第六章 電動機(jī)

1、第六章(三相異步)電動機(jī)交流電動機(jī)交流電動機(jī)直流電動機(jī)直流電動機(jī)鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式異步機(jī)異步機(jī)同步機(jī)同步機(jī)他勵、并勵、串勵、復(fù)勵他勵、并勵、串勵、復(fù)勵電動機(jī)：電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能電動機(jī)：電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能發(fā)電機(jī)：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能發(fā)電機(jī)：其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能返回返回使用電動機(jī)驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械可：使用電動機(jī)驅(qū)動生產(chǎn)機(jī)械可： （1 1）簡化生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)）簡化生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu) （2 2）提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量）提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 （3 3）能實現(xiàn)自動控制）能實現(xiàn)自動控制 （4 4）實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱）實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱 （1 1）基本結(jié)構(gòu)）基本結(jié)構(gòu) （2 2）工作原理）工作原理 （3 3）機(jī)械特性

2、）機(jī)械特性 （4 4）起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的基本原理）起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速的基本原理 （5 5）應(yīng)用場合和正確使用）應(yīng)用場合和正確使用 8.1 8.1 三相異步電動機(jī)的構(gòu)造三相異步電動機(jī)的構(gòu)造鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子（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）分為兩個基本部分分為兩個基本部分： 構(gòu)成：由機(jī)座、鐵心和定子繞組組成構(gòu)成：由機(jī)座、鐵心和定子繞組組成 機(jī)座是用鑄鐵或鑄剛制成，鐵心由機(jī)座是用鑄鐵或鑄剛制成，鐵心由 互相絕緣的硅鋼片疊成，內(nèi)圓周表互相絕緣的硅鋼片疊成，內(nèi)圓周表面沖有槽，用以放置對稱三相繞組；面沖有槽，用以放置對稱三相繞組；對稱三相繞組有的聯(lián)

3、接成星形、有對稱三相繞組有的聯(lián)接成星形、有的聯(lián)接成三角形的聯(lián)接成三角形 作用：作用： 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 機(jī)座機(jī)座定子繞組定子繞組銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)出線端子出線端子鼠籠式電動機(jī)構(gòu)造簡單、價格低鼠籠式電動機(jī)構(gòu)造簡單、價格低廉、工作可靠、使用方便廉、工作可靠、使用方便 構(gòu)成構(gòu)成：由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成：由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成 鐵心也用硅鋼片疊成，表面沖有槽，鐵心也用硅鋼片疊成，表面沖有槽，裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機(jī)械負(fù)載；因繞組裝在轉(zhuǎn)軸上，軸上加機(jī)械負(fù)載；因繞組不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。作用作用：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。

4、應(yīng)電動勢或電流。鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子 鐵心鐵心繞組繞組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸YBZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機(jī)機(jī) 座座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下， 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或 電流。電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn) 磁場。磁場。繞線式繞線式鼠籠式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子 n0nei8.8.2三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理NSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈磁極旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢vlBe導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度切割速

5、度（右手定則右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力通電導(dǎo)線在磁場中受力ilBfn0neiNSf1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn) 兩者轉(zhuǎn)動方向一致兩者轉(zhuǎn)動方向一致 結(jié)論：結(jié)論：異步異步2. 線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢0nnn0neiNSf 由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向是一致的，所以如果向是一致的，所以如果n=n1，則磁場與轉(zhuǎn)，則磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，它們之間就不存子之間就沒有相對運動，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢、產(chǎn)生電流，

6、也就不能產(chǎn)生電感應(yīng)電動勢、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。所以，感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不磁轉(zhuǎn)矩。所以，感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不可能等于磁場速度。因此，這種電動機(jī)一可能等于磁場速度。因此，這種電動機(jī)一般也叫做般也叫做異步電動機(jī)異步電動機(jī)。n nN NS ST Tf fn n1 1f f1 1、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ在異步機(jī)中在異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極AiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向

7、：向下向下 電流電流 I 為正時，從首端流入、末端流出；為正時，從首端流入、末端流出； 電流電流 I 為負(fù)時，從首端流出、末端流入。為負(fù)時，從首端流出、末端流入。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：AiBiCitmIU1V1W1U2V2W2WVUit分析規(guī)定：分析規(guī)定： 電流電流 I 為正時，從首端流入、末端流出；為正時，從首端流入、末端流出； 電流電流 I 為負(fù)時，從首端流出、末端流入。為負(fù)時，從首端流出、末端流入。1NS1 2 32NS3NS4 4NS5 5NS6NS

8、6U1V1W1U2V2W2NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS 當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場是隨著電流的們共同產(chǎn)生的合成磁場是隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，這就是交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場。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。0n0n改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序改變相序（換接其中兩相）（換接其中兩相）AiBiCimItAiCiBimIt2 2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向 方法：方法：

9、將與電源相接的將與電源相接的任意兩相互換任意兩相互換(改變相序改變相序)，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)A B CM3電電 源源ABCM3電電 源源3 3、極對數(shù)（、極對數(shù)（P P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法（此種接法（每相繞組只有一組線圈每相繞組只有一組線圈,各相各相繞組的始端之間相差120度空間角）下，合成磁場只有）下，合成磁場只有一對磁一對磁極極，則極對數(shù)為，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCi

10、 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是形成的磁場則是兩對磁極兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt4 4、旋轉(zhuǎn)磁場的、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小轉(zhuǎn)速大小AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZSN0n60AiBiCimIt旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速決定于磁場的極數(shù)，在一對極的情況下，當(dāng)電流交變一次時，磁場恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一周。n0=60f（轉(zhuǎn)/分）XNSASNZBX AYCZ BCY0t 60t A0nAZXXC ZCSNSN30 旋轉(zhuǎn)磁場具有旋轉(zhuǎn)

11、磁場具有兩對兩對極極時，當(dāng)電流從時，當(dāng)電流從tt=0=0到到tt=60=60經(jīng)歷了經(jīng)歷了6060時，時，磁場在空間僅旋轉(zhuǎn)了磁場在空間僅旋轉(zhuǎn)了3030。比比P P=1=1時轉(zhuǎn)速慢了一半，時轉(zhuǎn)速慢了一半，即：即：n0=60f/2（轉(zhuǎn)/分） 所以，旋轉(zhuǎn)磁場的所以，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n0 0決定于決定于電流頻率電流頻率f1 1和磁場的和磁場的極對數(shù)極對數(shù)P，可推出：，可推出：2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(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)Hz50(f0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 0001n060 (/fnp轉(zhuǎn) 分）電動機(jī)

12、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)磁場間沒有相對運動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(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 5 5、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機(jī)運行中異步電機(jī)運行中:%9%1s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動機(jī)起動瞬

13、間電動機(jī)起動瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）例：例：有一臺 4 極感應(yīng)電動機(jī)，電壓頻率為 50 Hz轉(zhuǎn)速為 1440 rmin，試求這臺感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率。，解：解：因為磁極對數(shù)2p，所以同步轉(zhuǎn)速為：r/min 150025060601opfn轉(zhuǎn)差率為：%4%100150014401500%1000onnns電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理 在電動機(jī)定子繞組中通入三相對稱交流電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動勢。 在電動勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力作用。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來

14、。1. 1. 三相異步電動機(jī)的三相異步電動機(jī)的“電磁電磁”關(guān)系關(guān)系 8.38.3 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 ：主磁通產(chǎn)生主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的感應(yīng)電動勢。e1e2、 ：漏磁通產(chǎn)漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢生的感應(yīng)電動勢。e 1e 2、dtdNeeeRiu1111111 2.2.定子電路定子電路i2定子電路定子電路R1R2i1u1e1e 1e2e 2轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)子電路定子繞組相當(dāng)于變壓器原邊繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于副繞組定子繞組相當(dāng)于變壓器原邊繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于副繞組。tNum1111cos設(shè)：設(shè)：tsin1m11112 fNNUmmm111114.442mmUEUf N 設(shè)：設(shè)

15、：2f取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度0210006060nnnfSnnPnfP（1）轉(zhuǎn)子頻率轉(zhuǎn)子頻率（2）轉(zhuǎn)子電動勢轉(zhuǎn)子電動勢mmNSfNfE2122244. 444. 43.3.轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)子電路：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)2N：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率2f其中其中202122222SXLSfLfX202122244. 444. 4SENSfNfEmm（4）轉(zhuǎn)子功率因數(shù)轉(zhuǎn)子功率因數(shù) （3）轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流2222222022220()EIRXSERSX220222222222)(cosSXRRXRRR1R2i1u1e1e 1e2e 2COS2I2I2

16、, COS21S0結(jié)論：結(jié)論：轉(zhuǎn)子電路的電動勢、電流、頻率、感抗轉(zhuǎn)子電路的電動勢、電流、頻率、感抗、功率因數(shù)等都與轉(zhuǎn)差率、功率因數(shù)等都與轉(zhuǎn)差率S有關(guān)，有關(guān)，與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率 S 的關(guān)的關(guān)系如右圖所示。系如右圖所示。I2、COS2例例1：三相異步電動機(jī)：三相異步電動機(jī) p=3，電源，電源f1=50Hz，電機(jī)額定，電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率，轉(zhuǎn)子電動勢的頻率f2min/1000350606011rpfn同步轉(zhuǎn)速：同步轉(zhuǎn)速：04. 01000960100011nnns轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：Hzsff25004. 012例例2：三相異步電動機(jī)，：三相異步

17、電動機(jī)，p=2，n=1440 r/min，轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子R2=0.02 ，X20=0.08 ， E20=20V， f1= 50Hz。啟動時啟動時I2（st）額定轉(zhuǎn)速下的額定轉(zhuǎn)速下的I2（N）22022202)(sXRsEIs=1A242)08.0()02.0(20)(222202220XRE04. 0150014401500sA40)08.004.0()02.0(2004.0)(222202220sXRsE8.4.1電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 ： 轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下, , 受到電受到電 磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。22cosTmTK I8.

18、4 8.4 轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 TK常數(shù)常數(shù)m每極磁通每極磁通2I轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流2轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)即即22cosIKTmT22022202)(SXRSEI2202222)(cosSXRRmNfU11144.4其中其中：代入可得代入可得22122220()sRTKURsX8.4.2 三相電動機(jī)的機(jī)械特性三相電動機(jī)的機(jī)械特性)()(TfnSfT22122220()sRTKURsX根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式Ts10n0Tn得特性曲線：得特性曲線：電動機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力：電動機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力： 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，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化

19、而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特常用特性段性段n0nT 自適應(yīng)負(fù)載能力是自適應(yīng)負(fù)載能力是電動機(jī)區(qū)別于其它動力機(jī)械的重要電動機(jī)區(qū)別于其它動力機(jī)械的重要特點。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大特點。（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載。）油門，才能帶動新的負(fù)載。）TISnTL2 直至新的平衡。此過程中，直至新的平衡。此過程中， 時，時， 電源提供的功率自動電源提供的功率自動增加。增加。2 I1 I三個重要轉(zhuǎn)矩：三個重要轉(zhuǎn)矩：n0TnNT額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 ：電機(jī)在額定電壓下，以額電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速 運行，輸

20、出額運行，輸出額定功率定功率 時，電機(jī)轉(zhuǎn)軸時，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。上輸出的轉(zhuǎn)矩。NPNn( 1 )()95502(/)60NNNNNPPTnn千 瓦轉(zhuǎn)分（牛頓（牛頓米）米）NTnN 如果如果 電機(jī)將會電機(jī)將會因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)。因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)。maxTTL最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 ：( 2 )maxT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。n0TnmaxT求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2max12012TKUX過載系數(shù)：過載系數(shù)：maxNTT三相異步機(jī)三相異步機(jī)2 .28 .1 工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ，否則，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使

21、注意：注意： （1）三相異步機(jī)的）三相異步機(jī)的 和電壓的平方成正比，所和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。maxTmaxTTL （2）電機(jī)嚴(yán)重過熱電機(jī)嚴(yán)重過熱0n121)(s II2021max21XKUTstT起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 ：( 3 )電機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩。電機(jī)起動時的轉(zhuǎn)矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中則則22122220()stRTKURXLstTT stT體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。若體現(xiàn)了電動機(jī)帶載起動的能力。若 電機(jī)能電機(jī)能起動，否則將起動不了。起動，否則將起動不

22、了。1U21220222)(UsXRsRKT 機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系機(jī)械特性和電路參數(shù)的關(guān)系21 UT和電壓的關(guān)系和電壓的關(guān)系0Tn0) 0(nnsSTTTUmax1結(jié)論：結(jié)論： 和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系22RR 2 RR2的的 改變改變 ： 鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機(jī)外接電阻不同。機(jī)外接電阻不同。 21220222)(UsXRsRKT0ST令：令：得：得：202XRSm0Tn2RmsmsstTstT mmssststTT結(jié)論：結(jié)論： 機(jī)械特性的軟硬機(jī)械特性的軟硬 硬特性：負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。硬特性：負(fù)載變

23、化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起 動特性好。動特性好。 硬特性硬特性 （R2?。┬。┸浱匦攒浱匦裕≧2大）大）0Tn 不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動則選軟特性電機(jī)。電機(jī)；重載起動則選軟特性電機(jī)。060 (/fnp轉(zhuǎn) 分）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：%10000nnns電磁轉(zhuǎn)矩的概念：電磁轉(zhuǎn)矩的概念：額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩啟動能力啟動轉(zhuǎn)矩啟動能力最大轉(zhuǎn)矩過載能力最大轉(zhuǎn)矩過載能力n0TnstT8.5 8.5 三

24、相異步機(jī)的起動三相異步機(jī)的起動stI（1）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5-7 5-7 倍。倍。0n原因：原因：起動時起動時 ，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。定子電流定子電流轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流1.起動性能起動性能COS2I2I2,COS21S0B 大電流使電網(wǎng)電壓降低大電流使電網(wǎng)電壓降低 A 頻繁頻繁起動時造成熱量積累起動時造成熱量積累 影響影響：（2）起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 起動時，雖然轉(zhuǎn)子電流較大，但因轉(zhuǎn)子的功起動時，雖然轉(zhuǎn)子電流較大，但因轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)很低，因此起動轉(zhuǎn)矩并不是很大的，

25、與額率因數(shù)很低，因此起動轉(zhuǎn)矩并不是很大的，與額定轉(zhuǎn)矩之比為定轉(zhuǎn)矩之比為1.0-2.21.0-2.2。 如果起動轉(zhuǎn)矩如果起動轉(zhuǎn)矩過小過小，就不能滿載起動，應(yīng)設(shè)，就不能滿載起動，應(yīng)設(shè)法提高；如果起動轉(zhuǎn)矩法提高；如果起動轉(zhuǎn)矩過大過大，會使傳動機(jī)構(gòu)受到，會使傳動機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，應(yīng)設(shè)法減小。沖擊而損壞，應(yīng)設(shè)法減小。電機(jī)過熱電機(jī)過熱影響其他負(fù)載工作影響其他負(fù)載工作2.2.三相異步機(jī)的起動方法：三相異步機(jī)的起動方法：（1） 直接起動直接起動 20-3020-30千瓦以下的異步電動機(jī)一般采用直接起動千瓦以下的異步電動機(jī)一般采用直接起動。（2） 降壓起動降壓起動 在起動時降低加在電動機(jī)定子繞組上的電壓，以減

26、小起動電流，鼠籠式電動機(jī)常用的降壓起動方法有Y換接起動和自耦降壓起動。 方法簡單，但起動電流較大，影響電網(wǎng)上其他負(fù)載正常工作。Y 起動起動 正常正常運行運行l(wèi)UAZBYXClI 起動起動ABCXYZlUlYIZUIllY33ZUIll設(shè)：設(shè)：電機(jī)每相阻抗為電機(jī)每相阻抗為z31llYIIStstYTT31PPUU31（2）Y 起動應(yīng)注意的問題：起動應(yīng)注意的問題：（1）僅僅適用于適用于正常正常接法為三角形接法的電動機(jī)接法為三角形接法的電動機(jī)。 Y 起動時，起動電流減小的同時，起動轉(zhuǎn)起動時，起動電流減小的同時，起動轉(zhuǎn)矩也減小了。矩也減小了。所以降壓起動適合于所以降壓起動適合于空載或輕載空載或輕載起動

27、的場合起動的場合6RRR繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子1222202202)(IIRXREIst（3 3）轉(zhuǎn)子串電阻起動（繞線式電動機(jī)）。）轉(zhuǎn)子串電阻起動（繞線式電動機(jī)）。起動時將適當(dāng)?shù)钠饎訒r將適當(dāng)?shù)腞 R串入轉(zhuǎn)子繞組中，串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動后將起動后將R R 短路。短路。轉(zhuǎn)子串電阻起動的特點：轉(zhuǎn)子串電阻起動的特點：適于轉(zhuǎn)子為適于轉(zhuǎn)子為繞線式繞線式的電動機(jī)起動。的電動機(jī)起動。（1） （2）R2選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動電流起動電流， 又可以增加又可以增加起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大 的生產(chǎn)機(jī)械上，如卷揚機(jī)、鍛壓機(jī)、起重機(jī)等的生產(chǎn)機(jī)

28、械上，如卷揚機(jī)、鍛壓機(jī)、起重機(jī)等。0Tn2R2R22RRststTRXRURKT222022212例例3：三相異步電動機(jī)，額定功率：三相異步電動機(jī)，額定功率PN=10kW，額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，啟動能力啟動能力Tst/TN=1.2，過載過載系數(shù)系數(shù) =1.8。)/()(9550分轉(zhuǎn)千瓦NNNnPT（牛頓（牛頓米）米）（1）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩TN米牛頓9 .651450109550（2）啟動轉(zhuǎn)矩）啟動轉(zhuǎn)矩Tst792.1NstTT（3）最大轉(zhuǎn)矩）最大轉(zhuǎn)矩Tm6 .1189 .658 . 1NmTT#（4）用）用Y 方法起動時的方法起動時的Tst3.263/793/)()(st

29、YstTT（牛頓（牛頓米）米）（牛頓（牛頓米）米）例例4:三相異步電動機(jī)，電源電壓三相異步電動機(jī)，電源電壓 =380V，三相定子三相定子繞組繞組 接法運行，額定電流接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流啟動電流Ist/IN=7，求：求： （1） 接法時的啟動電流接法時的啟動電流Ist （2）若啟動時改為若啟動時改為Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =7 20=140A解：解：（2）31llYIIIst Y = Ist /3=140/3=47A 8.6 8.6 三相異步電動機(jī)的調(diào)速三相異步電動機(jī)的調(diào)速pfsnsn1060111. 改變極對數(shù)改變極對數(shù) 有級調(diào)速。有級調(diào)速。

30、p2. 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率 s無級調(diào)速無級調(diào)速調(diào)速方法：調(diào)速方法：0Tn2R2R0ST2R2R22RR 適用于繞線式電動機(jī)3. 改變電源頻率改變電源頻率 (變頻調(diào)速變頻調(diào)速) 無級調(diào)速無級調(diào)速1f變頻電源變頻電源 可變可變11,UfHz50pfsnsn106011 此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。成）。在我國(f1=50Hz)，磁極對數(shù)為 p的磁場轉(zhuǎn)速n0為p）（min/0rn123456300015001000750600500制動方法：制動方法

31、： 1. 抱閘抱閘：加機(jī)械抱閘；：加機(jī)械抱閘； 2. 反接制動反接制動：停車時，將電動機(jī)接電源的任：停車時，將電動機(jī)接電源的任意兩相反接，使電動機(jī)由原來的旋轉(zhuǎn)方向反過來意兩相反接，使電動機(jī)由原來的旋轉(zhuǎn)方向反過來，以達(dá)制動的目的；，以達(dá)制動的目的； 8.7 8.7 三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的制動反接制動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。反接制動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。 措施措施:為限制電流，在制動時要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。為限制電流，在制動時要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成即切割磁力線的速度很大，造成 ，引起，引起 。2I1I注意：注意：簡單、效果

32、好簡單、效果好但能量消耗大但能量消耗大3. 能耗制動能耗制動： 停車時，斷開交流電源，接至直流停車時，斷開交流電源，接至直流 電源上，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。電源上，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。制動轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)制動轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)直流電流的大小一般為電動機(jī)額定電流直流電流的大小一般為電動機(jī)額定電流的的0.5-10.5-1倍倍制動能量消耗小制動能量消耗小制動平穩(wěn)，但需制動平穩(wěn)，但需要直流電源要直流電源M3+-運行運行制動制動n F轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子返回返回4.發(fā)電反饋制動發(fā)電反饋制動： 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速時，這時的轉(zhuǎn)矩也是制動轉(zhuǎn)矩時，這

33、時的轉(zhuǎn)矩也是制動轉(zhuǎn)矩。n Fno當(dāng)起重機(jī)快速下放重物時當(dāng)起重機(jī)快速下放重物時當(dāng)多速電動機(jī)從高速調(diào)到當(dāng)多速電動機(jī)從高速調(diào)到低速的過程中低速的過程中電動機(jī)已轉(zhuǎn)入發(fā)電機(jī)運行，將重電動機(jī)已轉(zhuǎn)入發(fā)電機(jī)運行，將重物的位能轉(zhuǎn)換為電能而反饋到電物的位能轉(zhuǎn)換為電能而反饋到電網(wǎng)里去，所以稱為發(fā)電反饋制動網(wǎng)里去，所以稱為發(fā)電反饋制動8.8 8.8 銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) 要正確使用電動機(jī)，必須要看懂銘牌。今以Y132M-4型電動機(jī)為例，來說明銘牌上各個數(shù)據(jù)的意義。1. 型號型號 Y 132M4 分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率0.04 150014401500s2. . 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速: 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n

34、)。 如：如： n =1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分磁極數(shù)磁極數(shù)( (極對數(shù)極對數(shù) p=2) )同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速15001500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分Y：三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)132132：機(jī)座中心高：機(jī)座中心高（132mm）M：機(jī)座長度代號，機(jī)座長度代號，M- -中機(jī)座；中機(jī)座；S- -短機(jī)座，短機(jī)座，L- -長機(jī)座。長機(jī)座。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3. 接法接法：Y/ 接法接法 Y 接法接法： W2U2V2U1V1W1V1W1U1U2V2W2指定子三相繞組的接法 接法接法：U2U1W2V1V2U1W2U2V1V2W1W1W2U2V2V1W1U14. 電壓電壓： 一般規(guī)定電動機(jī)的運行

35、電壓不能高于或低于一般規(guī)定電動機(jī)的運行電壓不能高于或低于額定值的額定值的5 5。例例：380/220 Y/380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V380V時采用時采用Y Y接法；接法； 當(dāng)線電壓為當(dāng)線電壓為220V220V時采用時采用 接法接法。指電動機(jī)在額定運行狀態(tài)時定子繞組上的指電動機(jī)在額定運行狀態(tài)時定子繞組上的線電壓值線電壓值.當(dāng)電壓高于額定值時，磁通將增大。當(dāng)電壓高于額定值時，磁通將增大。NfU11144.41U1I即即：返回返回電壓波動對電動機(jī)的影響電壓波動對電動機(jī)的影響s2E2I1I1UI11IU當(dāng)電壓低于額定值時，引起轉(zhuǎn)速下降，電流增加。nnnns0202sEE

36、 11IU5. 額定電流額定電流：如如：A48. 6/A2 .11/ 表示三角接形法下，電機(jī)的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時線、相電流均為6.48A。6. 功率與效率功率與效率： 指電動機(jī)在額定運行時軸上輸出的機(jī)械功率值（ ），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的 關(guān)系為： 2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中 =7293指電動機(jī)在額定運行狀態(tài)時定子繞組的線電流。為電動機(jī)的效率為電動機(jī)的效率 額定負(fù)載時一般為額定負(fù)載時一般為0.7-0.90.7-0.9，空載時功率因數(shù)很低，空載時功率因數(shù)很低約為約為0.2-0.30.2-0.3。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最大。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最大。 使用中應(yīng)選擇合適容量的電動機(jī)，使用中應(yīng)選擇合適容量的