第2章 三相異步電動(dòng)機(jī)

1、1第二章第二章 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)23n電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。電機(jī)：利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。n電機(jī)按功能分：發(fā)電機(jī)、電機(jī)按功能分：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、變壓器和控、變壓器和控制電機(jī)制電機(jī)電動(dòng)機(jī)的分類：電動(dòng)機(jī)的分類：4鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式定子（固定部分）定子（固定部分） 轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）51、定子、定子(產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng))n由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座三部分組成由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座三部分組成定子鐵心定子鐵心：由：由0.350.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，厚的硅鋼片疊壓而成，槽口用以嵌放定子繞組，是磁路部分；槽口用以嵌放定子繞組，是磁路部分；

2、定子繞組定子繞組：由三相對(duì)稱繞組按一定的空間角度：由三相對(duì)稱繞組按一定的空間角度依次嵌放在定子槽中，可作星形或三角形連接依次嵌放在定子槽中，可作星形或三角形連接（銘牌上有說明）；（銘牌上有說明）；機(jī)座：機(jī)座：鑄鐵、鋼板焊接鑄鐵、鋼板焊接6星形連接星形連接三角形連接三角形連接72、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子(在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流)n由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸三部分組成。由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸三部分組成。轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，硅鋼片：由硅鋼片疊成壓裝在轉(zhuǎn)子軸上，硅鋼片沖有導(dǎo)線槽，供嵌轉(zhuǎn)子繞組；沖有導(dǎo)線槽，供嵌轉(zhuǎn)子繞組；轉(zhuǎn)子繞組（鼠

3、籠式）轉(zhuǎn)子繞組（鼠籠式）：由許多銅條或鋁條構(gòu)成，嵌：由許多銅條或鋁條構(gòu)成，嵌在導(dǎo)線槽內(nèi)，兩端再用金屬環(huán)焊成鼠籠形；在導(dǎo)線槽內(nèi)，兩端再用金屬環(huán)焊成鼠籠形；轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：輸出輸出 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。應(yīng)用：一般工業(yè)控制用應(yīng)用：一般工業(yè)控制用 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子結(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(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。應(yīng)用：行車、電梯等應(yīng)用：行車、電梯等9 A IU IV IW X B Y C Z )120sin(2)120sin(

4、2sin2WVUtIitIitIippp10 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 ()電流出電流出( )電流入電流入11結(jié)論：結(jié)論：三相電流產(chǎn)生的合成三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)。 即：即：12(a) t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ A IU IV IW X B Y C Z )120sin(2)120sin(2sin2WVUtIitIitIippp結(jié)論：磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與電流相序一致結(jié)論：磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與電流相序一致n電流相序?yàn)殡娏飨嘈驗(yàn)?/p>

5、U-V-W時(shí)磁場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)順時(shí)針順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；方向旋轉(zhuǎn)；n電流相序?yàn)殡娏飨嘈驗(yàn)閁-W-V時(shí)磁場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)逆時(shí)針逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。方向旋轉(zhuǎn)。131）產(chǎn)生磁場(chǎng)：三相繞組（）產(chǎn)生磁場(chǎng)：三相繞組（ AX、BY、CZ ）中通入三相電流，）中通入三相電流，可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場(chǎng)可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場(chǎng)2）磁場(chǎng)）磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)（右手定則）切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)（右手定則） ，產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流3）產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（左手定則）產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（左手定則） ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)FvFNS143、極對(duì)數(shù)（、極對(duì)數(shù)（p）BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為此種接法下，合成磁場(chǎng)

6、只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)。15極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)p的改變：的改變：CYABCXYZAXBZAiBiCi 將將每相繞組分成兩段每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。ABCABCXYZAXX ANSSNZCZCBYBY極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2p164 4、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n n（轉(zhuǎn)每分）pfn1060我國(guó)我國(guó)(f(f1 1=50Hz)=50Hz)，磁極對(duì)數(shù)為，磁極對(duì)數(shù)為p p的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n n0 0為：為：

7、p）（min/0rn123456300015001000750600500p 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有關(guān)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有關(guān)p 當(dāng)磁極對(duì)數(shù)為當(dāng)磁極對(duì)數(shù)為 p時(shí)，磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0為：為：17n異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就是異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n nnnnnTL電機(jī)能起動(dòng)，否則起動(dòng)不了。電機(jī)能起動(dòng)，否則起動(dòng)不了。28機(jī)械特性的軟硬機(jī)械特性的軟硬 硬特性：硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起負(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。動(dòng)特性好。 硬特性硬特性 （R2

8、?。┬。┸浱匦攒浱匦裕≧2大）大）0Tn 不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬不同場(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)。特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。2930n無法在轉(zhuǎn)子中串接電阻，只有無法在轉(zhuǎn)子中串接電阻，只有2類起類起動(dòng)方法：動(dòng)方法：31特點(diǎn)：適合輕載起動(dòng)，電能損耗大特點(diǎn)：適合輕載起動(dòng)，電能損耗大32工工作作起起動(dòng)動(dòng) 由電壓抽頭，可得到不同的電由電壓抽頭，可得到不同的電壓壓（如：電源電壓的（如：電源電壓的73%、64%、55%），根據(jù)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)，根據(jù)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求選用。矩的要求選用。 適用于容量較大（適用于容量較大（一般一般7.5kw以上）以上）

9、或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成星形或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成星形的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。特點(diǎn)：可帶較大的負(fù)載起動(dòng)，投入大特點(diǎn)：可帶較大的負(fù)載起動(dòng)，投入大33YUU3ZUIIZUIILPLLPYLY333/特點(diǎn)：適合輕載起動(dòng)，只用于定子繞組接成特點(diǎn)：適合輕載起動(dòng)，只用于定子繞組接成的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)（一般（一般7.5kw以下）以下）34例例: 三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓 =380V，三相定子繞，三相定子繞組組 接法運(yùn)行，額定電流接法運(yùn)行，額定電流IN=20A，啟動(dòng)電流，啟動(dòng)電流Ist/IN=7，求：求： （1） 接法時(shí)的啟動(dòng)電流接法時(shí)的啟動(dòng)電流Ist （2）若啟動(dòng)時(shí)改為）若啟動(dòng)時(shí)改為

10、Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =7 20=140A解：解：（2）Ist Y = Ist /3=140/3=47A35n大、中型容量電動(dòng)機(jī)，重載起動(dòng)時(shí)除了限制起大、中型容量電動(dòng)機(jī)，重載起動(dòng)時(shí)除了限制起動(dòng)電流，還需要足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩動(dòng)電流，還需要足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩n選用三相繞線式電動(dòng)機(jī)選用三相繞線式電動(dòng)機(jī)n方法（在轉(zhuǎn)子回路中串入）：方法（在轉(zhuǎn)子回路中串入）：三相對(duì)稱電阻三相對(duì)稱電阻1.頻敏電阻器頻敏電阻器36n啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)，KM1，KM2，KM3觸點(diǎn)都斷開觸點(diǎn)都斷開n啟動(dòng)后，依次閉合啟動(dòng)后，依次閉合KM1，KM2，KM3觸點(diǎn)觸點(diǎn)3738什么是制動(dòng)？什么是制動(dòng)？強(qiáng)迫停車強(qiáng)迫

11、停車制動(dòng)方法：制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)用機(jī)械裝置（如電磁制動(dòng)器）用機(jī)械裝置（如電磁制動(dòng)器）電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩電氣制動(dòng)方法有：電氣制動(dòng)方法有：1 1、反接制動(dòng)、反接制動(dòng) 2 2、能耗制動(dòng)、能耗制動(dòng) 3 3、反饋制動(dòng)反饋制動(dòng)39n方法：電源反接，串入方法：電源反接，串入制動(dòng)電阻制動(dòng)電阻R R（限制制動(dòng)（限制制動(dòng)電流，電流，R R越大，越大，I I越小越?。?，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，將電當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，將電源切除源切除n用用KSKS判別判別n n接近接近0 0n特點(diǎn)：制動(dòng)簡(jiǎn)單迅速，特點(diǎn)：制動(dòng)簡(jiǎn)單迅速，能耗大，常用于能耗大，常用于10kw以以下小

12、容量電動(dòng)機(jī)下小容量電動(dòng)機(jī)40l方法：方法：M脫離三相交流電源后，在定子繞組上加入一脫離三相交流電源后，在定子繞組上加入一個(gè)個(gè)直流電源直流電源制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，切除直流電源制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，切除直流電源41l特點(diǎn)：需要直流電源，制動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確，能耗少，特點(diǎn)：需要直流電源，制動(dòng)平穩(wěn)準(zhǔn)確，能耗少，常用于較大容量的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)頻繁場(chǎng)合常用于較大容量的電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)頻繁場(chǎng)合l技術(shù)數(shù)據(jù)：技術(shù)數(shù)據(jù)：l直流電流直流電流I=(1-2)IN； IN-電動(dòng)機(jī)的額定電流電動(dòng)機(jī)的額定電流l直流電壓直流電壓U=I*R; R-電動(dòng)機(jī)任意兩相定子繞組的電阻電動(dòng)機(jī)任意兩相定子繞組的電阻lI 越大，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大越大，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

13、越大 l器材：器材：l整流二極管整流二極管-4：l控制變壓器控制變壓器-1；l接觸器接觸器-1。42n在外加轉(zhuǎn)矩作用下，使在外加轉(zhuǎn)矩作用下，使nn1時(shí)，轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)的；時(shí)，轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)的；n電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)n應(yīng)用：應(yīng)用：起重機(jī)（反向回饋）起重機(jī)（反向回饋）1.電動(dòng)機(jī)由高速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)電動(dòng)機(jī)由高速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行（正向回饋）行（正向回饋）43pfsnsn1160)1 ()1 (44n只用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)（只用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)（定、轉(zhuǎn)子極數(shù)需相同）定、轉(zhuǎn)子極數(shù)需相同）n特點(diǎn)：特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠調(diào)速不平滑，調(diào)速的擋數(shù)太少調(diào)速不平滑，調(diào)速的擋數(shù)太少n采用變極調(diào)速的多速電動(dòng)機(jī)有雙速、三速、四采用變極調(diào)速的多速電動(dòng)機(jī)有雙速、三速、四速等幾種。速等幾種。45順串順串2P=4；反串反串2P=2；反并反并2P=246順串順串2P=4；Y型型 反并反并2P=2； YY型型47順串順串2P=4；型；型 反并反并2P=2； YY型型48n交交-直直-交變頻器：整流器交變頻器：整流器（交流電（交流電直流電）直流電）+ 逆變器逆變器（直流電（直流