情境一 電動機課件

1、上上 篇篇三相異步電動機基三相異步電動機基本運行控制本運行控制情情 景景 一一三相異步電動機的認識與安裝、運行三相異步電動機的認識與安裝、運行 電機基礎電機基礎提要提要第一部分第一部分 直流電機直流電機第二部分第二部分 交流電機交流電機第三部分第三部分 步進電機步進電機第四部分第四部分 工廠常用其它電機工廠常用其它電機 實驗實驗 電機安裝、運行電機安裝、運行學習訓練要要求學習訓練要要求正確使用電工工具、電工儀表了解三相異步電動機名牌參數掌握三相異步電動機的接法Y/對電動機日常運行、維護保養(yǎng)知識點知識點三相異步電動機結構、工作原理三相異步電動機運動分析與機械特性三相異步電動機名牌參數及選用三相異

2、步電動機接法Y/三相異步電動機維護、運行和保養(yǎng)電機應用基礎電機應用基礎電機常識電機常識：電機電機將電能和機械能相互轉換的電磁裝置，其運行原理基于電磁感應定律。1.按電流類型分類分類直流和交流電機；交流電機交流電機分分交流發(fā)電機和交流電動機兩類；交流電動機交流電動機分分同步和異步電機；異步電機異步電機分三相和單相異步電機。2.按用途分類分類普通電機（交直流）和特殊電機；特殊電機特殊電機分分伺服電機、步進電機、直線電機、測速發(fā)電機、自整角機、微型同步電機等；伺伺服電機服電機分交流、直流伺服電機。 電電 機機 圖圖 樣樣電機外形及安裝尺寸3、按大小分類、按大小分類 產產 品品 直流電機直流電機 交流

3、電機交流電機異步電機同步電機大型電機電樞外徑 Da 990mm定子鐵心外徑 Da 990mm中性電機電樞外徑 Da 為 368 990mm中心高 H 630mm或定子鐵心外徑 Da 990mm小型電機中心高 H 440mm或電樞外經Da 368mm 分馬力電機折算至100r/min時額定功率不超過0.735kw補充復習補充復習 第一章第一章 直流電機直流電機第一節(jié)第一節(jié) 直流電機應用基礎直流電機應用基礎一、直流電機基本結構及原理一、直流電機基本結構及原理1、直流電機、直流電機 直流電機是進行機械能和直流電能相互轉換的旋轉機電設備。2、直流電機基本結構、直流電機基本結構1）定子機座、主磁極、換向

4、極、電刷裝置、端蓋、出線盒組成。2）轉子（電樞）由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉軸組成。2、直流電機工作原理圖、直流電機工作原理圖3、直流電機工作過程、直流電機工作過程利用通有電流的導體在磁場中受電磁力而作用工作。1）電樞繞組通過換向片、電刷與電源相連；2）電刷兩端分別接電源正負極，則線圈兩邊分別受電磁 力，并對轉軸形成電磁轉矩，使電機電樞轉動；3）當線圈轉過180，導線電流方向改變，但主磁極改變 了，電磁轉矩方向不變，使電機按同一方向旋轉；4）電樞繞組導體所受電磁轉矩 一個主磁極的磁通，Wb T=CTIa CT與電機結構有關的比例常數 Ia電樞繞組中的電流，A 5）電樞旋轉時線圈中的感應電動

5、勢 CE與電機結構有關的 比例常數 E=CEn CT=9.55CE n 電機轉速，r/min 4、直流電機的激磁方式和接線、直流電機的激磁方式和接線1）勵磁電流在主磁極的勵磁繞組內通以直流電，產生直流電機主磁通。2）他勵直流電機勵磁電流由獨立直流電源提供的直流電機3）自勵直流電機由電機自身供給勵磁電流的直流電機。按繞組連接方式分成并勵、串勵和復勵電機（P9圖） 他勵直流電機并勵直流電機MUIIfIaEMUEIaIfUfMUIaEIf串勵直流電機MUIIfIaE復勵直流電機二、他勵直流電動機的機械特性二、他勵直流電動機的機械特性1、直流電機工作原理、直流電機工作原理圖 P10他勵直流電機 外加直

6、流電源電壓U U=E+IaRa E 反電動勢 Ia 電樞繞組中電流 Ra 電樞回路電阻機械特性指當電源電壓U為常數，勵磁電流Ia為常數，電樞回路電阻Ra也為常數時，電機的電磁轉矩T與轉速n的關系。若在電樞回路串入外界電阻R時，他勵直流電機機械特性 n=U/（CE）（R+Ra）/CECT2T = n0 -n 其中n0= U/（CE）為理想空載轉速 n=T 電機負載引起的轉速降 =（R+RS）/CECT2 機械特性的斜率MUEIaIfUf 2、固有機械特性、固有機械特性 固有特性當U=UN，=N時，他勵直流電機電樞回路沒有串聯調節(jié)電 阻R時的機械特性。 n=UN/（CEN）RaT /CECTN2

7、= n0- NT 圖 UN 額定電壓、N 額定電壓下磁通、N額定電壓下機械特性斜率 固有特性特點討論：1）T=0時，n= n0= UN/（CEN） 為理想空載轉速，Ia=0，E=UN2）T=TN時，n= nN = n0 -nN 為額定轉速， nN額定轉速 其中nN= RaT /CECTN2， 為額定轉速降，一般nN0.05 n03）特性斜率N= Ra /CECTN2， 因Ra很小，故N很小，表明機械特性 較硬，穩(wěn)定性較好，即負載變化大時轉速變化小。4）n=0時，即電機啟動時，E=CENn=0， 此時Ia= UN/ Ra =Ist, 稱為啟動電流，T=CTNIst 稱為啟動轉矩。由于Ra很小，故

8、Ist比額 定值大得多，則大啟動電流、啟動轉矩會損壞換向器，因此，中、大功率直流 電機不能在額定電壓下啟動。0nTn0nNTNN 1 212NUNU3U2U1U1U2 U2直流電機機械特性3、人為機械特性、人為機械特性當改變U、If、R時，他勵直流電機的機械特性稱人為機械特性。1）改變電樞電壓時的機械特性當If=IfN，電樞回路不串聯電阻R時， 改變電樞電壓，則理想空載轉速與電樞 電壓成正比，機械特性斜率與 固有機械特性相同（如前圖）。2）減小勵磁磁通時的人為機械特性保持U= UN，電樞回路中不串聯電阻R， 減小If（增大勵磁電路中的串聯調節(jié)電阻Rf減小If，而減小 ），則理想空載轉速、機械特

9、性的斜率都隨的減小而 增大（如前圖）。3）電樞回路串聯調節(jié)電阻R時的人為機械特性保持U= UN，=N，電樞回路串聯電阻R 與固有機械特性相比：理想空載轉速不變；機械特性斜率 隨R變化而變化。nn00TTNR1=0R2R3n1n2n3電樞串電阻人為機械特性提示和建議提示和建議1.電機由定子磁極和旋轉電樞構成，之間有空氣隙，磁與電有相對運動而交換能量。換向好壞是電機工作關鍵。2. 直流電機按激磁方式分直流電機按激磁方式分 永磁電機永磁電機功率毫瓦至1000kw，由鋁鎳鈷、鐵氧體、釹鐵硼永磁材料制成。體積小、重量輕、損耗小、效率高溫升低、可靠性高、壽命長，幾乎取代電磁電機，如汽車、電動自行車、變頻空

10、調的永磁電機。 他勵電機他勵電機電樞繞組和勵磁繞組分別由兩個直流電源供電，電樞與勵磁的電壓彼此無關。 并勵電機并勵電機勵磁繞組與電樞繞組并聯，由同一電源供電，勵磁電壓等于電樞電壓，總電流為電樞與勵磁電流和。 串激電機串激電機勵磁繞組與電樞繞組串聯后再接于直流電源。 復勵電機復勵電機勵磁繞組為兩部分：并勵繞組匝數多而線徑細，與電樞并聯；串聯繞組匝數少而線徑粗與電樞并聯。 按防護結構分類按防護結構分類（開啟式、放滴式、全封閉式、封閉防水式） 按機座號和功率分按機座號和功率分大型、中型、小型、分馬力電機修P1453.直流電機主要優(yōu)點是有良好啟動性能和調速性能，但制造復雜，可靠性差、維護困難；4.機械

11、特性是電機的重要特性，對選擇、使用、分析等具有重要工程意義，是電機啟動、調速、制動的理論基礎。5.機械特性n=f(T)輸出轉矩與轉速關系，并勵和他勵電機特性硬，即轉速隨轉矩增加稍下降，串勵則較軟。6.直流電機工作特性包括：轉速特性n=f(Ia)、轉矩特性T= f(Ia)、效率特性=f(Ia)；第二節(jié)第二節(jié) 直流電機基本平衡方程直流電機基本平衡方程 電機屬于能量轉換裝置，應符合功率、電動勢、轉矩平衡方程。1、電動勢平衡方程式、電動勢平衡方程式 如前述，電樞兩端外加電壓 U=E+IaRa2、轉矩平衡方程式、轉矩平衡方程式 電機電磁轉矩T是驅動轉矩，為負載轉矩T2，空載轉矩TO，和慣性轉矩Tj（電機

12、變速時，電機轉子及驅動機械都有轉動慣量J而產生的慣性轉矩Tj=Jd/dt） T= T2+TO+Tj= T2+TO+ Jd/dt 當電機平穩(wěn)運行時，d=0，則T= T2+TO3、功率平衡方程式、功率平衡方程式1）直流電機工作時，電樞吸收的功率及電機電磁功率P也就是電樞發(fā)出的全部機械功率T P=T= EaIa=（機械損耗、鐵損耗、附加損耗）+ P22）電機從電網吸取電功率：P1=P+ P2 其中：P（電樞銅損耗+電刷接觸損耗+勵磁回路銅損+機械損耗+鐵損耗+附加損耗） P2（電機對外輸出的機械功率）鐵損鐵損含鐵心中磁滯損耗和渦流損耗。取決于鐵心中磁通密度大小、磁通交變的頻率、硅鋼片的質量。銅損銅損

13、含一次、二次繞組等各繞組電阻上產生的損耗、和漏磁通產生的集膚效應使電流在導體內分布不均勻而產生的額外損耗。第三節(jié)第三節(jié) 他勵直流電機啟動、調速、制動他勵直流電機啟動、調速、制動1、直流電機啟動、直流電機啟動 啟動電機從靜止到穩(wěn)定運行的過程1）直接啟動在電樞上直接加額定電壓的啟動方法。2）降壓啟動降低電樞兩端電壓，以減小Ist的啟動方法3）電樞串聯電阻啟動 2、直流電機的速度調節(jié)、直流電機的速度調節(jié)1）電樞回路串電阻調速 2）減弱勵磁磁通調速 3）降低電樞電壓調速3、直流電機的制動、直流電機的制動1）自由停車 2）制動器停車（抱閘）3）電磁制動 提示和建議提示和建議1、電機平衡方程是分析電機拖動

14、原理的基本手段，與負載建立聯系的內容，應基本掌握；2、直流電機一般不允許直接啟動，須降壓或電樞串電阻啟動；3、使電機反轉只需改變電樞電流方向或磁通方向方法之一，并勵電機常用改變電流方向使之反轉；4、三種調速方法應按不同負載要求選用；5、三種制動方法均可按機械特性方程或曲線予分析；6、關于直流電機調速常采取PWM方式。作作 業(yè)業(yè)1、有臺并勵直流電機啟動后發(fā)現轉向與生產機械要求不合，有那些辦法可以改變其轉向？如果不電源極性對調，能否改變轉向？2、直流電機有那些調速方法？其機械特性有什么特點？3、他勵直流電機為何通常不采用直接起動？若直接起動會有什么后果？ 第四節(jié)第四節(jié) 直流電機有關使用方面的常識直

15、流電機有關使用方面的常識一、基礎說明一、基礎說明1、特點、特點直流電機具有優(yōu)良的調速性能，調速平穩(wěn)、方便，調速范圍寬；過載能力大，能承受頻繁的沖擊負載；可實現頻繁的無級調速、啟動、制動和反轉；能滿足生產過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運行要求。2、直流電機缺點、直流電機缺點結構復雜、有色金屬消耗多，運行中比較麻煩、制造成本較交流電機高，使用受限。3、性能和用途、性能和用途3、性能和用途、性能和用途勵磁勵磁方式方式永磁永磁他勵、并勵、穩(wěn)定并勵他勵、并勵、穩(wěn)定并勵復勵復勵串勵串勵勵磁特性圖起動轉矩額定轉矩2倍；也可達5倍起動電流限制2.5倍內；啟動轉矩為額定轉矩的2.5倍?？蛇_4倍額定轉矩較大；可達額

16、定轉矩5倍以上短時過載轉矩額定轉矩1.5倍；可達4倍一般為額定轉矩的1.5倍；帶補償時可達2.8倍約為額定轉矩3.5倍達額定轉矩4倍調速范圍線性特性，調速范圍大恒功率調速達1：21：4；可達1：8；他勵恒轉矩時往下調速，調速范圍較寬。減弱磁通調速達2倍外接電阻與串勵繞組串并聯；或將串勵繞組串并聯調速；調速范圍寬用途自控中作執(zhí)行元件；一般傳遞動力，如力矩電機啟動轉矩稍大的恒速負載和要求調速的傳動系統(tǒng)，如離心泵、風機、機床、紡織機械起動轉矩較大、轉速變化不大負載，空壓機、冶金要求啟動轉矩很大，轉速允許變化很大的負載。如電車、電力傳動機車等。A1A2A1A2F1F2A1A2E1E2E1E2B1B2A

17、1A2A1A2B1B24、銘牌、銘牌1）型號（代號）第一部分 產品代號 圖第二部分 規(guī)格代號第三部分 特殊環(huán)境代號（用短線間隔，也可不隔開）例：例：Z2112 Z直流電機 2第二 次設計 112表示11號機座、第二種鐵心 2F423/230 表示電樞外徑423mm，鐵心長 度230mm的直流電機2）額定功率電機在長期運行時所允許的輸出功率（電機軸上的有效機械功率），單位為W或Kw直流電機的功率等級0.37、0.55、0.75、1.1、1.5、2.2、3、4、5.5、7.5、10、13、17、22、30、40、55、75、100、125、160、200、250、320、400、500、630、8

18、00、1000、1250、1600、2050、2600、3300、4300、5350、6700 Kw3）額定電壓電機在額定工作狀態(tài)（穩(wěn)定負載）下運行的端電壓。單位V直流電機的電壓等級6、12、24、36、48、60、72、110、160、220、330、440、630、800、1000V額定電流指電機在額定工作狀況下的輸入端電流。A額定轉速額定狀態(tài)下的運行時的轉速。單位r/min直流電機的轉速等級3000、1500、1000、750、600、500、400、320、250、200、160、125、100、80、63、50、40、32、25 r/min勵磁電壓電機在額定工作狀態(tài)下運行時，勵磁繞組

19、兩端的額定電壓，單位V。勵磁電流額定勵磁電流指在保證額定勵磁電壓值，勵磁繞組中的電流，單位A。二、直流電機維護二、直流電機維護一、運行前一、運行前1、整理和檢查：清掃電機內部灰塵、電刷粉末和污物；絕緣電阻小于0.5M要烘干；檢查電刷，必要的更換時須同型號；換向器表面須光潔。2、啟動和停車：檢查電路，開關位置；合上開關，在負載下啟動確認啟動器轉動臂被吸?。煌Ｖ拐{速電機應將轉速降到最低；移去負載；切斷線路開關，轉臂回到斷開位置。二、運行中二、運行中檢查各部溫度、振動、聲音和換向情況，注意有無變色和焦味；用聽棒檢查各部聲音，測定轉子、定子見除電磁和通風聲響外，有無其它摩擦聲音，軸瓦或軸承有無異響；注

20、意主電路的連接點有無熱變色，有無絕緣枯焦氣味；時刻注意電流和電壓值，不要過載；具有絕緣監(jiān)測裝置的系統(tǒng)定期檢查對地絕緣；換向器表面的顏色是否正常，電刷與換向器之間有無火花，換向器表面有無碳粉、油垢集聚，有無積炭；電刷邊緣有無碎裂，是否磨損到最短長度，和刷架連接是否良好，電刷無卡住和擺動；換向器不能磨損成不均勻，不平度符合要求。三、常見故障及檢查三、常見故障及檢查1、電刷下火花過大、電刷下火花過大 直流電機故障多數從換向火花增大反應出來的，微弱火花對電機運行無危害。從無花火、電刷邊緣微弱點狀火花到整個邊緣有強烈火花分成5個火花等級，對應允許長期運行和特殊情況下運行。2、產生火花原因和檢查方法、產生

21、火花原因和檢查方法1）電機過載造成火花過大，可測電機額定電流；2）電刷換向器接觸不良，表面臟、彈簧壓力不合適等。需要經驗調節(jié)彈簧3）刷握松動，電刷排列不成直線，偏差越大火花越大；4）電樞振動過大（軸承磨損、聯軸器軸線不正、皮帶壓力過大等）使磁極不均勻，電樞各支路電壓不同，內部電流不同產生火花5）換向片間短路，因電刷碳粉、銅粉等沒消除；6）電刷位置不在中性點上。3、電機不能啟動、電機不能啟動1）無電源或電源電壓太低；2）電機啟動后有翁翁聲，一般是過載提示及建議提示及建議1、直流電機在機床上有重要用途，一般是用作工作臺或刀具的位置控制閉環(huán)系統(tǒng)；2、直流電機的選用是一個認真、詳細的計算過程，應該結合

22、其他書籍或資料，做到按給定步驟能夠計算選用；3、維修和使用問題可參見有關資料。其中換向器由于換向時電磁能量釋放，產生火花，導致故障，如嚴重磨損等；4、電機資料較多，基本上是每套綜合性手冊都有詳細內容。1.1 三相異步電機應用基礎三相異步電機應用基礎交流電機分類同步電機與異步電機異步電機特點結構簡單、易制造、價廉、運行可靠、維護方便、效率高；相同容量時質量僅為直流電機1/3；在使用變頻器的調速拖動中，由于設備簡單、造價低、節(jié)能等廣泛運用。絕大部分機械采用異步電機，用電約總用電量的2/3以上。第二節(jié)第二節(jié) 交流電機交流電機1.1.1 三相異步電機結構、類型三相異步電機結構、類型1、結構、結構由定子

23、和轉子兩部分組成，定轉子間氣隙為0.252mm。1）定子由定子鐵心、機座、定子繞組（三相感應電機的定子繞組一個三相對稱繞組，在空間相差120電角度，每相繞組兩端用U1U2、V1V2、W1W2表示，根據需要接成星形或三角形）組成2）轉子由轉子鐵心、轉子繞組組成分：轉子繞組分為繞線型和籠型 圖圖 P 4、5三相異步電機三相異步電機 三種形式定子和轉子結構 轉 子 定 子2、異步電機分類、異步電機分類按轉子結構分籠型異步電機和繞線異步電機。按機殼防護分防護型（能防止水滴、塵土、鐵屑或其他物品從上方或斜方落入電機內，適合場地清潔場合）、封閉型（能防止水滴、塵土、鐵屑或其他物品從任意方向浸入電機內，適合

24、灰沙多場合，如碾米機、紡織機械、球磨機等）、開啟型（除必要支撐，轉子和繞組無專門防護，與外界空氣接觸、散熱好，適合清潔、干燥、無腐蝕氣體場合）、防爆型與隔爆型。 IP （見附件）1.1.2 三相電機工作原理三相電機工作原理 在電機定子三相對稱繞組內通人對稱三相交流電時，對稱的三相繞組就產生一個旋轉磁場旋轉磁場旋轉磁場兩級旋轉磁場 四級旋轉磁場1）圖示，定子繞組通入三相交流電，產生旋轉磁場，以同步轉速n1順時針旋轉； 2）因轉子是靜止的，轉子銅導體切割旋轉磁場的磁力線，在轉子的各個導體中產生感應電動勢。3）根據右手定則，可以判定轉子導體中的電動勢方向如圖，因為轉子導體兩端被短路環(huán)短路，所以轉子導

25、體產生的感應電流的瞬時方向與電動勢方向相同。4）再根據左手定則，可以判定轉子導體所收的電磁力F如圖，這一電磁力形成一個順時針方向的電磁轉矩，轉子在電磁轉矩作用下順時針方向旋轉。 思思 考考旋轉磁場的方向？旋轉磁場與電機旋轉方向一致嗎？如何改變電動機旋轉方向？旋轉磁場磁極對數問題旋轉磁場的旋轉速度？ n1=60f1/p概念補充左手定則左手定則（電動機定則）確定通電導體在外磁場中受力方向。假使左掌心進入磁力線，四指電流方向，大拇指指向磁場對電流作用力方向右手定則右手定則（發(fā)動機定則）確定導體在磁場中運動時感應電動勢方向。假使磁力線右手心進入，大拇指指向導體運動方向，四指為感應電動勢方向。硅鋼片硅鋼

26、片防止因渦電流發(fā)熱損耗而疊壓切斷渦流功率與鈕矩功率與鈕矩 M=9549N/n洛侖茲力洛侖茲力磁場作用于運動載荷的力鐵損鐵損含鐵心中磁滯損耗和渦流損耗。取決于鐵心中磁通密度大小、磁通交變的頻率、硅鋼片的質量。銅損銅損含一次、二次繞組等各繞組電阻上產生的損耗、和漏磁通產生的集膚效應使電流在導體內分布不均勻而產生的額外損耗。繞線型電機繞線型電機 常用于對啟動性能和調速有特殊要求，如起重機、卷揚機，鼓風機、壓縮機等。異步電機轉速變化分析異步電機轉速變化分析 異步異步電機轉子轉動方向與旋轉磁場一致。若轉子轉速等于同步轉速，則轉子與旋轉磁場間的相對運動將消失，轉子導體不能再切割磁力線，轉子導體沒有感應電動

27、勢和感應電流；則電磁轉矩為0，轉子旋轉動力消失，轉子速度減慢；一旦轉子轉速小于同步轉速，轉子導體又開始切割旋轉磁場磁力線，轉子重新受到電磁轉矩作用，因此異步電機的轉子轉速總是小于旋轉磁場的同步轉速n1，故稱異步電機。2、轉差率、轉差率因為， n n1，n-n1稱為異步電機的轉差，與同步轉速之比稱為 轉差率轉差率 S= （n1-n）/ n1=1n/n1同步電機磁場分析設法使電機轉子磁場上也產生相應的磁極，定子產生旋轉磁場就會吸引轉子相應磁極，并拖動其一起旋轉，轉子轉速與旋轉磁場轉速一致同步電機。 同步電機簡介同步電機簡介同步電機在同步電機定子三相繞組內通人對稱交流電時，對稱的三相繞組中就產生一個

28、旋轉磁場，當轉子勵磁繞組加上勵磁電流，轉子就象磁鐵，則旋轉磁場帶動磁鐵（轉子）并按旋轉磁場轉速旋轉。轉子轉速始終等于旋轉磁場的同步轉速n1 n=n1=60f/p f：交流電頻率（50Hz） p ：磁極對數結構圖（略）同步電機用途一般作同步發(fā)電機用，少作電機用。兩者是可逆的，與異步電機不同。對要求大功率的機械設備（數百kw以上）同步電機額定值額定容量（KVA或功率kw）、額定電壓（V）、額定電流（I）、額定頻率（50Hz）、額定轉速（r/min）、額定功率因素（cosN）、額定勵磁電壓（VfN）、額定勵磁電流(IfN)、額定溫升等1.1.3三相異步電動機運動分析三相異步電動機運動分析1.空載運行

29、：nn1， s=0。定子每項繞組感應電動勢盡速繞組外加電壓 U1 E1 = 4.44 f1 N1 KN1 1E1氣隙磁通在定子每相中感應電動勢的有效值（V）N1每相定子繞組的匝數（匝）KN1每相結構有關的常數1電動機每極氣隙的磁通（ Wb）2、負載運行帶負載后，轉自轉速減低，轉差率增大，能量轉化中有損耗。 n1n 0 電動機運行狀態(tài)電動制動發(fā)電S1n0S=1n=n1S=1n=0S 1n n13、工作特性1）輸入功率 P1= 3 U1 I1 cos1U1 、I1 定子繞組線電壓、線電流（V）、（A）cos1 功率因素2）輸出功率 P2=P1-P P 總損耗（含銅損、鐵損、機械損耗、其他損耗）3）

30、負載轉矩 T2=9.55P2/n=9.55PN/nN4）異步電動機工作特性轉速特性：隨輸出功率P2增大，轉速下降效率特性：隨輸出功率P2增大，效率增加功率因素特性：隨輸出功率P2增大，cos1也增加定子電流特性：隨輸出功率P2增大，線電流I1也增加電磁轉矩特性：隨輸出功率P2增大，電磁轉矩成正比下降。例題例題三相異步電動機在額定情況下運行，若電源電壓突然下降，而負載在轉矩不變，會引起其他什么變化及原因。1、旋轉磁場轉速n1=60f1/p，與電源無關，n1不變化；2、U1 E1 = 4.44 f1 N1 KN1 1，故主磁通1減小3、因為電磁轉矩TU12，隨電壓下降而下降，且成平方關系。，而電動

31、機軸上轉速不變，從而迫使轉子轉速n下降。4、異步電機機械特性、異步電機機械特性 1、異步電機機械特性、異步電機機械特性在定子電壓、頻率等參數不變情況下，電磁轉矩T與轉速n或轉差率S之間的關系。 T= pm1U12 r2/S / 2 f1（r1+r2/ S)2+xk2 特性參數表達式其中:p磁極對數,m1轉矩常數, U1電源外加電壓, r每相繞組電阻, f1電源頻率, r1電機定子電阻, S轉差率, xk短路電抗,當供電電壓U1和頻率f1為常數、且電機參數（電阻和漏抗）認為不變時，電磁轉矩僅與轉差率S有關，即即n=f（T）。）。圖當定、轉子回路不串入任何電路元件，機械特性稱為固有機械特性。圖中1

32、為正轉、2為反轉機械特性曲線。0Tst-TmTCBASmnN0n1D2.0SmnS-n2、異步電機機械特性、異步電機機械特性固有機械特性曲線討論圖中工作點處在第一象限，T0、0n n1、0S1為電動狀態(tài)；當工作點在第二象限時，Tn1 、S1電機制動狀態(tài)；第一象限B點為額定運行，其電磁矩和轉速均為額定值；A點n= n1、T=0為理想空載運行點；C點為電磁轉矩最大點；D點的n=0，啟動轉矩為Tst。對最大轉矩的討論利用求極值方法，令dS/dT=0，得到最大轉矩時的轉差率（臨界轉差率Sm），S=（見P15）則最大轉矩 Tm=3p U12/4f1(x1+x2) 當電機參數及頻率不變時，Tm U12；而

33、Sm保持不變，與Tm無關。因此電機對電壓敏感，當電壓下降很多時可能停轉。當電源頻率及電壓不變時，Tm與Sm近似與(x1+x2)成反比。增大轉子回路的電阻RZ值時，能使Sm相應增大，Tm不變。 最大轉矩Tm與額定轉矩TN之比稱為過載倍數，即過載能力 =Tm/TN 一般=1.21.6，冶金機械用電機=2.22.8。表針電機承受短時間過載的極限。機械特性實用表達式由于定子、轉子參數目錄不給出，用 T/ Tm=2/S/Sm+ Sm/ S 表達則 Sm=SN（+21 ）繞線型電機繞線型電機轉子也為三相繞組，接成星形，三根引出線接轉軸集電環(huán)上，通過電刷與外電路連接，可以串入電阻改善啟動性能。轉子串入適當的

34、電阻，不僅可以減小起動電流，而且由于轉子功率因數和轉子電流有功分量增大，起動轉矩也可增大。這種電動機還可通過改變外串電阻調速。繞線型電動機雖起動特性和運行特性兼優(yōu)，但有電刷、多耗能、大馬拉小車等問題 而：籠型三相異步電機 起動轉矩不大， 過載轉矩不大， 起動電流很大 異步電機的啟動問題異步電機的啟動問題1、電機啟動的基本問題、電機啟動的基本問題電機啟動力矩必須大于電機靜止設計的負載轉矩，即TstTN，使電機進入正常運轉工作區(qū)。異步電機啟動電流一般為額定電流的47倍，因此直接啟動時會使電源電壓在啟動時下降很大，影響其他用電設備工作，同時造成電路和電機損耗發(fā)熱。2、啟動時要求：、啟動時要求： 啟動

35、電流小、足夠大啟動力矩、能耗低等3、限制啟動電流使電機啟動常用方法、限制啟動電流使電機啟動常用方法串聯電抗器啟動、自耦變壓器啟動、星形三角形轉接啟動電子器件構成的“異步電機軟啟動系統(tǒng)” 異步電機的調速方式及比較相關問題異步電機的調速方式及比較相關問題異步電機轉速表達式 n=60f1/p(1S)由此得到，調速的三個途徑改變定子繞組磁極對數p、改變轉差率S、改變電源頻率f1。1、變極調速、變極調速適合于專門生產的變極多速異步電機。2、轉子串電阻調速、轉子串電阻調速只適合繞線式轉子異步電機。3、串級調速、串級調速只適合繞線式轉子異步電機。 4、調壓調速、調壓調速將晶閘管反并聯連接，構成交流調壓電路

36、，5、電磁調速異步電機調速、電磁調速異步電機調速在異步電機與負載之間通過電磁耦合來傳遞機械功率 6、變頻調速、變頻調速采用半導體器件構成的靜止變頻器電源，改變供電頻率，使電機獲得不同的轉速。異步電機的制動問題異步電機的制動問題1、基本要求、基本要求迅速、準確停車，提高控制性能2、常見制動方式、常見制動方式機械制動（機械抱閘裝置）、電磁力制動（電磁鐵抱閘、電磁摩擦片等）、電力制動（電氣系統(tǒng)的控制裝置使電機本身產生制動力）。3、電力制動、電力制動1）反接制動將電機的輸入電源線任意調換兩個接線（改變相序即換相）可使電機反轉，產生與旋轉方向相反的制動力矩，即反接制動。2）能耗制動把電子繞組從交流電源上

37、切斷后，接到直流電源上。 1.2三相異步電動機的選用三相異步電動機的選用1.2.1三相一般電動機選用一般要求1）按現有電源供電方式，50HZ，110V/220V/380V/660V/1000/3000/6000/10000V等2）滿足拖動負載要求，保有余地；3）防護等級合理見附件4）可靠接地保護設備和人身安全5）安裝形式與機械結構匹配。1.2.2三相異步電動機名牌 三相異步電動機型號：Y112M4編號：4.0KW8.8A380V1440r/minLW82dB接法防護等級IP4450HZ45kg標準編號 工作制S1B級絕緣2008年4月 *電機廠1、型號問題、型號問題P16、17、18 新型號、

38、舊型號見附件防護及絕緣等級問題防護及絕緣等級問題見附件電機選擇電機選擇金屬切削機床大部分是鼠籠異步電機?？紤]電機容量、允許穩(wěn)升 、電機種類選擇 2、Y系列電機銘牌系列電機銘牌技術參數說明（技術參數說明（型號及內容）額定功率PN表示電機在額定工作狀態(tài)下運行時，允許輸出的機械功率（千瓦）。額定電流IN電機在額定工作狀態(tài)下運行時，定子電路輸入的線電流（A）。額定電壓UN電機在額定工作狀態(tài)下運行時定子所加的線電壓（380V）額定轉速nN電機在額定工作狀態(tài)下工作時的轉速（r/min）。接法（ 、Y）表示電機定子繞組與交流電源的連接方法。國家規(guī)定Y、Y2系列電機，3kw及以下均采用星型連接，4kw及以上均

39、采用三角形連接。3、防護等級IP，4、絕緣等級表示電機及其他絕緣部件所用絕緣材料的等級。絕緣材料按耐熱性分七個等級。目前，國內電機僅為B、F、H、C四級。5、額定工作制指電機按名牌工作時可持續(xù)運行的時間和順序。6、冷卻方式7、電動機產品認證 2.3三相異步電動機接法三相異步電動機接法1、電機接線（三相繞組接法，一般有六個引出線端，各自編號）U1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2U1V1W1V2W2U1W1U2V2W2V1星形接法三角形接法U22、Y連接相關計算連接相關計算1）對Y系列電機:3Kw,星形接法 3Kw,三角形接法2）額定功率3kw以下，額定電壓為380V/220V，繞組為

40、Y接法，即：電源線電壓為380V，繞組為Y形連接； 電源線電壓為220V，繞組為接法。例例 題題三相異步電動機定子繞組電阻為40，先接成Y形連接，后接為，分別接到線電壓為380V電源上，求流經外線的電流。Y形連接：I線=I相 ,I相=U相/R,U線=3U相=380V 則： I線=I相 = U相/R=380（1.732140） =5.5A接法：I線= 3 I相 ,I相=U相/R, U線=U相 則： I線= 1.7321 I相 =U相/R =1.732 （380 40）=16.5A結論：相同負載和同一電壓條件下， 接法的電流是Y形接法的3倍倍。1.3 交流電機維護交流電機維護1.3.1運行前的準備

41、和檢查運行前的準備和檢查新的或長期不用的電機，應測量繞組間和繞組對地的絕緣電阻。一般要0.5M。檢查銘牌所示電壓、頻率、接法與電路電壓是否相符，接法是否正確。檢查電機內有無雜物，若有可用干燥空氣或皮老虎吹掃。檢查轉軸是否 能自由旋轉，軸向游動量對于滑動軸承為23mm之內。檢查軸承是否有油，按電機不同加注。一般電機為鈣鈉基1號潤滑脂。檢查電機接地是否可靠。對不可逆轉的電機檢查運轉方向是否與電機旋轉指示箭頭是否一致。新安裝電機，檢查地腳螺栓和緊固件是否牢固？穿線鋼管是否妥當。檢查后，起動電機應該空轉一段時間，注意軸承溫升，注意有無噪聲、振動、局部發(fā)熱等。 1.3.2電機運行中的維護電機運行中的維護

42、保持電機清潔，不允許有水滴、有無和灰塵落入電機內注意負載電流不超過額定值。經常檢查軸承有無發(fā)熱和漏油現象。在更滑潤滑油時，要清洗軸承，先煤油后汽油，潤滑脂容量70%為宜。電機各部最高溫升按電機絕緣等級和類型確定。運行中不允許不應有的摩擦聲、尖叫和其它雜聲，若有停車檢查排出后啟動。對繞線式電機應檢查電刷與滑環(huán)的接觸情況和磨損狀態(tài)。各型電機都要通風良好，風口暢通。1.3.3電機啟動和停車電機啟動和停車供電電路許可情況下，籠型電機可全壓啟動。供電電路不允許，可星三角、自耦變壓器等降壓啟動。繞線形電機啟動應將啟動變阻器接入電路中。1.3.4故障及檢查故障及檢查1）電機不能啟動電機不轉也沒聲音電機電源或

43、繞組兩相或兩相以上斷線（先檢查電源，若平衡再檢測三項繞組電阻，可找到斷相繞組）電機不轉但有嗡嗡聲如三相電源平衡，則判定為嚴重過載）可拆開負載啟動電機，若電機啟動正常，則判定嚴重過載或負載機械卡死；若還不能轉，若三項電流平衡，自責判定電機機械部分卡死，可能是電機缺油、軸承銹死卡滯，轉子內堂相碰掃膛，手盤車可以判斷出掃膛）。電機轉速慢且伴有嗡嗡聲表現為周振動，如測的一相電流為零，則是兩相運行，另兩相電流大大超過額定電流（電路或一相斷線，或一相繞組燒壞）。檢查一相斷線有幾種方法。2）電機啟動時熔斷器熔斷或熱繼電器斷開檢查熔斷器是否太?。總鲃悠欠裉o？堅持電路是否短路或接地。3）電機啟動后低于額定

44、轉速很多機床同時出現這個現象，則是電網電壓過低。4）電機自動可能是負載部分機械自動也可能是電機基座不牢、和負載不同心、轉子不平衡、皮帶輪偏心、軸承磨損、掃膛等等原因。5）運行時有噪聲可能是電機機械部分和電磁部分。先通電聽聲音在斷電，乘慣性再聽聲音加以區(qū)分。6）電機聞聲過高或繞組燒壞頻繁在反轉，電機工作與起伏狀態(tài)，機械有卡滯或環(huán)境溫升高等原因。7）定子繞組接地繞組受潮或絕緣老化。1.3.2安裝運行安裝運行P21P22 1.3.3 運行中維護運行中維護P22P23 1.3.4 拆裝維護拆裝維護P23 1.3.5 常見故障及排除常見故障及排除P23 P25提示與建議提示與建議1、異步電機是工程中最常

45、用的電機，應當作為重點對待；2、異步電機指交流電源供電，但轉速與電源產生的旋轉磁場的轉速不同步的旋轉電機；3、旋轉磁場產生的基本條件是在空間有相差一定角度的兩相或三相繞組，分別通入在時間上相差一定角度的兩相或三相電源4、電機名牌標示電機參數，是選擇電機的依據；5、三相一般電機的工作特性是指電機轉速、輸出轉矩、定子電流、定子功率因素、電機效率、等與輸出功率之間的相互關系，是選用電機的依據；6、電機的選擇中，必須與負載聯系起來。必須避免“大馬拉小車”或不能正常驅動問題；7、負載必須經過嚴密的計算或實驗得到負載大小、變化特點、機械起停要求、傳動部件路線、轉動慣量等一系列因素有關。在機械原理等課程或各

46、類技術手冊中均有詳細介紹。該部分內容是我們必須掌握的重要知識；8、異步電機目前在實際機器設備中使用的還有部分老型號，應當注意對比。 作作 業(yè)業(yè)作業(yè)一，作業(yè)一，P29 1、2、3、4、5、6作業(yè)二作業(yè)二1問、三相異步電機如果斷掉一根電源線能否問、三相異步電機如果斷掉一根電源線能否啟動？為什么？如果運行時斷掉一根電源啟動？為什么？如果運行時斷掉一根電源線能否繼續(xù)運行？線能否繼續(xù)運行？2問、異步電機運行維護的主要內容是什么？問、異步電機運行維護的主要內容是什么？3、Y運行的電動機誤接成運行的電動機誤接成會產生什么后果會產生什么后果？為什么？為什么？ 4、電動機不啟動不啟動原因有哪些？、電動機不啟動不

47、啟動原因有哪些？實驗要求（寫入報告）實驗要求（寫入報告）按照實驗包裹同樣格式完成外，注意表述：按照實驗包裹同樣格式完成外，注意表述：1、觀察并記錄電動機名牌中參數；、觀察并記錄電動機名牌中參數；2、觀察接線接線盒端子情況，準確接線；、觀察接線接線盒端子情況，準確接線；3、觀察電動機運行情況，聽取聲音；、觀察電動機運行情況，聽取聲音；4、若電動機不啟動，查明原因，直至正常運行；、若電動機不啟動，查明原因，直至正常運行；5、在征得老師同意情況下，改變接法，并觀察轉速、在征得老師同意情況下，改變接法，并觀察轉速變化情況；變化情況；6、試從接線端出改變電動機旋轉方向；、試從接線端出改變電動機旋轉方向；

48、7、觀察電動機安裝情況。、觀察電動機安裝情況。交流電機實驗一、實驗名稱一、實驗名稱 三相異步機械特性驗證實驗三相異步機械特性驗證實驗二、實驗地點二、實驗地點 機電教研室實驗室機電教研室實驗室三、實驗目的三、實驗目的 1、了解三相交流電機有關使用方面的基本知識；、了解三相交流電機有關使用方面的基本知識； 2、掌握三相交流電機接線方法；、掌握三相交流電機接線方法； 3、掌握三相交流電機啟動、調速原理；、掌握三相交流電機啟動、調速原理； 4、掌握三相電機反向方法。、掌握三相電機反向方法。四、預習內容四、預習內容 1、復習交流電機結構和工作原理；、復習交流電機結構和工作原理； 2、復習交流電機啟動、調

49、速原理及方法；、復習交流電機啟動、調速原理及方法； 3、復習交流電機銘牌內容及含義。、復習交流電機銘牌內容及含義。五、實驗設備五、實驗設備 1、DSZ-1型電機系統(tǒng)實驗裝置型電機系統(tǒng)實驗裝置 2、DKSZ-1型電機控制系統(tǒng)實驗裝置型電機控制系統(tǒng)實驗裝置 3、DK1619電機控制系統(tǒng)實驗裝置電機控制系統(tǒng)實驗裝置五、電機接線圖五、電機接線圖六、實驗內容及步驟六、實驗內容及步驟1、三相交流電機的接線2、三相交流電機的啟動3、調節(jié)三相交流電機轉速4、改變電機旋向七、實驗報告中強調的內容七、實驗報告中強調的內容第六課 常見其他電機 應用基礎 1、目的和要求目的和要求： 了解工廠常見電機基本特點； 了解其

50、他電機基本結構及基本工作原理； 了解其他電機應用特點；2、重點與難點、重點與難點： 其他電機基本工作原理； 其他類電機應用特點。 3、教學方法設計、教學方法設計： 講授。第三節(jié)第三節(jié) 工廠常用其他電機工廠常用其他電機一、 單相異步電機單相異步電機 1）單相電機在單相交流電源工作的電機。2）單相異步電機特點及用途結構簡單、成本低廉、維修方便、可以直接在220V交流電源上使用，廣泛用于辦公場所、家用電器，工業(yè)方面也常采用。如臺扇=吊扇、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電鉆、小型鼓風機、小型機床、醫(yī)療機械等。3）單相異步電機缺點與同容量三相異步電機比，體積大、運行性能差、效率低。4）單相異步電機使用特點一般

51、只能制造成微型、小型系列，容量在幾十瓦至幾百瓦之間，千瓦級少見。5）單相串激電機特點用途可在相同的單相交流電源或直流電源上使用結構與直流電機相似。最大特點是轉速高，可達2000025000r/min；機械特性軟，隨轉矩增加轉速下降顯著；適用于手電鉆、小型機床、吸塵器、雕刻機等。單相異步電機深圳6）單相異步電機銘牌 單相電容異步電動機 型號 DO26314 電流 0.94A 電壓 220V 轉速 1400r/min 頻率 50HZ 工作方式 連續(xù) 功率 90W 標準號 編號、出廠日期 電機廠 7）單相異步電機的啟動問題單相異步電機沒有啟動轉矩，只產生脈動磁場，因此不能自行啟動；常用電容分相式、電

52、阻分相式、罩極式三種方法啟動； 調速原理同樣為改變電源頻率（變頻調速）、改變電源電壓（調壓調速）、改變繞組磁極對數（變極調速）調速等。單相電機利用單相電源供電、轉速隨負載變化稍有變化；通常功率較小，主要用于單電源供電場合；因為定子磁場產生脈動磁場，無啟動轉矩，不能自行啟動；最常用的是電容分相單相、電源電壓調速的單相電機。 二、伺服電機二、伺服電機1、直流伺服電機、直流伺服電機1）結構傳統(tǒng)型SZ、SY兩類SZ型結構和一般的直流電機相同，也由轉子（電樞）、定子、電刷、換向器等部分組成。只是為減小轉動慣量做得細長些。勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個獨立電源供電。SY型（永磁型）磁極是永久磁鐵，采用電樞控

53、制，勵磁電壓Ui一定，而將控制電壓Uc加在電樞上，如圖低慣量型直流伺服電機盤式電樞直流伺服電機、空心杯電樞永磁式直流伺服電機、無槽電樞直流伺服電機伺服電機及驅動器東芝 三菱2）直流伺服電機性能指標額定值指在額定運行狀態(tài)下的電壓UN、電流IN、功率PN、轉速nN等，其意義和直流電機相同。直流電機一般16W，但可達到數千瓦。電壓等級6、9、12、24、27、48、110、220V等。3）直流伺服電機型號我國目前生產的主要直流伺服電機型號有SZ、SY系列例 36SZ01型直流伺服電機 36外徑、S伺服電機、Z直流電磁式、01電氣性能代號4）直流伺服電機的應用在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件，即在輸入控制

54、電壓后，按照控制電壓信號的要求驅動工作機械，伺服電機通常作為隨動系統(tǒng)，遙控和遙測系統(tǒng)主傳動元件。由直溜伺服電機組成的伺服系統(tǒng)，通常采用速度控制和位置控制兩種方式。2、交流伺服電機、交流伺服電機1）結構：定子交流伺服電機定子結構基本上與電容分相式單相異步電機相似。轉子通常為籠形結構，與普通電機比，其轉子電阻大且轉動慣量小。2）原理分相式單相異步電機相似。3）特點啟動轉矩大、啟動快、靈敏度高；運行范圍寬、轉差率s在0至1的范圍內都能穩(wěn)定運行；無自轉現象，只要失去控制電壓，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉子電阻大，定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子所產生的合成轉矩是制動轉矩，從而使電機迅速停止運行。

55、4）交流伺服電機應用參數輸出功率一般0.1100W，頻率和電壓當電源頻率為50Hz時，電壓等級有36、110、220、380V；電源頻率為400Hz，電壓等級有20、26、36、115V。使用注意由于交流伺服電機轉子電阻大、損耗大、效率低，與同容量直流伺服電機比體積大、重量重，所以只使用與0.5100W的小功率控制系統(tǒng)。5）交流伺服電機的控制方式三種：輻值控制方式、相位控制方式、輻值相位控制方式 6）交流伺服電機型號（由機殼外徑、產品代號、頻率種類、性能參數四部分組成）例：45SL42交流伺服電機45為機殼號，表示機殼外徑45mm；SL產品代號，兩相交流伺服電機，SK空心杯轉子兩相交流伺服電機、SX繞線轉子兩相交流伺服電機、SD帶齒輪減速機構交流伺服電機。42規(guī)格代號7）交流伺服電機的應用工業(yè)控制中的速度控制和位置控制方面，如原距離角度傳遞、雷達、遠距離閘門開啟等；檢測裝置中應用，如自動電位差計、電子平衡電橋等；可以和其他控制元件一起組合成各種計算裝置，如加、減、乘、除、開方、正弦函數、微積分等