第七章交流電動機(jī)

1、7 . 1 三相異步電動機(jī)的構(gòu)造7 . 2 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理7 . 3 三相異步電動機(jī)的電路分析7 . 4 三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性7 . 5 三相異步電動機(jī)的起動7 . 6 三相異步電動機(jī)的調(diào)速7 . 7 三相異步電動機(jī)的制動7 . 8 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)7 . 9 三相異步電動機(jī)的選擇 電動機(jī)的分類：電動機(jī)的分類：電動電動機(jī)機(jī)直流電動機(jī)交流電動機(jī)他勵電動機(jī)并勵電動機(jī)串勵電動機(jī)復(fù)勵電動機(jī)同步電動機(jī)異步電動機(jī)三相電動機(jī)單相電動機(jī)同步電動機(jī)異步電動機(jī)兩相電動機(jī)交流電動機(jī)交流電動機(jī)異步電動機(jī)異步電動機(jī)三相電動機(jī)三相電動機(jī)電動電動機(jī)機(jī)電動機(jī)電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。廣泛應(yīng)是

2、將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各種機(jī)械中作為驅(qū)動。用于現(xiàn)代各種機(jī)械中作為驅(qū)動。由電動機(jī)驅(qū)動的優(yōu)點：減輕繁重的體力勞動；提高生由電動機(jī)驅(qū)動的優(yōu)點：減輕繁重的體力勞動；提高生 產(chǎn)率；可實現(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)距離操縱。產(chǎn)率；可實現(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)距離操縱。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子殼體殼體機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵 (1) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條鐵芯槽內(nèi)放銅條,端端 部用短路環(huán)形成一體部用短路環(huán)形成一體, 或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組?；\型籠型繞線型繞線型鐵心：鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。由外周有槽的硅鋼片疊成。 籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁的籠型轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場作用下在

3、旋轉(zhuǎn)磁場作用下, 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。(2) 繞線型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子 同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。繞線型異步電動機(jī)的構(gòu)造繞線型異步電動機(jī)的構(gòu)造風(fēng)罩風(fēng)罩風(fēng)扇風(fēng)扇后端蓋后端蓋定子鐵心定子鐵心出線盒出線盒定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心前端蓋前端蓋機(jī)座機(jī)座 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性。變電動機(jī)的機(jī)械特性。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴、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。外加電阻可人為改變電

4、動機(jī)的機(jī)械特性。y y系列三相異步電動機(jī)系列三相異步電動機(jī)yr系列繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)系列繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)7. 2 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理 切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則右手定則感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢 e20旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流感應(yīng)電流 i2旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場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tnnn0+ffs規(guī)定規(guī)定 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( )電流入電流入二、 旋轉(zhuǎn)磁場ns0 t 60t 合成磁場方向向下合成磁場方向向下 合成磁場旋轉(zhuǎn)合

5、成磁場旋轉(zhuǎn)600n 60 90t 合成磁場旋轉(zhuǎn)合成磁場旋轉(zhuǎn)90snsn600分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場即：即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過3602. .結(jié)論：結(jié)論： 任意調(diào)換兩任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線nsns600 當(dāng)三相定子繞組按圖示排當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時，產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)列時，產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，即：磁場，即：1 p旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)

6、1u2u 2u2w 1w1v2v1v 2v 1u 1w 2w1u2u 2u2w1w1v2v1v 2v 1u 1w 2w 若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián)若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián) ，繞組的始端，繞組的始端之間互差之間互差60, 將形成將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。 1u2u 2u2w 1w1v2v1v 2v 1u 1w 2w 1u2u 2u2w1w1v2v1v 2v 1u 1w 2w 1u2u 2u2w 1w1v2v1v 2v 1u 1w 2w 1u2u 2u2w1w1v2v1v 2v 1u 1w 2wnsnsnsns0 t 60t p = 20n30 若定子每相繞組由三個若定子

7、每相繞組由三個線圈串聯(lián)線圈串聯(lián) , 繞組的始端之繞組的始端之間互差間互差40, 將形成將形成三對三對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。600 在一對極的情況下，當(dāng)電流從在一對極的情況下，當(dāng)電流從 t=0到到 t=60 經(jīng)歷了經(jīng)歷了60 時，磁時，磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了場在空間也旋轉(zhuǎn)了60 。當(dāng)電流交變了一個周期時，磁場恰好在空。當(dāng)電流交變了一個周期時，磁場恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)。間旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)。 在三對極的情況下，當(dāng)電流從在三對極的情況下，當(dāng)電流從 t=0到到 t=60 經(jīng)歷了經(jīng)歷了60 時，磁場時，磁場 在空間僅旋轉(zhuǎn)了在空間僅旋轉(zhuǎn)了20 。當(dāng)電流交變了一個周期時，磁場僅旋轉(zhuǎn)了。當(dāng)電流交變了一個周期時，

8、磁場僅旋轉(zhuǎn)了1/3 轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0=60f1/3。 由此推知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有由此推知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有p對極時，磁場的轉(zhuǎn)速為對極時，磁場的轉(zhuǎn)速為 分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn 設(shè)電流的頻率為設(shè)電流的頻率為f1，即電流每秒鐘交變了，即電流每秒鐘交變了f1次或每分鐘交變次或每分鐘交變60f1 次，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速次，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0=60f1 。轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)每分。轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)每分(r/min)。 在兩對極的情況下，當(dāng)電流從在兩對極的情況下，當(dāng)電流從 t=0到到 t=60 經(jīng)歷了經(jīng)歷了60 時，磁場時，磁場 在空間僅旋轉(zhuǎn)了在空間僅旋轉(zhuǎn)了30 。當(dāng)電流交變了一個周期

9、時，磁場僅旋轉(zhuǎn)了半。當(dāng)電流交變了一個周期時，磁場僅旋轉(zhuǎn)了半 轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0=60f1/2。 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 不同磁極對數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速不同磁極對數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速pn1/(r/min)1 300021500310004 7505 6006 500同步轉(zhuǎn)速 n0電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速也稱為同步轉(zhuǎn)速 n0。 根據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將小于磁場的轉(zhuǎn)速，即n n0(接近同步轉(zhuǎn)速)。若二者相等，轉(zhuǎn)子就沒有切割磁力線作用，轉(zhuǎn)矩也就消失了，因此轉(zhuǎn)子不可能以n0的轉(zhuǎn)速正常運行。 轉(zhuǎn)差率 s 轉(zhuǎn)差率 s 是表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場轉(zhuǎn)速n0 之間差別 程度的

10、，即00nnns它是異步電動機(jī)的重要參量之一，額定時約為19%轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n電動機(jī)運行時的實際轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n。例例7.2.1解：由于電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)接近且略小于同步轉(zhuǎn)速 n0，而 n0 對應(yīng)于磁極對數(shù)p有一系列固定值。顯然，與570r/min最接近的是min/6000rn 因此，額定時的轉(zhuǎn)差率為%560057060000nnns5p 某三相異步電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n=570r/min。求電動機(jī)的極數(shù)和額定時的轉(zhuǎn)差率(f1=50hz)。7. 3 三相異步電動機(jī)的電路分析三相異步電動機(jī)的電路分析 三相異步電動機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組；轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的副繞組

11、(而電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組一般是短路的)。定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場將通過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而構(gòu)成的閉合磁路，該磁場不僅在轉(zhuǎn)子的每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 e2，也要在定子的每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 e1。而實際上，旋轉(zhuǎn)磁場是由定子電流和轉(zhuǎn)子電流共同作用產(chǎn)生的。 設(shè)定子和轉(zhuǎn)子的每相繞組匝數(shù)分別為n1和n2，下面將對動機(jī)的電路進(jìn)行分析。一、定子電路一、定子電路 電動機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度在沿定子與轉(zhuǎn)子間氣隙中，是接近于正弦規(guī)律變化分布。因此，通過每相定子繞組的磁通也應(yīng)是隨時間作正弦規(guī)律變化的，即=msint 因此，每相定子繞組中由旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為dtdne11也是正弦量，其有效值為1114

12、4. 4nfe f1 是 e1 的頻率，由同步轉(zhuǎn)速可得6001pnf 每相繞組的電路圖1e1e1u1i2i2e2e1f2f+_+_+_+_主磁通要通過轉(zhuǎn)子繞組，而漏磁通將不通過轉(zhuǎn)子繞組。這樣在原繞組電路中的電壓約束方程為)()(11111eeriu)(11111edtdilri如用相量表示，則可認(rèn)為)(111111exijriu式中r1和x1=2f1l1分別為定子每相繞組的電阻和漏磁感抗。它們都很小，對于主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可忽略，則11eu或11eu 定子電路分析定子電路分析定子電流不僅產(chǎn)生主磁通，還將產(chǎn)生漏磁通每相繞組的電路圖1e1e1u1i2i2e2e1f2f+_+_+_+_二、轉(zhuǎn)子電

13、路二、轉(zhuǎn)子電路 根據(jù)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理，異步電動機(jī)之所以能夠轉(zhuǎn)動，是因為轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場中要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 e2，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流i2，而與旋轉(zhuǎn)磁場作用產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩t 。下面討論轉(zhuǎn)子電路中的各物理量：1. 轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動勢 旋轉(zhuǎn)磁場的主磁通旋轉(zhuǎn)磁場的主磁通在每相在每相轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢tnedd22nfe22244. 4其有效值為 f2為轉(zhuǎn)子繞組中電流的頻率。每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖1e1e1u1i2i2e2e1f2f+_+_+_+_+2. 轉(zhuǎn)子繞組中電流的頻率轉(zhuǎn)子繞組中電流的頻率 f21000026060)(fspnnnnnnp

14、f可見，轉(zhuǎn)子電流頻率與轉(zhuǎn)差率 s 有關(guān)，也就是與轉(zhuǎn)速n 有關(guān)。在 s=1 即(n =0)時，轉(zhuǎn)子電流頻率最大 f2= f1。對額定轉(zhuǎn)速時， s為19%，則f2= 0.5 4.5 hz。由此，進(jìn)而可得轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的有效值為2021244. 4senfsee20為 s = 1 (或n=0)時轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值，nfe212044. 4因為旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)速為 (n0 n)，所以 dtdile222對轉(zhuǎn)子電路應(yīng)用kvl，有dtdilrierie22222222)(若用相量表示，則為22222222)(xijrierie每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖x2與轉(zhuǎn)子頻率f 2有關(guān)，

15、即202122222xslfslfx可見，轉(zhuǎn)子感抗與轉(zhuǎn)差率有關(guān)。其中x20是s=1(或n=0)時的轉(zhuǎn)子感抗21202lfx三、轉(zhuǎn)子繞組中的電流三、轉(zhuǎn)子繞組中的電流轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生漏磁通 2，每相繞組中的感應(yīng)電動勢為每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖1e1e1u1i2i2e2e1f2f+_+_+_+_+22222222)(xi jrierie2202220222222)(sxrsexrei可見，轉(zhuǎn)子電流i2也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，如圖曲線所示。轉(zhuǎn)差率s增加(轉(zhuǎn)速n減小)時，轉(zhuǎn)子切割磁力線加劇，于是e2增加，i2也增加。0i2, cos 2s1i2cos 2由于轉(zhuǎn)子漏磁通的存在，呈電感性，因此 i2 比

16、e2 滯后2角。轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)為轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)為220222222222)(cossxrrxrr也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)(見圖示曲線)。將感抗x2代入上式，可得轉(zhuǎn)子電流為7. 4 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性一、轉(zhuǎn)矩公式一、轉(zhuǎn)矩公式 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場每磁極的磁通 與轉(zhuǎn)子電流i2相互作用產(chǎn)生的。它應(yīng)與電磁功率成正比，因而與轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)有關(guān)。于是2222coscosikitt111111144. 444. 4unfunfe及及22222122022202)44. 4()(xrnfssxrsei且且2202222)(cossxrr電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 t 2

17、2022212)(sxrusrkt由上式可見，轉(zhuǎn)矩還與定子的相電壓u1的平方成正比。所以，電源電壓的變動對轉(zhuǎn)矩的影響很大。轉(zhuǎn)矩特性t =t(s)曲線如圖所示，當(dāng)s很小時， t與s成正比；當(dāng)s很大時，t與 s 成反比(以雙曲線為漸近線)，并且有最大轉(zhuǎn)矩tmax存在。tssmtmax00nn01則轉(zhuǎn)矩公式可表示為則轉(zhuǎn)矩公式可表示為轉(zhuǎn)矩t也與s有關(guān)。轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線t= f (s)如右側(cè)上圖所示，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 n = f (t)如右側(cè)下圖所示。tssmtmax00nn01tbtmax0nn0tntstnna在電源電壓u1和轉(zhuǎn)子電阻r2 一定的情

18、況下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線 t= f (s) 或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線 n = f (t)，稱為電動機(jī)的機(jī)械特性曲線。tbtmax0nn0tntstnna在電動機(jī)勻速轉(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)矩t必須與阻力轉(zhuǎn)矩tc 平衡，而阻力轉(zhuǎn)矩包括負(fù)載轉(zhuǎn)矩t2和空載損耗轉(zhuǎn)矩t0。一般t0很小，?？珊雎?，所以60/22202npttttp2是電動機(jī)的輸出功率 (單位 w )， t 的單位是(nm)。n 的單位是 (r / min)。若功率單位用千瓦，則npt29550研究機(jī)械特性是為了分析電動機(jī)的運行性能。在機(jī)械特性曲線上，要討論三個轉(zhuǎn)矩。可從電動機(jī)銘牌上額定功率和額定轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)求得。如某臺電動機(jī)，p 2n =7.5kw

19、，額定轉(zhuǎn)速nn =1440 r / min，則額定轉(zhuǎn)矩為14405 . 795509550nn2nptnmn7 .49正常情況下，電動機(jī)都工作在特性曲線的 ab 段，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速要降低，但對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩卻要增加，因為 ab 段比較平坦，所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化不大。這種特征稱為硬的機(jī)械特性硬的機(jī)械特性。tbtmax0nn0tstatnnn額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩是電動機(jī)在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)矩。21220222)(usxrsrkt 2021max2xukt 0dd st令：令：求得求得202mxrss 臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率將將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得代入轉(zhuǎn)矩公式，可得tmax)( )1(2max1

20、21max無無關(guān)關(guān)與與rtu,ut 2021max2 xukt nmaxtt 一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)3281. (2) sm與與 r2 有關(guān)，有關(guān)， r2 sm n 。繞線。繞線型型電電 機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻r 2 可實現(xiàn)調(diào)速?？蓪崿F(xiàn)調(diào)速。 202mxrs 22022212)(sxrusrkt 22022212stxrurkt 電動機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩電動機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩起動時起動時n= 0 時時，s =1 st121st, ) 1 (tuut(2) tst與與 r2 有關(guān)，有關(guān)， 適當(dāng)使適當(dāng)使 r2 tst 。對繞線式型。對繞線式型 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加

21、電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻 r 2 , 可使可使tst =tmax 。體現(xiàn)了電動機(jī)帶體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。載起動的能力。 nststtt 起動能力起動能力2 .11st 一一般般t2 st2 tt =t2n t t 2達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡t2nu tm u utst 22022212stxrurkt 2021m2xukt 202mxrs 0nnut2tst nnr2 tst n maxt2t22022212stxrurkt 2021m2xukt 202mxrs tm不變不變 7. 5 三相電動機(jī)的起動三相電動機(jī)的起動一、起動性能 電動機(jī)的起動就是將它開動起來。在起動瞬間，電動機(jī)的起動就

22、是將它開動起來。在起動瞬間，n=0，s=1。我們從起動時的電流和轉(zhuǎn)矩來分析電動機(jī)的起動性能。我們從起動時的電流和轉(zhuǎn)矩來分析電動機(jī)的起動性能。1、起動電流、起動電流ist 在剛起動時，由于旋轉(zhuǎn)磁場對靜止的轉(zhuǎn)子有著很大的在剛起動時，由于旋轉(zhuǎn)磁場對靜止的轉(zhuǎn)子有著很大的相對轉(zhuǎn)速，磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度很快，這時轉(zhuǎn)子繞相對轉(zhuǎn)速，磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度很快，這時轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的電動勢和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流都很大。一般中小組中感應(yīng)出的電動勢和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流都很大。一般中小型電動機(jī)的起動電流約為額定值的型電動機(jī)的起動電流約為額定值的5-7倍。倍。即：即：75/nstii 當(dāng)電動機(jī)不是頻繁起動時，起動電流對電機(jī)

23、本身影響當(dāng)電動機(jī)不是頻繁起動時，起動電流對電機(jī)本身影響不大。因為電機(jī)的起動時間很短。但當(dāng)起動頻繁時，由于不大。因為電機(jī)的起動時間很短。但當(dāng)起動頻繁時，由于熱量的積累，可以使電機(jī)過熱。同時對線路也有些影響。熱量的積累，可以使電機(jī)過熱。同時對線路也有些影響。如果起動轉(zhuǎn)矩過小，就不能在滿載下起動，應(yīng)如果起動轉(zhuǎn)矩過小，就不能在滿載下起動，應(yīng)設(shè)法提高。但起動轉(zhuǎn)矩也不能過大，否則，會設(shè)法提高。但起動轉(zhuǎn)矩也不能過大，否則，會使傳動機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞。使傳動機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞。由上述可知，異步電動機(jī)起動時的主要缺點是由上述可知，異步電動機(jī)起動時的主要缺點是起動電流較大。為了減小起動電流，必須采用起動電流較大。

24、為了減小起動電流，必須采用適當(dāng)?shù)钠饎臃椒?。適當(dāng)?shù)钠饎臃椒ā?、起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩tst在剛起動時，雖然轉(zhuǎn)子電流較大，但由于轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)是很低的。因此起動轉(zhuǎn)矩是不大的，它與額定轉(zhuǎn)矩之比值約為1.02.2。1、直接起動、直接起動2、降壓起動、降壓起動1、直接起動、直接起動 直接起動就是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動機(jī)直直接起動就是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動機(jī)直接接到額定電源上。由于起動電流較大，將使線路電接接到額定電源上。由于起動電流較大，將使線路電壓下降，影響負(fù)載的正常工作。一般只對功率在壓下降，影響負(fù)載的正常工作。一般只對功率在 2030 千瓦以下的異步電動機(jī)采用直接起動方法。而千瓦以下的異步電動

25、機(jī)采用直接起動方法。而對于功率較大的異步電動機(jī)通常采用降壓起動。對于功率較大的異步電動機(jī)通常采用降壓起動。二、起動方法二、起動方法鼠籠式電動機(jī)的起動方法有兩種（1）星形）星形三角形（三角形（y-）換接起動）換接起動 該方法只適合于電動機(jī)在工作時，其定子繞組該方法只適合于電動機(jī)在工作時，其定子繞組接成三角形時的情況。接成三角形時的情況。 如有一臺三角形聯(lián)接的電動機(jī)，接在電壓為如有一臺三角形聯(lián)接的電動機(jī)，接在電壓為380v的電源上，其的電源上，其每相定子每相定子繞組上的電壓就是繞組上的電壓就是380v；當(dāng)采用星形聯(lián)接時，且接在相同電源上，；當(dāng)采用星形聯(lián)接時，且接在相同電源上，此時每相定子繞組上的電

26、壓是此時每相定子繞組上的電壓是220v。2、降壓起動所謂降壓起動就是在電動機(jī)起動時，降低其所加的電壓。其目的就是要減小起動電流。降壓起動通常采用下面的幾種方法。|z|ulily=ipyilipul當(dāng)電動機(jī)正常工作時，當(dāng)電動機(jī)正常工作時，zuiilpl33當(dāng)電動機(jī)星形起動時，當(dāng)電動機(jī)星形起動時，zuii3/lpyly31llyii電流關(guān)系 通過計算可以看出，電壓變?yōu)橥ㄟ^計算可以看出，電壓變?yōu)?/3倍，倍，電流變?yōu)殡娏髯優(yōu)?/3。 由于轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以起動由于轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以起動轉(zhuǎn)矩也減小到直接起動時的轉(zhuǎn)矩也減小到直接起動時的1/3。因此，這種。因此，這種方法只適合于空載或

27、輕載時起動。方法只適合于空載或輕載時起動。 該種起動一般采用星三角起動器來實現(xiàn)，該種起動一般采用星三角起動器來實現(xiàn)，電路如圖所示。電路如圖所示。動動觸觸點點y動動觸觸點點y起動狀態(tài)起動狀態(tài)動動觸觸點點y動動觸觸點點待起動狀態(tài)待起動狀態(tài)動動觸觸點點y動動觸觸點點切換狀態(tài)切換狀態(tài)動動觸觸點點y動動觸觸點點工作狀態(tài)工作狀態(tài)動動觸觸點點y動動觸觸點點返回正常停止?fàn)罘祷卣ＭＶ範(fàn)顟B(tài)態(tài) 自耦降壓起動是利用三相自耦變壓器將電動機(jī)自耦降壓起動是利用三相自耦變壓器將電動機(jī)在起動過程中的端電壓降低，其接線如圖所示。在起動過程中的端電壓降低，其接線如圖所示。 自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同自耦變壓器備有抽頭，以便

28、得到不同的電壓（例如為電源電壓的的電壓（例如為電源電壓的73%、64%、55%），根據(jù)對起動轉(zhuǎn)矩的要求而選用。），根據(jù)對起動轉(zhuǎn)矩的要求而選用。 自耦降壓起動適用于容自耦降壓起動適用于容量較大的或正常運行時聯(lián)成量較大的或正常運行時聯(lián)成星形不能采用三角起動器的星形不能采用三角起動器的鼠籠式異步電動機(jī)。鼠籠式異步電動機(jī)。自耦降壓起動接線圖自耦降壓起動接線圖工工作作起起動動 顯然，自耦降壓起動時顯然，自耦降壓起動時的起動轉(zhuǎn)矩有大幅度下降。的起動轉(zhuǎn)矩有大幅度下降。（2）自耦降壓起動）自耦降壓起動例例7.5.1 有一有一y225m-4型三相異步電動機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如型三相異步電動機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：試求：（

29、下：試求：（1）額定電流；（）額定電流；（2）額定轉(zhuǎn)差率）額定轉(zhuǎn)差率sn；（；（3）額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩tn；最大轉(zhuǎn)矩；最大轉(zhuǎn)矩tmax;起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩tst1480r/min功率功率45kw轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速電壓電壓效率效率 功率因數(shù)功率因數(shù)nst/iinst/ttnmax/tt380v92.3%0.887.01.92.2（3）接起動電阻起動）接起動電阻起動對于繞線式電動機(jī)的起動，只要在轉(zhuǎn)子電路中接入大小適當(dāng)?shù)钠饎与娮瑁涂蛇_(dá)到減小起動電流的目的；同時起動轉(zhuǎn)矩也提高了。（2）013. 015001480150000nnnns（3）n.m4 .290148045955095502nnptn.m9 .638

30、4 .2902 . 22 . 2nmaxttn.m8 .5514 .2909 . 19 . 1nsttt解：解：（1）4100kw的電動機(jī)通常都是的電動機(jī)通常都是380v、聯(lián)接。聯(lián)接。a2 .84923. 088. 038031045cos310332nupi)cos3(uip 例例7.5.2t a4 .5892 .8477nstiia5 .1964 .5893131ststyiimn9 .1838 .5513131ststyttu/=0.9 un時， t 在上題中：（1）若負(fù)載轉(zhuǎn)矩為510.2nm，試問在u=un和u/=0.9 un兩種情況下，能否起動？（2）采用y-換接起動時，求起動電流和

31、起動轉(zhuǎn)矩。又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩tn的80%和50%時，電動機(jī)能否起動？ 在80%額定負(fù)載時不能起動。, 13 .2329 .1838 . 04 .2909 .183%80nstytt 在50%額定負(fù)載時能起動。, 12 .1459 .1835 . 04 .2909 .183%50nstytt例例7.5.3a4 .5892 .8477nstiia2 .3774 .58964. 064. 0st/stiia4 .2414 .58964. 064. 064. 02st2/st/stiiimn2268 .55164. 064. 02/st2st/stttt 對上題如采用自耦降壓起動，設(shè)起動時電動機(jī)的

32、端電壓降到電源電壓的64%，求線路起動電流和電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩。7. 6 三相電動機(jī)的調(diào)速三相電動機(jī)的調(diào)速pfsnsn1060)1 ()1 (fps調(diào)速就是在同一負(fù)載下能得到不同的轉(zhuǎn)速，以滿足生產(chǎn)過程的要求。一、變極調(diào)速一、變極調(diào)速pfn1060ppp由式二、變頻調(diào)速二、變頻調(diào)速f變頻調(diào)速就是改變電源電壓的頻率，從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。目前主要采用下圖所示的變頻裝置三、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速只要在繞線式電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中接入一個調(diào)速電阻，改變電阻的大小，就可以得到平滑調(diào)速。如增大調(diào)速電阻時，轉(zhuǎn)差率上升，而轉(zhuǎn)速下降。這種調(diào)速方法的優(yōu)點是設(shè)備簡單、投資少；但能量損耗較大。7. 7 三相異步電動機(jī)

33、的制動三相異步電動機(jī)的制動因為電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分有慣性，所以把電源切斷因為電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分有慣性，所以把電源切斷后，電動機(jī)還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定時間后停止。為了后，電動機(jī)還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一定時間后停止。為了縮短輔助工時，提高機(jī)械工作的生產(chǎn)率，并為了縮短輔助工時，提高機(jī)械工作的生產(chǎn)率，并為了安全起見，往往要求電動機(jī)能夠迅速停車和反轉(zhuǎn)。安全起見，往往要求電動機(jī)能夠迅速停車和反轉(zhuǎn)。這就需要對電動機(jī)這就需要對電動機(jī)制動制動。對電動機(jī)制動，也就是。對電動機(jī)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)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。矩稱為制動轉(zhuǎn)矩。一、能耗制動一、能耗制動二、反接制動二、反接制動三、發(fā)電反饋制動三