電工電子學(xué)第6章SH

1、第 6 章電 動 機(jī)第第 6 章章 電動機(jī)電動機(jī)教學(xué)目標(biāo)和要求教學(xué)目標(biāo)和要求重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)鼠籠式三相交流異步電動機(jī)是主要內(nèi)容：鼠籠式三相交流異步電動機(jī)是主要內(nèi)容： AXBYCZ1. .定子定子鐵心：由內(nèi)圓周有槽鐵心：由內(nèi)圓周有槽的硅鋼片疊成。的硅鋼片疊成。三相繞組三相繞組機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵6.1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、主要部件一、主要部件定子繞組接法定子繞組接法接線盒接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1

2、U1Y 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)W1V1W2V2 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)2. .轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：由外圓周有槽鐵心：由外圓周有槽的硅鋼片疊成。的硅鋼片疊成。轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式定子繞組都一樣定子繞組都一樣中心穿有軸，用以輸中心穿有軸，用以輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。兩端有出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。兩端有支撐的軸承。支撐的軸承。 繞線式電動機(jī)的軸上繞線式電動機(jī)的軸上還有滑環(huán)。還有滑環(huán)。(1) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子繞線式三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)繞線式三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)(2) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子是繞線轉(zhuǎn)子的簡化，在鐵芯是繞線轉(zhuǎn)子的簡化，在鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體，或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子形成一體，或鑄鋁形成

3、轉(zhuǎn)子繞組，替代繞組。繞組，替代繞組。鼠籠式電動機(jī)與繞線式鼠籠式電動機(jī)與繞線式電動機(jī)的的比較：電動機(jī)的的比較：鼠籠式：鼠籠式：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工結(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)作可靠；不能人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。械特性。繞線式：繞線式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；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。轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。 鼠籠式三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)鼠籠式三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)鼠籠三相異步電動機(jī)的構(gòu)造示意鼠籠三相異步電動機(jī)的構(gòu)造示意二、外形二、外形(防護(hù)防護(hù))結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)防護(hù)型防護(hù)型封閉型封閉型防爆型防爆型三、安裝結(jié)

4、構(gòu)三、安裝結(jié)構(gòu)B3型型B5型型B35型型V1型型6.2 三相異步電動機(jī)的工作原理三相異步電動機(jī)的工作原理異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動演示演示由演示得到的啟示：由演示得到的啟示：1. 要有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場；要有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場；2. 轉(zhuǎn)子跟著磁場轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子跟著磁場轉(zhuǎn)動。異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場由何而來？異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場由何而來？0tAiBiCimIt合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下iA=0iB為負(fù)，為負(fù)，iC為正為正AXYBCZNSAXYCBZNS1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生6.2.1旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場()電流出末端電流出末端( )電流入末端電流入末端定子定子 繞組：通入三相電流繞組：通入

5、三相電流以從起端指向末端為參考方向以從起端指向末端為參考方向180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方向：AiBiCitmIAXYCBZAXYCBZ旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。AiBiCimItAiCiBimIt2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向n0n03.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在

6、空間轉(zhuǎn)過360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AiBiCimItAXYCBZNSAXYCBZSN0n60XBZ0nAYC極對數(shù)（極對數(shù)（P）的概念）的概念1p此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNSBiAXBYCZAiCi極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt極對數(shù)（極對數(shù)（P）的改變）的改變 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。成的磁場則是兩

7、對磁極。XNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt2對磁極時(shí)磁角度是對磁極時(shí)磁角度是電角度的一半電角度的一半三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)50(Hzf 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 00016.2.26.2.2電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理定子三相繞組通入三相交流電定子三相繞組通入三相交流電

8、分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體Blv右手定則右手定則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場Bli左手定則左手定則電磁力電磁力F電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩TFF0nNSnv(順時(shí)針方向順時(shí)針方向)電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速:n電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動機(jī)。電動機(jī)。0nn無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子

9、導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn 電動機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間沒有電的聯(lián)系，又名感應(yīng)電動機(jī)電動機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間沒有電的聯(lián)系，又名感應(yīng)電動機(jī) 如轉(zhuǎn)子是磁鐵，與定子異性相吸，轉(zhuǎn)速相同，為如轉(zhuǎn)子是磁鐵，與定子異性相吸，轉(zhuǎn)速相同，為同同步步電動機(jī)電動機(jī)。%10000nnns異步電機(jī)運(yùn)行中異步電機(jī)運(yùn)行中:%91s轉(zhuǎn)差率表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速相差的程度。轉(zhuǎn)差率表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速相差的程度。電動機(jī)起動瞬間電動機(jī)起動瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得pfsnns60)1 ()(106. 2. 3 轉(zhuǎn)差率

10、轉(zhuǎn)差率1 , 0s隨起動時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加而降低。隨起動時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加而降低。 例例1 1：一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機(jī)的。試求電動機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：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)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：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns 6.3 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 當(dāng)定子電壓當(dāng)定子電壓U1、頻率

11、、頻率f1等保持不變時(shí)，三相異等保持不變時(shí)，三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率s之間的之間的T=f（s）叫）叫轉(zhuǎn)矩特性，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性，轉(zhuǎn)速n與與T間的間的n=f（T）叫機(jī)械特性，統(tǒng)）叫機(jī)械特性，統(tǒng)稱為機(jī)械特性，以曲線表示。稱為機(jī)械特性，以曲線表示。 如定子電壓和頻率保持額定值，且轉(zhuǎn)子電路不如定子電壓和頻率保持額定值，且轉(zhuǎn)子電路不外串聯(lián)電阻或電抗（對于繞線電動機(jī)），此時(shí)叫固外串聯(lián)電阻或電抗（對于繞線電動機(jī)），此時(shí)叫固有特性。否則如電壓或轉(zhuǎn)子電阻變化叫人為特性。有特性。否則如電壓或轉(zhuǎn)子電阻變化叫人為特性。 在忽略摩擦、風(fēng)阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩在忽略摩擦、風(fēng)阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T

12、 T2 ，以后以后將統(tǒng)一用將統(tǒng)一用T。 當(dāng)電動機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)保持不變，所以輸當(dāng)電動機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)保持不變，所以輸出轉(zhuǎn)矩出轉(zhuǎn)矩T2應(yīng)等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，即，即T2= TL =T。maxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn (一一)固有特性固有特性NnmaxTstTOnTNT0nstT1NTNMNnNT電動機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。1. .額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN)/(n)(PT分轉(zhuǎn)千瓦NNN9550三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩代表了三個(gè)工作狀態(tài)三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩代表了三個(gè)工作狀態(tài)OnT0n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-

13、4型型) 的額定功率為的額定功率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為m.N7 .4914405 .795509550NNN nPTNNNNnPPT260NN 電動機(jī)工作在電動機(jī)工作在N點(diǎn)，表示電動機(jī)的電壓、電流、功率點(diǎn)，表示電動機(jī)的電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速等都處于額定值的狀態(tài)，電動機(jī)可長時(shí)間運(yùn)行，和轉(zhuǎn)速等都處于額定值的狀態(tài)，電動機(jī)可長時(shí)間運(yùn)行，是最佳的理想狀態(tài)。是最佳的理想狀態(tài)。 電動機(jī)工作在電動機(jī)工作在N點(diǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速點(diǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速nN非常接近同步轉(zhuǎn)速非常接近同步轉(zhuǎn)速n0，但又小于但又小于n0 。功率因數(shù)大，一般為功率因數(shù)大，一般為0.8以上。以上。 電動

14、機(jī)工作的區(qū)域?yàn)橐粭l略向下傾斜的近似直線，電動機(jī)工作的區(qū)域?yàn)橐粭l略向下傾斜的近似直線，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加而使電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，轉(zhuǎn)速當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加而使電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，轉(zhuǎn)速n下降很少，叫下降很少，叫硬特性硬特性。 但從最惡劣工作狀況考慮，一般電動機(jī)都工作在但從最惡劣工作狀況考慮，一般電動機(jī)都工作在N點(diǎn)左邊。點(diǎn)左邊。2. .最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 TM轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL 不能大于不能大于TM ，否則將隨，否則將隨n下降使電磁轉(zhuǎn)矩下降使電磁轉(zhuǎn)矩T下降，惡性循環(huán)造成堵轉(zhuǎn)下降，惡性循環(huán)造成堵轉(zhuǎn)(停車停車)。電機(jī)帶動最大負(fù)載的能力。電機(jī)帶動最大負(fù)載的能力。On0nTM過載系數(shù)過載系數(shù)

15、(能力能力)NTTKMM一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)為一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)為2 .28 .1 12 II 如電動機(jī)工作在如電動機(jī)工作在N點(diǎn)到點(diǎn)到M點(diǎn)之間，說點(diǎn)之間，說明電動機(jī)處于過載狀態(tài)，只允許短時(shí)工明電動機(jī)處于過載狀態(tài)，只允許短時(shí)工作，短時(shí)工作的時(shí)間長短視電動機(jī)的參作，短時(shí)工作的時(shí)間長短視電動機(jī)的參數(shù)和過載程度而定，過載程度越大，允數(shù)和過載程度而定，過載程度越大，允許時(shí)間越短，叫反時(shí)限關(guān)系。許時(shí)間越短，叫反時(shí)限關(guān)系。MN3. 起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 Tst電動機(jī)起動時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)起動時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動時(shí)起動時(shí)n= 0 時(shí)時(shí)，s =1體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。的能力。 若

16、若 Ts TL電機(jī)能起動，否電機(jī)能起動，否則不能起動。則不能起動。0nOnTNssTTK起動能力起動能力 電動機(jī)起動時(shí)從電動機(jī)起動時(shí)從Ts到到M點(diǎn)段，點(diǎn)段，T TL ，轉(zhuǎn)速增加同時(shí)轉(zhuǎn)速增加同時(shí)轉(zhuǎn)矩也增加，過轉(zhuǎn)矩也增加，過M點(diǎn)后點(diǎn)后T逐漸減小但仍大于逐漸減小但仍大于TL，轉(zhuǎn)速仍，轉(zhuǎn)速仍增加但轉(zhuǎn)矩減小，直到增加但轉(zhuǎn)矩減小，直到T= TL ，速度不再增加，電動機(jī)速度不再增加，電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，起動結(jié)束。穩(wěn)定運(yùn)行，起動結(jié)束。MTL4. 電動機(jī)的運(yùn)行分析電動機(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)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。整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載

17、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）操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載） 。此過程中，此過程中， n 、sE2 , I2 I1 電源提供的功率自動增加。電源提供的功率自動增加。如如TL sTL TT =TLn T T 達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡T常用特常用特性段性段0nnTOn電動機(jī)運(yùn)行時(shí)速度應(yīng)不變，電動機(jī)運(yùn)行時(shí)速度應(yīng)不變， TL=T。例：某三相異步電動機(jī)，額定功率例：某三相異步電動機(jī)，額定功率 PN =45kW，額定轉(zhuǎn)，額定轉(zhuǎn)速速

18、nN=2970r/min， KM=2.2， KS=2.0。若若TL=200Nm，試問能帶此負(fù)載試問能帶此負(fù)載：（：（1）長期運(yùn)行；（長期運(yùn)行；（2）短時(shí)運(yùn)行；）短時(shí)運(yùn)行；（3）直接起動。）直接起動。（2）電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩mNnPTNN1459550N因因TNTL，不能長期運(yùn)行。，不能長期運(yùn)行。因因TMTL ，可以短時(shí)運(yùn)行。，可以短時(shí)運(yùn)行。（1）電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩mNTKTNMM319（3）電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩mNTKTNSS290因因TSTL ，可以直接起動。，可以直接起動。解：解：（二）（二） 人為特性人為特性(1) 定子電壓定子電壓U1 降低對機(jī)械

19、特性的影響降低對機(jī)械特性的影響U Tm U UTs 0nNUTLnTO負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化，用來調(diào)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化，用來調(diào)速。但因?yàn)殡妱訖C(jī)的電速。但因?yàn)殡妱訖C(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩磁轉(zhuǎn)矩 和定子電源電壓和定子電源電壓間的關(guān)系為間的關(guān)系為TU12 。TL容易超過容易超過Tm ，造成悶造成悶車事故，一般只用于小車事故，一般只用于小功率的流體機(jī)械如風(fēng)機(jī)功率的流體機(jī)械如風(fēng)機(jī)、水泵。、水泵。(2) R2 變化對機(jī)械特性的影響變化對機(jī)械特性的影響sTTOn0nR2 Ts n 硬特性：硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速負(fù)

20、載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。，起動特性好。 mTLT負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，特性變軟，但起動轉(zhuǎn)矩負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，特性變軟，但起動轉(zhuǎn)矩大，大，起動特性好，可調(diào)速，起動特性好，可調(diào)速，適于起重機(jī)械適于起重機(jī)械 。如選擇。如選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子電阻，可做到最大轉(zhuǎn)矩起動。但電阻過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子電阻，可做到最大轉(zhuǎn)矩起動。但電阻過大，起動轉(zhuǎn)矩將減小。大，起動轉(zhuǎn)矩將減小。 6.4 6.4 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)1. 型號型號 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對數(shù)極對數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以

21、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)座長度代號(S、L、M）機(jī)座中心高（機(jī)座中心高（mm）三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)中心高中心高機(jī)座長度機(jī)座長度機(jī)座長度機(jī)座長度：在中心高和額定轉(zhuǎn)速相同的情況：在中心高和額定轉(zhuǎn)速相同的情況下，下，S、M、L機(jī)座號不同，功率依次增大。機(jī)座號不同，功率依次增大。中心高：中心高：是電動機(jī)機(jī)械安裝的重要尺寸。是電動機(jī)機(jī)械安裝的重要尺寸。電動機(jī)電動機(jī)異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號2. 接法接法接線盒接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4U2U1W2V1V2

22、W1U1U2W2U2V2V1W1U1Y 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)W1V1W2V2 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)3. 電壓電壓電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線線電壓值。電壓值。三相異步電動機(jī)的額定電壓有三相異步電動機(jī)的額定電壓有380V，3000V,及及6000V等多種。等多種。4. 電流電流電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線線電流值。電流值。5. 功率與效率功率與效率 cos3NN1IUP 額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率械功率 P2，它小于從電源吸取的電功率，它小于從電源吸取的電功率 P1。12PP 鼠籠電機(jī)鼠籠

23、電機(jī) =7293注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)出現(xiàn) “大馬拉小車大馬拉小車” 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。6. 功率因數(shù)功率因數(shù) 三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為載時(shí)約為 0.7 0.9?？蛰d時(shí)只有?？蛰d時(shí)只有 0.2 0.3。 7. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(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。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。 0N0Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率8. 絕緣等級絕緣等級指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為分為A (105C)、E (120C

24、) 、B (130C)、 F(155C) 、H (180C)五級。五級。stI1.起動電流起動電流 ： 中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定電流的中小型鼠籠式電機(jī)起動電流為額定電流的KI=5 7 倍。倍。與負(fù)載無關(guān)與負(fù)載無關(guān)，只取決于電動機(jī)的本身參數(shù)，只取決于電動機(jī)的本身參數(shù)大電流使電網(wǎng)電壓降低大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負(fù)載工作影響其他負(fù)載工作頻繁頻繁起動時(shí)造成熱量積累起動時(shí)造成熱量積累 電機(jī)過熱電機(jī)過熱影響：影響：6.56.5三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動需考慮的因素：三相異步電動機(jī)的起動需考慮的因素：2.起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 T st ： 三相異步電機(jī)起動轉(zhuǎn)距三相異

25、步電機(jī)起動轉(zhuǎn)距 T st 與與 U12 成正比。與成正比。與轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)。轉(zhuǎn)子電阻有關(guān)。 起動轉(zhuǎn)距過大，會使傳動機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而起動轉(zhuǎn)距過大，會使傳動機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而 損壞，應(yīng)設(shè)法減小。損壞，應(yīng)設(shè)法減小。將起動電流限制在允許的范圍內(nèi)將起動電流限制在允許的范圍內(nèi)所以起動要求：所以起動要求：起動轉(zhuǎn)距要足夠大起動轉(zhuǎn)距要足夠大起動轉(zhuǎn)距過小，帶負(fù)載的起動能力差，起動轉(zhuǎn)距過小，帶負(fù)載的起動能力差， 應(yīng)設(shè)法提高。應(yīng)設(shè)法提高。按鼠籠和繞線兩種電動機(jī)，采用不同的起動方式。按鼠籠和繞線兩種電動機(jī)，采用不同的起動方式。一、鼠籠式異步電動機(jī)的起動一、鼠籠式異步電動機(jī)的起動1. 直接起動（全壓起動）直接起動（全壓起動） 將

26、額定電壓直接加在電動機(jī)的定子繞組上起動。將額定電壓直接加在電動機(jī)的定子繞組上起動。雖然起動電流很大，但因起動時(shí)間很短，且隨著轉(zhuǎn)雖然起動電流很大，但因起動時(shí)間很短，且隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加，電流很快減小，所以只要起動不過子轉(zhuǎn)速的增加，電流很快減小，所以只要起動不過于頻繁，電動機(jī)就不會過熱。于頻繁，電動機(jī)就不會過熱。UL+-ROE=USI=E-IR0 如果電源的容量足夠大，在電動機(jī)的容量的如果電源的容量足夠大，在電動機(jī)的容量的3倍以倍以上，電源的額定電流遠(yuǎn)大于電動機(jī)的起動電流，不上，電源的額定電流遠(yuǎn)大于電動機(jī)的起動電流，不會引起供電電壓的顯著下降，就可采用直接起動，會引起供電電壓的顯著下降，就可采用直

27、接起動，否則就要采用下面的減壓起動方法。否則就要采用下面的減壓起動方法。a.Y 起動：起動： 正常正常運(yùn)行運(yùn)行l(wèi)UAZBYXClI 起動起動ABCXYZlUlYI2. 降壓起動降壓起動ZUIllY33ZUIll設(shè)：電機(jī)每相阻抗為設(shè)：電機(jī)每相阻抗為z31llYIIlUU31P SYtst31TT 但同時(shí)起動轉(zhuǎn)矩也下降但同時(shí)起動轉(zhuǎn)矩也下降(a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)，且繞組僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)，且繞組6個(gè)端全部引到接線盒。個(gè)端全部引到接線盒。 )(2StUT Y 起動使起動使 ststTI(b) Y 換接起動適合于空載或輕載起動的場合換接起動適合于空載或輕載起動的場合Y

28、- 換接起動應(yīng)注意的問題換接起動應(yīng)注意的問題正常正常運(yùn)行運(yùn)行UlU1W2V2W1+U2V1UP起動起動+Ul+U1W2V2W1U2V1b. 自耦降壓起動自耦降壓起動L1L3L2FUQQ2下合：下合： 接入自耦變接入自耦變 壓器，降壓壓器，降壓 起動。起動。Q2上合：上合： 切除自耦變切除自耦變 壓器，全壓壓器，全壓 工作。工作。合刀閘開關(guān)合刀閘開關(guān)QQ2自耦降壓起動適合于需起動轉(zhuǎn)矩較大的，或正常運(yùn)自耦降壓起動適合于需起動轉(zhuǎn)矩較大的，或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成行時(shí)聯(lián)成 Y形而不能采用形而不能采用Y 起動的鼠籠式異步電動起動的鼠籠式異步電動機(jī)。機(jī)。2AK降壓全壓II設(shè)自耦變壓器變比為設(shè)自耦變壓器變比為KA

29、電動機(jī)定子相電壓下降了電動機(jī)定子相電壓下降了KA倍，定子相電流也下倍，定子相電流也下降了降了KA倍。倍。 同時(shí)自耦變壓器使三相電源提供的電流下降了同時(shí)自耦變壓器使三相電源提供的電流下降了KA倍。倍。 所以電動機(jī)的起動電流下降了兩個(gè)所以電動機(jī)的起動電流下降了兩個(gè)KA倍，即倍，即 但電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩與定子相電壓的平方成正比，但電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩與定子相電壓的平方成正比，也下降了也下降了2AK降壓全壓STSTTT例：一臺例：一臺Y250M6三相籠式異步電動機(jī)，三相籠式異步電動機(jī)，UN =380V，三角形連結(jié)，三角形連結(jié)， PN =37kW，nN=985r/min， IN=72A， KS=1.8, KI

30、=6.5 。已知電動機(jī)起動時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩已知電動機(jī)起動時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=250Nm，從電源取用的電流不得超過，從電源取用的電流不得超過360A，試問，試問：（：（1）能否直接起動；（能否直接起動；（2）能否采用星）能否采用星三角起動三角起動；（；（3）能否采用）能否采用KA=0.8的自耦變壓器起動？的自耦變壓器起動？mNnPTNN3599550N直接起動的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流為直接起動的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流為（1）電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩解：解：IS360A，不能直接起動。，不能直接起動。,mNTKTNSS646AIKINIS468（2）星）星三角起動時(shí)的三角起動時(shí)的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流為起動轉(zhuǎn)矩

31、和起動電流為TSYTL，不能，不能星星三角三角起動。起動。,mNTTSSY21531AIISSY15631（3）采用）采用KA=0.8的自耦變壓器的自耦變壓器起動時(shí)的起動轉(zhuǎn)矩起動時(shí)的起動轉(zhuǎn)矩和從電源取用的電流為和從電源取用的電流為TSZTL， 且且ISZ360A，可以采用自耦變壓器起動。，可以采用自耦變壓器起動。,mNTKTSASZ4132AIKISASZ3002RSSIIR12RR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動時(shí)將適當(dāng)?shù)钠饎訒r(shí)將適當(dāng)?shù)腞 串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將串入轉(zhuǎn)子電路中，起動后將R 短路。短路。起動電阻起動電阻二、繞線式異步電動機(jī)的起動二、繞線式異步電動機(jī)的起動1.繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)

32、子電路串電阻起動繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動 適當(dāng)適當(dāng)選擇選擇R2，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動既可以降，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。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。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。R2 Tst 22 RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 轉(zhuǎn)子電路串電阻起動的特點(diǎn)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動的特點(diǎn) 由圖可見，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩將減小，所由圖可見，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩將減小，所以在起動時(shí)，應(yīng)逐步減小電阻，改換曲線以提升轉(zhuǎn)矩直以在起動時(shí)，應(yīng)逐步減小電阻，改換曲線以提升轉(zhuǎn)矩直至起動結(jié)束，電阻為至起動結(jié)束，電阻為0

33、 。2.繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路串頻敏變阻器起動繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路串頻敏變阻器起動 頻敏變阻器實(shí)際是一個(gè)三相鐵心線圈，頻敏變阻器實(shí)際是一個(gè)三相鐵心線圈，三相線圈成三相線圈成Y型接入轉(zhuǎn)子電路。鐵心用厚鋼型接入轉(zhuǎn)子電路。鐵心用厚鋼板制成，以板制成，以增加鐵損耗增加鐵損耗，由于鐵損耗最終以，由于鐵損耗最終以發(fā)熱形式完成能量轉(zhuǎn)換，與電阻一樣，所以發(fā)熱形式完成能量轉(zhuǎn)換，與電阻一樣，所以可將頻敏變阻器視為等效的電阻。可將頻敏變阻器視為等效的電阻。 因因f2=sf1，故電動機(jī)起動時(shí)，轉(zhuǎn)子，故電動機(jī)起動時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率頻率f2最高，頻敏變阻器的鐵損很最高，頻敏變阻器的鐵損很大，等效電阻就很大，線圈的電抗大，等效電阻

34、就很大，線圈的電抗也較大，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)了也較大，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)了較大的起動電阻和一定的電抗。隨較大的起動電阻和一定的電抗。隨轉(zhuǎn)速升高轉(zhuǎn)速升高f2逐漸降低，起動完成后逐漸降低，起動完成后近于近于0，等效電阻和電抗都隨之自，等效電阻和電抗都隨之自動減小而趨于動減小而趨于0，起動結(jié)束后，將起動結(jié)束后，將頻敏變阻器短接頻敏變阻器短接。pfsnsn106011變頻調(diào)速變頻調(diào)速 (無級調(diào)速無級調(diào)速) f=50Hz逆變器逆變器M3 整流器整流器f1、U1可調(diào)可調(diào)+變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：頻率調(diào)節(jié)范圍：0幾幾百赫茲百赫茲三種電氣三種電氣調(diào)速方法調(diào)速方法6.6 6.6 三相異步電動機(jī)的調(diào)速三相異步電動機(jī)的調(diào)速為滿足生產(chǎn)過程的要求，需要調(diào)速。為滿足生產(chǎn)過程的要求，需要調(diào)速。變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。2. 變極調(diào)速變極調(diào)速 (有級調(diào)速有級調(diào)速)A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動機(jī)稱作多速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動機(jī)稱作多速電機(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、對