表表4-1 電源頻率為電源頻率為50Hz和和60Hz時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系與磁極對(duì)數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 p123456 n0 （f =50Hz） 300015001000750600500 n0 （f =60Hz） 360018001200900720600 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 二、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理二、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理可以用圖異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理可以用圖4-12說明。說明。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，當(dāng)旋

29、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方 向反向時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子也跟著反轉(zhuǎn)。向反向時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子也跟著反轉(zhuǎn)。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是基于電磁感應(yīng)，故又稱之為感應(yīng)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是基于電磁感應(yīng)，故又稱之為感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 三、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率三、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止的空間的轉(zhuǎn)速分別為設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止的空間的轉(zhuǎn)速分別為n0 、 n，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的的相對(duì)轉(zhuǎn)速差為，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的的相對(duì)轉(zhuǎn)速差為 n= n0 n,它它 與同步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速n0的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)

30、的轉(zhuǎn)差率，用的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用s表示，表示， 則有則有: 轉(zhuǎn)差率常用百分率表示，即有轉(zhuǎn)差率常用百分率表示，即有 0 0 nn s n % n nn %s100 0 0 % n n n %s100 0 0 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 計(jì)算轉(zhuǎn)差率公式還可以改寫為或計(jì)算轉(zhuǎn)差率公式還可以改寫為或 或或 異步電動(dòng)機(jī)還可能工作于其它非電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，如轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)還可能工作于其它非電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，如轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nnnn0 0 , , 轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)差率為 s 0s1, s1的電磁制動(dòng)狀態(tài)。的電磁制動(dòng)狀態(tài)。 00 nnsn 0 1n(s)n 船舶

31、電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 一、定子電路中各電量的關(guān)系一、定子電路中各電量的關(guān)系 1.定子電路中感應(yīng)電勢(shì)定子電路中感應(yīng)電勢(shì) 由前一節(jié)可知三相定子繞組接通交流電源后，定子三由前一節(jié)可知三相定子繞組接通交流電源后，定子三 相對(duì)稱電流在電動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。其磁場(chǎng)相對(duì)稱電流在電動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。其磁場(chǎng) 的磁通分兩部分，其中大部分同時(shí)穿過定子和轉(zhuǎn)子繞組，的磁通分兩部分，其中大部分同時(shí)穿過定子和轉(zhuǎn)子繞組， 稱為主磁通；另有少量漏磁通分別穿過定子繞組和轉(zhuǎn)子繞稱為主磁通；另有少量漏磁通分別穿過定子繞組和轉(zhuǎn)子繞 組，組，如圖如圖 4-1

32、4所示。所示。 主磁通在定子繞組感應(yīng)電勢(shì)主磁通在定子繞組感應(yīng)電勢(shì) 相位上比主磁通相位上比主磁通 滯后滯后 90 ，其有效值為，其有效值為 1 E 1111 444kNf.E 第三節(jié)第三節(jié) 異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子電路異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子電路 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 定子 轉(zhuǎn)子 圖圖4-14 4-14 主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.定子電路電壓平衡方程定子電路電壓平衡方程 異步電動(dòng)機(jī)的定子電路的電壓平衡方程為異步電動(dòng)機(jī)的定子電路的電壓平衡方程為 式中

33、式中 是定子一相繞組漏阻抗。由于是定子一相繞組漏阻抗。由于 和和 很小，在定量分析時(shí)，常可忽略不計(jì)。因此很小，在定量分析時(shí)，常可忽略不計(jì)。因此 , 即：即： 圖圖4-15的左半部分是三相異步電動(dòng)機(jī)定子的等效電路。的左半部分是三相異步電動(dòng)機(jī)定子的等效電路。 1 R 11111 1111111 UEEI R EjI XI REI Z 1111 ()ZI RjX 11 UE 11111 444kNf.EU 1 X 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 二、轉(zhuǎn)子電路中各電量的關(guān)系二、轉(zhuǎn)子電路中各電量的關(guān)系 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)閉合的轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁三相異

34、步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)閉合的轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)，且在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)場(chǎng)，且在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì) ，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流 ，因，因 轉(zhuǎn)子中還存在轉(zhuǎn)子漏感電勢(shì)和轉(zhuǎn)子繞組電阻壓降，其等效轉(zhuǎn)子中還存在轉(zhuǎn)子漏感電勢(shì)和轉(zhuǎn)子繞組電阻壓降，其等效 電路與變壓器副邊短路時(shí)情況相同。如電路與變壓器副邊短路時(shí)情況相同。如圖圖4-14的右半部的右半部 分電路所示。分電路所示。 2 E 2 I 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-14 4-14 異步電動(dòng)機(jī)一相等效電路圖異步電動(dòng)機(jī)一相等效電路圖 1 R1 X 2 X2 R 1 U 1 I 1 E 2 E 2 I

35、 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 1.轉(zhuǎn)子電路電勢(shì)頻率轉(zhuǎn)子電路電勢(shì)頻率 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)速為子的轉(zhuǎn)速為 n = n0 n，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以 n的轉(zhuǎn)速切割的轉(zhuǎn)速切割 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子繞組，因此在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢(shì)，該電勢(shì)的頻率為：子繞組，因此在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢(shì)，該電勢(shì)的頻率為： 1 0 0 00 2 6060 sf pn n nn)nn(p f 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)

36、 每極磁通每極磁通 切割轉(zhuǎn)子繞組并在其中感應(yīng)轉(zhuǎn)子電勢(shì)切割轉(zhuǎn)子繞組并在其中感應(yīng)轉(zhuǎn)子電勢(shì)E2， 其大小為其大小為: 當(dāng)當(dāng)n=0時(shí)，時(shí)，s=1，即，即f2= f1 ，設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)，設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì) 的有效值為的有效值為: : 定值定值 并且由前兩式比較可得并且由前兩式比較可得: 2222222 ks444444Nf.kNf.E 20222222 .E4 44f N k4 44s f N k 220 EsE 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 與定子漏磁通一樣，轉(zhuǎn)子電流所引起的漏磁通在轉(zhuǎn)與定子漏磁通一樣，轉(zhuǎn)子電流所引起的漏磁通在轉(zhuǎn) 子繞組中也要產(chǎn)

37、生漏磁感應(yīng)電勢(shì)子繞組中也要產(chǎn)生漏磁感應(yīng)電勢(shì) 。 222 EjI X 2 E 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3.3.轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I I2 2及功率因數(shù)及功率因數(shù)coscos 2 2 轉(zhuǎn)子電路中的電阻及電抗分別為轉(zhuǎn)子電路中的電阻及電抗分別為 、 ，因而轉(zhuǎn)子，因而轉(zhuǎn)子 電流的有效值為：電流的有效值為： 由于轉(zhuǎn)子電路為感性電路，所以其電流由于轉(zhuǎn)子電路為感性電路，所以其電流I I2 2在相位上將在相位上將 滯后電勢(shì)滯后電勢(shì) ，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為 202 2 2222 22220 () sEE I RXRsX 2 2 2 2

38、20 cos () R RsX 2 X 2 R 2 E 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I I2 2、功率因數(shù)、功率因數(shù)coscos 2 2與與s s之間的關(guān)系曲線如圖之間的關(guān)系曲線如圖 4-154-15所示。所示。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 4.4.鼠籠式轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)鼠籠式轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù) 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分布與定子繞組相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分布與定子繞組相 同，則定、轉(zhuǎn)子有相同的磁極對(duì)數(shù)。鼠籠式異步電動(dòng)同，則定、轉(zhuǎn)子有相同的磁極對(duì)數(shù)。鼠籠式異步電動(dòng)

39、機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是由導(dǎo)電條組成，其磁極對(duì)數(shù)由定子磁機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是由導(dǎo)電條組成，其磁極對(duì)數(shù)由定子磁 極對(duì)數(shù)決定，即恒等于定子的磁極對(duì)數(shù)。極對(duì)數(shù)決定，即恒等于定子的磁極對(duì)數(shù)。 圖圖4-164-16是是2 2對(duì)極鼠籠式轉(zhuǎn)子的展開圖對(duì)極鼠籠式轉(zhuǎn)子的展開圖. . 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 圖圖4-18 4-18 四極鼠籠轉(zhuǎn)子展開圖四極鼠籠轉(zhuǎn)子展開圖 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 三、定子和轉(zhuǎn)子各量的相互關(guān)系三、定子和轉(zhuǎn)子各量的相互關(guān)系 1.定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng) 已知異步電動(dòng)機(jī)定子旋

40、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為已知異步電動(dòng)機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為n0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)速為子轉(zhuǎn)速為n，這時(shí)轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，設(shè)該磁場(chǎng)，這時(shí)轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，設(shè)該磁場(chǎng) 相當(dāng)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為相當(dāng)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n2 ，則，則 因?yàn)檗D(zhuǎn)子相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為因?yàn)檗D(zhuǎn)子相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為n，所以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 相對(duì)靜止空間的轉(zhuǎn)速應(yīng)是：相對(duì)靜止空間的轉(zhuǎn)速應(yīng)是： nn n nn n sns p f p f n 0 0 0 0 0 12 2 6060 0022 )(nnnnnnn 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.定子磁勢(shì)與轉(zhuǎn)子磁勢(shì)定子磁勢(shì)與轉(zhuǎn)

41、子磁勢(shì) 定子磁勢(shì)定子磁勢(shì) 轉(zhuǎn)子磁勢(shì)轉(zhuǎn)子磁勢(shì) 空載運(yùn)行磁勢(shì)空載運(yùn)行磁勢(shì) 異步電動(dòng)機(jī)的磁勢(shì)平衡方程異步電動(dòng)機(jī)的磁勢(shì)平衡方程 011222111 INkINkINk 1111 INkF 2222 INkF 0110 INkF 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3.定子電流和轉(zhuǎn)子電流定子電流和轉(zhuǎn)子電流 將磁勢(shì)平衡方程各項(xiàng)同除將磁勢(shì)平衡方程各項(xiàng)同除k k1 1 N N1 1后可以得到定、轉(zhuǎn) 后可以得到定、轉(zhuǎn) 子電流的平衡關(guān)系式，即子電流的平衡關(guān)系式，即 i k I II Nk Nk II 2 02 11 22 01 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-

42、7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 一、電磁轉(zhuǎn)矩一、電磁轉(zhuǎn)矩 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子受到電三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子受到電 磁力的作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，它由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通磁力的作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，它由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通 與與 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 相互作用產(chǎn)生的。相互作用產(chǎn)生的。 異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為: 轉(zhuǎn)矩的另一個(gè)表達(dá)式轉(zhuǎn)矩的另一個(gè)表達(dá)式 22 cos T TKI 2 21 22 220 sR U TK R(sX) 2 I 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2

43、021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性 1.1.電磁轉(zhuǎn)矩特性電磁轉(zhuǎn)矩特性T T = = f f ( (s s ) ) 在一定的轉(zhuǎn)子電阻在一定的轉(zhuǎn)子電阻R R2 2和電源電壓和電源電壓U U1 1下，電動(dòng)機(jī)的電磁下，電動(dòng)機(jī)的電磁 轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線稱為一部電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性。轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線稱為一部電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性。 圖圖4-17 4-17 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) T = f (s )曲線曲線 圖圖4-18 4-18 三相異步電動(dòng)三相異步電動(dòng) 機(jī)機(jī)械特性曲線機(jī)機(jī)械特性曲線 T T T max

44、 n S1SS nm 00 TTTTn stmax n n n S n m a m m 0 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.2.機(jī)械特性機(jī)械特性n = f (T ) 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n n與電磁轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩T T的關(guān)系稱的關(guān)系稱 為機(jī)械特性。而機(jī)械特性很容易通過轉(zhuǎn)矩特性獲得。為機(jī)械特性。而機(jī)械特性很容易通過轉(zhuǎn)矩特性獲得。 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?故：故： 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖圖4-184-18所示。所示。 0 0 n nn s 0 (1)ns n 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件

45、2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 機(jī)械特性曲線上有三點(diǎn)反映了它的基本性能和特點(diǎn)：機(jī)械特性曲線上有三點(diǎn)反映了它的基本性能和特點(diǎn)： （1 1）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩T Tmax max，反映過載能力； ，反映過載能力； （2 2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T Tst st ，反映起動(dòng)性能； ，反映起動(dòng)性能； （3 3）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩T TN N ，反映穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)載能力和特，反映穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)載能力和特 點(diǎn)。點(diǎn)。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 (1) (1)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩T TN N 異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)

46、矩異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩 T TN N。在異步電動(dòng)機(jī)等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。在異步電動(dòng)機(jī)等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T T必須與阻轉(zhuǎn)必須與阻轉(zhuǎn) 矩相平衡，阻轉(zhuǎn)矩包括負(fù)載轉(zhuǎn)矩和空載損耗轉(zhuǎn)矩（電機(jī)本矩相平衡，阻轉(zhuǎn)矩包括負(fù)載轉(zhuǎn)矩和空載損耗轉(zhuǎn)矩（電機(jī)本 身的風(fēng)阻、摩擦阻力等）身的風(fēng)阻、摩擦阻力等）T T0 0，所以，所以: : 由于由于T T0 0很小一般可忽略，因此可得異步電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)矩很小一般可忽略，因此可得異步電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)矩 平衡方程為：平衡方程為： 0L TTT L TT 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 由于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出

47、機(jī)械功率等于角速度與轉(zhuǎn)矩的乘由于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸出機(jī)械功率等于角速度與轉(zhuǎn)矩的乘 積，因此電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率積，因此電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率P P2 2的關(guān)系是：的關(guān)系是： 實(shí)用中，實(shí)用中， P P2 2的單位常用千瓦（的單位常用千瓦（kWkW）,n,n的單位是轉(zhuǎn)的單位是轉(zhuǎn)/ / 分（分（r/minr/min），則上式為），則上式為: : n PP TT 2 22 L n P n P T 2 3 2 9550 60 2 10 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第五節(jié)第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性與選擇三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性與選擇 一、異步電

48、動(dòng)機(jī)的工作特性一、異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的主要工作特性是指電動(dòng)機(jī)在額定電三相異步電動(dòng)機(jī)的主要工作特性是指電動(dòng)機(jī)在額定電 壓和額定頻率下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子電流壓和額定頻率下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子電流 、效率、效率 及定子繞組功率因數(shù)及定子繞組功率因數(shù) 隨輸出功率隨輸出功率P P2 2的變化關(guān)系。的變化關(guān)系。 圖圖4-234-23是一臺(tái)是一臺(tái)10kW10kW的三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲的三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲 線。線。 1 I 1 cos 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 06 圖圖4-23 4-23 三相異步電動(dòng)機(jī)的工三相異步電

49、動(dòng)機(jī)的工 作特性曲線作特性曲線 024681012 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 . 02 04 . . 08 . 10 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 1.1.定子電流特性定子電流特性I I1 1=f(P=f(P2 2) ) 異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，定子電流近似為勵(lì)磁電流異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，定子電流近似為勵(lì)磁電流 I I0 0。隨著輸出功率。隨著輸出功率P P2 2的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流I I1 1 也相應(yīng)增大。所以其特性曲線是一條從也相應(yīng)增大。所以其特性曲線是一條從I I0

50、 0逐漸增大的曲逐漸增大的曲 線，當(dāng)輸出功率線，當(dāng)輸出功率P P2 2超過額定功率之后，轉(zhuǎn)子電流增大較超過額定功率之后，轉(zhuǎn)子電流增大較 快，定子電流也相應(yīng)增大很快?？欤ㄗ与娏饕蚕鄳?yīng)增大很快。 異步電動(dòng)機(jī)空載和輕載時(shí)，定子電流較大，其空載電異步電動(dòng)機(jī)空載和輕載時(shí)，定子電流較大，其空載電 流流I I0 0與額定電流與額定電流I IN N之比約為之比約為20205050。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī) 的磁路存在氣隙，磁阻較大，所以產(chǎn)生一定量的磁通所需的磁路存在氣隙，磁阻較大，所以產(chǎn)生一定量的磁通所需 要的電流就大。要的電流就大。 2 P 0 I 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)

51、工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 2.2.效率特性效率特性 =f(P2) =f(P2) 電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率P P2 2與定子輸入功率與定子輸入功率P P1 1之比之比 稱為效率稱為效率 。即。即 通常一般三相異步電動(dòng)機(jī)的額定效率約為通常一般三相異步電動(dòng)機(jī)的額定效率約為0.720.72 0.930.93。電動(dòng)機(jī)容量越大效率相對(duì)越高。電動(dòng)機(jī)容量越大效率相對(duì)越高。 PP P P P 2 2 1 2 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3.功率因數(shù)特性功率因數(shù)特性 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因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電

52、感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后 一個(gè)一個(gè) 角，角，cos 就是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。就是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。 三相異步電動(dòng)機(jī)的空載功率因數(shù)很低，約為三相異步電動(dòng)機(jī)的空載功率因數(shù)很低，約為0.2左左 右，當(dāng)輸出功率增加時(shí)，定子電流中有功分量增大，使功右，當(dāng)輸出功率增加時(shí)，定子電流中有功分量增大，使功 率因數(shù)提高，當(dāng)接近額定功率時(shí)，功率因數(shù)達(dá)最大值。如率因數(shù)提高，當(dāng)接近額定功率時(shí)，功率因數(shù)達(dá)最大值。如 果負(fù)載繼續(xù)增大，由于轉(zhuǎn)差率的增加，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)降低果負(fù)載繼續(xù)增大，由于轉(zhuǎn)差率的增加，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)降低 較大，定子功率因數(shù)開始逐漸減小。較大，定子功率因數(shù)開始逐漸減小。 12 cosf P 1 1 船舶電

53、氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇二、三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇 在船舶上三相異步電動(dòng)機(jī)的使用非常廣泛，正確的在船舶上三相異步電動(dòng)機(jī)的使用非常廣泛，正確的 選用電動(dòng)機(jī)是關(guān)系到船舶安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保選用電動(dòng)機(jī)是關(guān)系到船舶安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保 障。選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)按照生產(chǎn)機(jī)械的實(shí)際要求，正確選擇障。選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)按照生產(chǎn)機(jī)械的實(shí)際要求，正確選擇 電動(dòng)機(jī)的容量、種類、型式等。電動(dòng)機(jī)的容量、種類、型式等。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 1.1.功率的選擇功率的選擇 電動(dòng)機(jī)的額定功

54、率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。若電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。若 功率選擇太小，電動(dòng)機(jī)會(huì)因過載而損壞，甚至燒毀；選擇功率選擇太小，電動(dòng)機(jī)會(huì)因過載而損壞，甚至燒毀；選擇 得太大，則不但增加投資，而且電動(dòng)機(jī)沒有充分發(fā)揮它的得太大，則不但增加投資，而且電動(dòng)機(jī)沒有充分發(fā)揮它的 作用，效率和功率因數(shù)都會(huì)降低。作用，效率和功率因數(shù)都會(huì)降低。 一般對(duì)連續(xù)運(yùn)行的恒定負(fù)載，如果生產(chǎn)機(jī)械的功率為一般對(duì)連續(xù)運(yùn)行的恒定負(fù)載，如果生產(chǎn)機(jī)械的功率為 ，則電動(dòng)機(jī)的功率，則電動(dòng)機(jī)的功率P P可按下式算出：可按下式算出： 21 1 P P 1 P 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪

55、機(jī)工程學(xué)院船電系 2.種類的選擇種類的選擇 一般選擇電動(dòng)機(jī)種類主要從以下幾方面考慮：交流一般選擇電動(dòng)機(jī)種類主要從以下幾方面考慮：交流 還是直流、機(jī)械特性（硬特性或軟特性）、調(diào)速與起動(dòng)還是直流、機(jī)械特性（硬特性或軟特性）、調(diào)速與起動(dòng) 性能、維護(hù)及價(jià)格等。性能、維護(hù)及價(jià)格等。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 3. 3. 結(jié)構(gòu)型式的選擇結(jié)構(gòu)型式的選擇 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式主要有：電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式主要有： （1 1）開啟式：）開啟式：這種電動(dòng)機(jī)的帶電部分和旋轉(zhuǎn)部分沒有任何這種電動(dòng)機(jī)的帶電部分和旋轉(zhuǎn)部分沒有任何 防護(hù)裝置。散熱好，造價(jià)低。用于干燥無灰塵的場(chǎng)

56、所。防護(hù)裝置。散熱好，造價(jià)低。用于干燥無灰塵的場(chǎng)所。 （2 2）防護(hù)式：）防護(hù)式：在機(jī)殼或端蓋下面有通風(fēng)罩，可防水滴、鐵在機(jī)殼或端蓋下面有通風(fēng)罩，可防水滴、鐵 屑等雜物從上面或與垂直方向成屑等雜物從上面或與垂直方向成4545 角以內(nèi)掉入電動(dòng)機(jī)內(nèi)角以內(nèi)掉入電動(dòng)機(jī)內(nèi) 部。部。 （3 3）封閉式：）封閉式：有封閉外殼保護(hù)，電動(dòng)機(jī)靠自身風(fēng)扇或外部有封閉外殼保護(hù)，電動(dòng)機(jī)靠自身風(fēng)扇或外部 風(fēng)扇冷卻，外殼帶有散熱片。適用于潮濕、塵埃多、水土風(fēng)扇冷卻，外殼帶有散熱片。適用于潮濕、塵埃多、水土 飛濺的場(chǎng)所。飛濺的場(chǎng)所。 （4 4）防爆式：）防爆式：外殼完全封閉，適用于有爆炸氣體的場(chǎng)所，外殼完全封閉，適用于有爆炸

57、氣體的場(chǎng)所， 例如船上的蓄電池室。例如船上的蓄電池室。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 4.電壓與轉(zhuǎn)速的選擇電壓與轉(zhuǎn)速的選擇 電動(dòng)機(jī)電壓的選擇是根據(jù)使用地點(diǎn)的電源來決定的。電動(dòng)機(jī)電壓的選擇是根據(jù)使用地點(diǎn)的電源來決定的。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)由生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)由生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)設(shè)備的 情況來決定，通常電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡量與生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速情況來決定，通常電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)盡量與生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速 一致，以便直接傳動(dòng)，避免傳動(dòng)裝置復(fù)雜化。一致，以便直接傳動(dòng)，避免傳動(dòng)裝置復(fù)雜化。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-

58、1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 第六節(jié)第六節(jié) 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 用單相電源供電，且只有一相定子主繞組的異步電動(dòng)用單相電源供電，且只有一相定子主繞組的異步電動(dòng) 機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。 單相異步電動(dòng)機(jī)也是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。轉(zhuǎn)子單相異步電動(dòng)機(jī)也是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。轉(zhuǎn)子 全部采用普通的鼠籠式結(jié)構(gòu)；而定子通常有兩個(gè)繞組，一全部采用普通的鼠籠式結(jié)構(gòu)；而定子通常有兩個(gè)繞組，一 個(gè)為單相運(yùn)行繞組（也稱為主繞組）；另一個(gè)為起動(dòng)繞組個(gè)為單相運(yùn)行繞組（也稱為主繞組）；另一個(gè)為起動(dòng)繞組 （又稱為輔助繞組），在空間相隔（又稱為輔助繞組），在空間相隔90放置。通常起

59、動(dòng)繞放置。通常起動(dòng)繞 組通過一個(gè)離心開關(guān)組通過一個(gè)離心開關(guān)S與運(yùn)行繞組并聯(lián)接入單相電源，當(dāng)與運(yùn)行繞組并聯(lián)接入單相電源，當(dāng) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的75左右，此開關(guān)在離心力的作左右，此開關(guān)在離心力的作 用下把該電路切斷。用下把該電路切斷。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件 2021-7-1 輪機(jī)工程學(xué)院船電系輪機(jī)工程學(xué)院船電系 一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 1.脈動(dòng)磁場(chǎng)脈動(dòng)磁場(chǎng) 單相異步電動(dòng)機(jī)的定子運(yùn)行繞組接入正弦交流電后產(chǎn)單相異步電動(dòng)機(jī)的定子運(yùn)行繞組接入正弦交流電后產(chǎn) 生一個(gè)振幅隨時(shí)間作正弦變，磁極在繞組軸線方向的空間生一個(gè)振幅隨時(shí)間作正弦變，磁極在繞

60、組軸線方向的空間 保持不變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，如保持不變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，如圖圖4-24所示。所示。 脈動(dòng)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，此時(shí)轉(zhuǎn)脈動(dòng)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，此時(shí)轉(zhuǎn) 子電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，因此子電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，因此 作用在轉(zhuǎn)子上的合成轉(zhuǎn)矩為零。電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。如加一作用在轉(zhuǎn)子上的合成轉(zhuǎn)矩為零。電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。如加一 外力預(yù)先推一下轉(zhuǎn)子向任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則接通電源后電動(dòng)外力預(yù)先推一下轉(zhuǎn)子向任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則接通電源后電動(dòng) 機(jī)即可沿著這個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，并能帶動(dòng)一定的機(jī)械負(fù)機(jī)即可沿著這個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，并能帶動(dòng)一定的機(jī)械負(fù) 載。載。 船舶