日常使用的三相異步電機(jī)構(gòu)造和工作原理知識(shí)培訓(xùn)

1、電機(jī)培訓(xùn)教材 交流電機(jī)構(gòu)造和工作原理第三章 交流電機(jī)的構(gòu)造和工作原理第一節(jié) 構(gòu) 造三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從結(jié)構(gòu)上可以分為兩大部分即靜止（固定）部分和轉(zhuǎn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)）部分。靜止部分叫做定子，轉(zhuǎn)動(dòng)部分叫做轉(zhuǎn)子，定子的主要組成都分是機(jī)座、定子鐵芯和定子繞組，機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的支架，起著支撐整個(gè)電動(dòng)機(jī)的作用（用來固定和保護(hù)定子鐵心和定子繞組并支撐端蓋），一般多用鑄鐵制成。機(jī)座里面是一個(gè)圓柱形的空間，用來安裝定子鐵芯、定子繞組以及整個(gè)轉(zhuǎn)子。定子鐵芯一般用許多0.5毫米厚的硅鋼片疊成。硅鋼片形狀如圖3-1所示。鐵芯的外表面呈圓柱形，內(nèi)表面則形成許多與軸平行的槽，用來鑲嵌定子繞組。整個(gè)定子鐵心 定在機(jī)座的內(nèi)膛里，如圖3-2

2、所示。定子繞組由帶有絕緣外皮的銅線（例如漆包線） 圖3-1硅鋼片形狀 圖3-2 定子鐵芯裝在機(jī)座內(nèi)膛中繞成，它們分成互相獨(dú)立的三個(gè)部分，工作時(shí)通入三相電流，所以整個(gè)繞組又叫做三相繞組，其中每一個(gè)獨(dú)立部分叫做一相繞組，簡稱為一個(gè)相。三相繞組按一定的規(guī)律鑲嵌在定子鐵芯的槽內(nèi)并伸出六個(gè)引出線頭聯(lián)到機(jī)座的接線盒中，以便使用時(shí)與三相電源相接。 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和繞線式轉(zhuǎn)子兩種。采用鼠籠式轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)叫做鼠籠式電動(dòng)機(jī)；采用繞線式轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)叫做繞線式電動(dòng)機(jī)。由于三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)比較簡單、使用和維修方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，所以得到廣泛使用。圖 3-3 轉(zhuǎn)子舉例鼠籠式轉(zhuǎn)子的外形如圖

3、3-3a所示。轉(zhuǎn)子鐵芯也由硅鋼片疊成，沖片形狀如圖3-4所示。沖片的大圓孔可穿轉(zhuǎn)軸，四周的小孔則形成轉(zhuǎn)子槽，槽內(nèi)鑄鋁，同時(shí)在鐵芯兩端用鋁鑄成兩個(gè)圓環(huán)（端環(huán)），與槽內(nèi)鋁條聯(lián)通。鋁條及兩個(gè)端環(huán)合在一起組成轉(zhuǎn)子繞組（用鋁鑄成）。如果只畫出轉(zhuǎn)子繞組本身，其形狀好象一個(gè)鼠籠如圖3-3b所示。因此這種轉(zhuǎn)子叫做鼠籠式轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子中的鋁條相應(yīng)地叫做籠條（導(dǎo)條）。在鑄造鼠籠時(shí)，一般同時(shí)用鋁鑄出許多風(fēng)扇葉片，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片便起散熱作用。圖3-4 轉(zhuǎn)子沖片 (舉例)與鼠籠式轉(zhuǎn)子不同，線繞式轉(zhuǎn)子的繞組是由銅線按三相繞組的方式繞成的。它既沒有籠條也沒有端環(huán)，使用時(shí)需要附設(shè)一些其他結(jié)構(gòu)。 除了以上主要部件之外，鼠籠式電

4、動(dòng)機(jī)還有端蓋、軸承、外風(fēng)扇、風(fēng)扇罩及接線盒等零部件。端蓋用螺釘固定在機(jī)座上，軸承的外圈緊套在端蓋中心的圓孔中，內(nèi)圈則緊套在轉(zhuǎn)子軸上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈則因與端蓋緊配合而不動(dòng)。兩圈之間裝有滾珠并涂有潤滑油以減輕摩擦。為了使轉(zhuǎn)子能在定子內(nèi)部自由轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子與定子之間必須留有空氣間隙(氣隙)。氣隙長度(指沿徑向的長度)一般很小，100千瓦以下小型電動(dòng)機(jī)的氣隙長度約為0.251.5毫米。由于氣隙很短，所以轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)膛中的位置必須端正，否則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)與定子內(nèi)膛相碰擦(掃膛)。第二節(jié) 工作原理 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入對(duì)稱的三相交流電時(shí)在定子和轉(zhuǎn)子的氣隙中便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場切割轉(zhuǎn)

5、子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被金屬環(huán)短接而形成閉和回路，因此，在導(dǎo)體中就出現(xiàn)感應(yīng)電流。由于旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流間的相互作用，產(chǎn)生電磁力，電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)與旋轉(zhuǎn)磁場同方向的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，沿磁場旋轉(zhuǎn)方向而轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)如果電動(dòng)機(jī)軸上加上機(jī)械負(fù)載，則電動(dòng)機(jī)將輸出機(jī)械能。因此電動(dòng)機(jī)由定子繞組輸入電能，通過電磁感應(yīng)將電能傳遞給轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出。下面詳細(xì)分析旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的過程。一、旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生我們先看一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。把一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框放在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的馬蹄形磁鐵兩極之間，如圖3一5所示。搖動(dòng)手柄使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)看到鋁框也跟著轉(zhuǎn)起來。 鋁框與磁鐵沒

6、有機(jī)械上的聯(lián)系，磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)為什么會(huì)帶動(dòng)鋁框呢?磁鐵周圍存在磁場，鋁框就處在這個(gè)磁場之中。當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，它產(chǎn)生的磁場也隨之旋轉(zhuǎn)，因此鋁框與磁場之間就發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或者說，鋁框既要切割磁力線，因而出現(xiàn)感應(yīng)電流。這個(gè)電流既然處在磁場之中，就要受到磁場的作用力。這力對(duì)鋁框的轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)力矩，鋁框就是在這個(gè)力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的。由此可見，旋轉(zhuǎn)的磁場是使鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)的主要條件。電動(dòng)機(jī)應(yīng)該是一個(gè)提供動(dòng)力的機(jī)械，但圖16中的旋轉(zhuǎn)磁場是靠搖動(dòng)手柄產(chǎn)生的，而搖動(dòng)本身就要有機(jī)械動(dòng)力，這個(gè)動(dòng)力又從何而來呢7這個(gè)實(shí)驗(yàn)只說明一個(gè)問題，就是旋轉(zhuǎn)磁場可以使鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)中如何產(chǎn)生磁場的呢？電動(dòng)機(jī)是利 用電流產(chǎn)生磁場的。旋轉(zhuǎn)的磁場

7、必定是一種變化的磁場，圖3-5手搖磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 例如在圖35中，當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空間每點(diǎn)的磁力線密度都隨時(shí)間而變化。這就給我們一個(gè)啟發(fā)：是否可以用變化的電流來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場呢？我們?cè)倏匆粋€(gè)演示實(shí)驗(yàn)。取三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的線圈，讓它們的平面互成120°角地固定在木座上，如圖36所示。把這三個(gè)線圈的尾端接在一起，三個(gè)首端分別接到木座的三個(gè)接線柱上，木座的正中放一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鉑框。從三個(gè)接線柱引出三根導(dǎo)線與低壓三相電源接通，線圈就有三相電流通過(三個(gè)線圈與低壓三相電源的聯(lián)接方式見圖3一6)。與此同時(shí)，鋁框不停地向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在這里，通有三相電流的線圈起到圖3一5中轉(zhuǎn)動(dòng)著的磁鐵的作用?？梢娙齻€(gè)互

8、成120°角的線圈通過三相電流時(shí)能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。圖36左邊的裝置就是三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)最簡單的模型，三個(gè)線圈相當(dāng)于定子的三相繞組，而鋁框則相當(dāng)于轉(zhuǎn)子。這樣的電動(dòng)機(jī)所能輸出的功率是很小的，要能提供足夠的輸出功率，就要產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。因此必須把線圈繞在一定形狀的鐵芯上。剛才只是從實(shí)驗(yàn)中看到三相電流能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場?？梢詮睦碚撋蠈?duì)這種現(xiàn)象加以解釋嗎?用圖38的簡單模型代表三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子，其中陰影部分代表定子鐵芯，六個(gè)小圓代表三相繞組，A、B、C代表每相繞組的首端（相頭），X、Y、Z代表每相繞組的末端（相尾）。 圖 3-6三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的演示 以iA、iB、iC分別表示每相電流的瞬時(shí)

9、值。因?yàn)槭菍?duì)稱三相電流，所以隨時(shí)間的變化規(guī)律可用圖3-9所示。 圖3-7 三個(gè)線圈與低壓三相 圖3-8定子簡單模型電流的連接方式圖 3-9 三相電流隨時(shí)間的變化規(guī)律 確定iA為正是指A相電流從相頭(A)流進(jìn)繞組再從相尾(X)流出，而iA為負(fù)，則相反。同樣可確定iB及iC的正負(fù)。由圖3-9可知，在t1時(shí)刻，iA為零，iB為正,iC為負(fù)。根據(jù)上述確定，知道iB是從B流進(jìn)Y流出，iC則是從Z流進(jìn)C流出。所謂從B流進(jìn)，是指B槽中的電流方向背離我們(流進(jìn)繞組)，可以用表示；所謂從Y流出，是指Y槽中的電流方向指向我們(從繞組流出)，可以用表示。同理，C槽為、z槽為因此t1時(shí)刻各槽電流分布如圖310所示?，F(xiàn)

10、在再看這些電流產(chǎn)生的合成磁場。討論時(shí)，每個(gè)槽內(nèi)可以看成一根直長導(dǎo)線，又因B和Z都是，兩者可以合起來看成一根帶的導(dǎo)線，所以應(yīng)有許多封閉的磁力線圍繞B和Z，而且磁力線的方向與電流方向的關(guān)系，符合右手螺旋法則。同理，C和Y可以合起來看成一根帶的導(dǎo)線，因此也應(yīng)有許多封閉磁力線圍繞它們，如圖3-11所示。 圖3-10t1時(shí)刻各槽電流的分布 圖3-11 二極磁場觀察圖311會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)特點(diǎn)；整個(gè)定子鐵芯的內(nèi)壁可以等分為兩大段，在用粗實(shí)線表示的一段中，磁力線都從定子鐵芯出來進(jìn)入氣隙(再進(jìn)入轉(zhuǎn)子)；而在用粗虛線表示的一段中，磁力線則從氣隙進(jìn)入定子鐵芯。對(duì)一塊磁鐵來說，磁力線總是從N極發(fā)出而從S極進(jìn)入的。如果

11、把定子快芯也看作一塊磁鐵(電磁鐵)，那么鐵芯內(nèi)壁發(fā)出磁力線的一段(粗實(shí)線)就應(yīng)看作N極，而有磁力線進(jìn)入的一段(祖實(shí)線)就應(yīng)看作S極。整個(gè)定子鐵芯內(nèi)壁可以分成N、S兩個(gè)極面，所以這種磁場叫做二極磁場。這個(gè)二極磁場是旋轉(zhuǎn)磁場嗎？要知道是否是旋轉(zhuǎn)磁場可以把圖311簡化成因312a，再畫出下一個(gè)時(shí)刻t2磁力線與它對(duì)比。由圖39可知，在t2時(shí)刻，iA為負(fù)，iB及iC為正，故電流的、情況及磁力線形狀如圖312b所示。對(duì)比圖312a、b兩圖，整個(gè)磁力線(連同兩個(gè)極面)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)了900角。所以，盡管定子導(dǎo)線不動(dòng)，只要通進(jìn)三相電流，它們產(chǎn)生的磁場就是可以旋轉(zhuǎn)的。再看t3時(shí)刻。由圖39可知，這個(gè)時(shí)刻的iA為

12、零，iB為負(fù)，iC為正，電流的、情況及磁力線形狀如圖312c所示。對(duì)比b、c兩圖，發(fā)現(xiàn)磁場又轉(zhuǎn)了90°角。從t1到t3，電流變化了半個(gè)周期，磁場旋轉(zhuǎn)了180°角。由此推知，電流變化一周，磁場應(yīng)旋轉(zhuǎn)一圈。因?yàn)殡娏髅棵胱兓?0周，所以磁場每秒旋轉(zhuǎn)50圈，或者說每分鐘旋轉(zhuǎn)3000圈。 為了更深入地理解旋轉(zhuǎn)磁場，有必要介紹一下電動(dòng)機(jī)內(nèi)部磁場的特點(diǎn)。鋼鐵是磁的良導(dǎo)體，它的磁導(dǎo)率比空氣高得多。因此，電動(dòng)機(jī)內(nèi)的磁力線總是集中在鐵芯內(nèi)部，不會(huì)向定子鐵芯外面散開。當(dāng)磁力線從定子走向轉(zhuǎn)子(或相反)而必須通過氣隙時(shí)，它也總是在氣隙中走盡可能短的路徑，即總是與定于鐵芯內(nèi)表面及轉(zhuǎn)子鐵芯外表面垂直如圖

13、3一11所示。因此，對(duì)于任何時(shí)刻，氣隙中每點(diǎn)的磁場方向都是不變的。 圖3-12旋轉(zhuǎn)磁場示意所謂旋轉(zhuǎn)，并不是指磁場的方向，而是指磁密的大小，當(dāng)然也可以說是指極面在旋轉(zhuǎn)。氣隙中的磁密是既與位量又與時(shí)間有關(guān)的物理量。取定一個(gè)具體時(shí)刻(圖39中的t1)，磁力線分布大致如圖311所示。由圖看出，導(dǎo)線A和X處磁力線最密，即磁密最大。如果約定磁力線從定子進(jìn)入轉(zhuǎn)子時(shí)磁密為正值，那么導(dǎo)線X處的磁密有正最大值，而A處的磁密有負(fù)最大值。在導(dǎo)線B、Z的中分點(diǎn)磁力線最疏，磁密為零(恰好位于正、負(fù)磁密的交界處，故為零)。同理，導(dǎo)線C、Y的中分點(diǎn)磁密也為零。理論和實(shí)驗(yàn)證明，在實(shí)際的電動(dòng)機(jī)中，磁密沿氣隙圓周從大到零的變化規(guī)律

14、接近于正弦規(guī)律，如果從B、Z的中分點(diǎn)把氣隙圓周剪開并拉成直線，磁密的分布情況可近似用圖3一13的正弦曲線表示?；蛘?，為直觀起見，磁密從大到中再到零的變化情況也可用圖314a表示，但這只是t1時(shí)刻的情況。到了t2時(shí)刻，磁力線的分布變成圖312b的樣子，于是磁密的分布就如圖3一14b所示。對(duì)比圖314中的a、b兩圖，可知?dú)庀吨械拇琶芊植紶顩r，順時(shí)針地旋轉(zhuǎn)了900角。由此可 圖3-13氣隙磁密沿圓周作正弦分布見，所謂旋轉(zhuǎn)磁場，對(duì)于氣隙來說不是磁場方向在旋轉(zhuǎn)（磁場方向始終與兩鐵芯表面垂直），而是磁密大小的分布狀況在旋轉(zhuǎn)。圖3-14 磁密分布旋轉(zhuǎn)示意圖二、轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)鼠籠轉(zhuǎn)子是由許多籠條和兩個(gè)端環(huán)組成的。

15、當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)，每根籠條因切割磁力線而出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于端環(huán)把所有籠條接成一個(gè)閉合電路，所以每根籠條和端 環(huán)就有感應(yīng)電流流過。籠條的感應(yīng)電流既然處在磁場之中，就會(huì)受到磁場的作用力。轉(zhuǎn)子就是在這種力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的。 我們用圖3-15來分析籠條電流及其受力方向。圖中定子導(dǎo)線不再畫出，轉(zhuǎn)子籠條也只畫出a1和a2兩根。如果磁場順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，就相當(dāng)于a1逆時(shí)針方向（向左）地切割磁力線。根據(jù)右手定則，這樣切割磁力線所得的感應(yīng)電流可用表示。再根據(jù)左手定則，這個(gè)電流所受的磁場力是向右的，它對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩將使轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。用同樣方法可知籠條a2的電流方向?yàn)?，受力方向向左，它提供的力矩同樣促?/p>

16、轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從其他籠條的電流方向，也可得出轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)論。請(qǐng)注意這個(gè)結(jié)論是在因315所示的磁場旋轉(zhuǎn)方向(順時(shí)針)的前提下得到的。如果磁場旋轉(zhuǎn)方向在圖315所示的相反(逆時(shí)針)，便會(huì)得出轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)論。可見，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向總是與磁場旋轉(zhuǎn)方向是一致的。 圖3-15 轉(zhuǎn)子電流及受力方向示意圖 綜上所達(dá)旋轉(zhuǎn)磁場是使轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn)動(dòng)的主要原因。由于轉(zhuǎn)子的電流靠電磁感應(yīng)而產(chǎn)生，所以這種電動(dòng)機(jī)叫做感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 三、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是與磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致的。要說明轉(zhuǎn)子為什么反轉(zhuǎn)，只要說明磁場為什么反轉(zhuǎn)就可以了。 電源線交換前后的兩種聯(lián)接情況如圖316所示。圖中用大寫的A、B、C表示電動(dòng)機(jī)三相繞組的首

17、端，用小寫的a、b、c表示三根電源線的標(biāo)號(hào)。在圖3一16a中，a與A聯(lián)接，b與B聯(lián)接，c與C聯(lián)接，而在交換后的圖316b中，就改為a與B聯(lián)接，b與A聯(lián)接，c與C聯(lián)接。這樣交換之后，電動(dòng)機(jī)三相繞組的電流iA、iB和iC的位相先后順序(相序)就要變化。假定三相電源的相序是a-b-c(即a相比b相超前1200，b相比c相超前1200)，那么不管電動(dòng)機(jī)與電源之間如何聯(lián)接，三根電源線的電流ia、ib、ic的相序就總是ia-ib-ic，如圖317所示。至于電動(dòng)機(jī)繞組的電流iA、iB、iC的相序，則與接法有關(guān)。交換前(圖3一16a)，因?yàn)閕Aia，iBib，iC=ic，所以電動(dòng)機(jī)電流iA、iB、iC如圖31

18、8a所示，相序是iA-iB-iC。交換后(圖3一16b)， iAib，iBib，iC=ic，所以iA、iB、iC的關(guān)系如圖318b所示，相序改為iB-iA-iC。為了知道這種情況下的旋轉(zhuǎn)方向，可在圖318b上任取兩個(gè)時(shí)刻tl和t2，畫出定子導(dǎo)線電流的、圖及磁力線圖(圖319)。由圖看出，在從t到t的14周期內(nèi)，磁場逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)了90o角?？梢姡粨Q兩根電源線后，磁場的確會(huì)反轉(zhuǎn)。同樣，交換任意兩線后磁場都是要反轉(zhuǎn)的。在生產(chǎn)實(shí)際中，有時(shí)電動(dòng)機(jī)所帶機(jī)械只有沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)才能正常工作(例如水泵)，安裝電動(dòng)機(jī)的電源線時(shí)就要特別注意。也有些工作機(jī)械在生產(chǎn)過程中有時(shí)要正轉(zhuǎn)，有時(shí)要反轉(zhuǎn)(例如車床)，這時(shí)可在電源

19、線上安裝可以交換其中二線的“倒順開關(guān)”或用其他方法來控制。四、負(fù)載對(duì)轉(zhuǎn)速的影響 前面說明了旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是3000轉(zhuǎn)分，但直接帶動(dòng)工作機(jī)械的是轉(zhuǎn)子而不是磁場轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也是3000轉(zhuǎn)分嗎？可是轉(zhuǎn)子是帶著機(jī)械負(fù)裁的，負(fù)裁對(duì)轉(zhuǎn)子軸總要提供一定的阻力矩，因此轉(zhuǎn)子必然在這個(gè)阻力矩的作用下作減速運(yùn)動(dòng)?？梢?，即使硬是用一種外力矩把轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高到磁場轉(zhuǎn)速的數(shù)值，一旦撤去這個(gè)外力矩，轉(zhuǎn)子還是會(huì)饅下來的。圖3-16 交換兩根電源線圖 3-17 電源線電流的相序圖 3-18 電動(dòng)機(jī)繞組電流的相序圖 3-19交換電源線后的旋轉(zhuǎn)方向(逆時(shí)針) 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場相同，假定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與磁場一樣，籠條還會(huì)切割磁力線？ 這

20、時(shí)轉(zhuǎn)子與磁場之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，站在轉(zhuǎn)子的地位來看，覺得磁場是不動(dòng)的，因此籠條就不會(huì)切割磁力線了?；\條還有感應(yīng)電流嗎？沒有了。籠條還受磁場的作用力嗎?不受了。如果轉(zhuǎn)子不帶負(fù)載，其轉(zhuǎn)速是否就可等于磁場轉(zhuǎn)速？即使不帶負(fù)載，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也會(huì)受到摩擦及空氣阻力，因此仍然達(dá)不到磁場的轉(zhuǎn)速(但很接近球場的轉(zhuǎn)速)。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的具體數(shù)值，取決于機(jī)械負(fù)載的輕重。對(duì)于同一合電動(dòng)機(jī)，負(fù)載輕時(shí)轉(zhuǎn)得快些，負(fù)載重時(shí)轉(zhuǎn)得慢些(都指轉(zhuǎn)子而不是磁場)。這可從轉(zhuǎn)子所受的力矩來分析。轉(zhuǎn)子主要受到兩個(gè)力矩。一個(gè)是磁場對(duì)籠條電流產(chǎn)生的力矩，它推動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著磁場的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，一般叫做“電磁轉(zhuǎn)矩”或簡稱“轉(zhuǎn)矩”。另一個(gè)是負(fù)載提供的阻力矩

21、，它的方向總與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。當(dāng)這兩個(gè)力矩的絕對(duì)值相等時(shí)，轉(zhuǎn)子所受合力矩為零，因此就以一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)(勻速轉(zhuǎn)動(dòng))?，F(xiàn)以車床上的電動(dòng)機(jī)為例，對(duì)這兩個(gè)力矩的消長情況作一分折。車床上的電動(dòng)機(jī)是帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的（中間通過齒輪傳動(dòng))，其負(fù)載的輕重與工件吃刀的深淺有關(guān)。如果工件空轉(zhuǎn)而不吃刀，則電動(dòng)機(jī)負(fù)載最輕，設(shè)這時(shí)轉(zhuǎn)于以轉(zhuǎn)速n作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。既然是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩和阻力矩必然大小相等。如工件按某一深度吃刀，轉(zhuǎn)子受到的阻力矩便增大，于是出現(xiàn)阻力矩大于轉(zhuǎn)矩的短暫時(shí)期。根據(jù)力學(xué)的規(guī)律，轉(zhuǎn)子應(yīng)作減速轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速的減小，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對(duì)切割速度就增加(因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不變)，籠條的感應(yīng)電流就增大。這樣

22、，當(dāng)轉(zhuǎn)速減至某值n2時(shí)，轉(zhuǎn)子所受的新轉(zhuǎn)矩與工件吃刀后的新阻力矩大小相等，轉(zhuǎn)子便又開始作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。就是說，從工件按某一深度吃刀開始，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)過一段短暫時(shí)間的變動(dòng)之后將穩(wěn)定在一個(gè)新的數(shù)值n2上，而n2是比吃刀以前的nl小的。如果讓工件吃刀的深度再增到一個(gè)新的數(shù)值，轉(zhuǎn)子又要出現(xiàn)一個(gè)短暫的減速時(shí)期，然后重新以更小的轉(zhuǎn)速n3 (n2n1)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可知，負(fù)載越重時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越小。如果不斷加重負(fù)載，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否可能降低到每分鐘幾十轉(zhuǎn)甚至幾轉(zhuǎn)？不會(huì)的。當(dāng)負(fù)載阻力矩超過某一數(shù)值時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速再慢也不足以產(chǎn)生一個(gè)大小等于這個(gè)阻力短的轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速只能不斷下降，直到停轉(zhuǎn)。這種情況是危險(xiǎn)的，因?yàn)檫@時(shí)磁場與轉(zhuǎn)

23、子的相對(duì)速度最大(3000轉(zhuǎn)分)，轉(zhuǎn)子電流最大，同時(shí)定子電流也很大，于是電動(dòng)機(jī)急劇發(fā)熱。這時(shí)如果不及時(shí)停電就會(huì)把繞組燒毀。因此使用電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果由于某種機(jī)械原因使轉(zhuǎn)子卡住不動(dòng)，就應(yīng)該立即斷電，然后再行檢修。 由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于磁場的轉(zhuǎn)速，如當(dāng)磁場轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)分時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一般在2800轉(zhuǎn)分與3000轉(zhuǎn)分之間變化。所以常又叫做異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率有著一定的關(guān)系(對(duì)于二極電動(dòng)機(jī)，當(dāng)頻率為50赫時(shí)磁場轉(zhuǎn)速等于3000轉(zhuǎn)分)，所以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速常又稱作同步轉(zhuǎn)速。平常說到“異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)的同步轉(zhuǎn)速，就是指磁場轉(zhuǎn)速而盲。五、轉(zhuǎn)子對(duì)定子的反影響從能量的角度來看，電動(dòng)機(jī)無

24、非是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。但是轉(zhuǎn)子與定子之間是一個(gè)什么也沒有的空氣隙，電能是怎樣從定子傳到轉(zhuǎn)子并變?yōu)闄C(jī)械能的呢?首先應(yīng)該指出，氣隙并不是“什么也沒有的”空間，它存在著磁場，能量正是通過磁場從定子傳遞給轉(zhuǎn)子的。此外，既然這個(gè)磁場是定子與轉(zhuǎn)子之間互相作用的媒介，那么就還必須注意到轉(zhuǎn)子可以通過磁場反過來影響定子。這一點(diǎn)往往是易被忽視的。比如負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)子電流跟著變化，這點(diǎn)容易理解，而負(fù)載變化時(shí)定子電流也隨之變化，達(dá)又是為什么呢?我們來定性地分析這種影響。首先應(yīng)該注意，不但定子電流能夠產(chǎn)生磁場，籠條電流同樣能產(chǎn)生磁場，而且也是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。因此，定子導(dǎo)線將由于切割轉(zhuǎn)子磁力線而引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)感

25、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正是轉(zhuǎn)子電流通過磁場反過來影響定子的一個(gè)具體表現(xiàn)。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)子電流隨著變化，它給予定子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也要變化，因此定子電流也隨之變化。這個(gè)“變化”是變大還是變小呢？我們從能量的角度來討論。先看轉(zhuǎn)子不帶負(fù)裁的情況?？蛰d時(shí)，轉(zhuǎn)子對(duì)外不輸出功率，但由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部總會(huì)有些發(fā)熱，因此電動(dòng)機(jī)還是要從電源吸收一些電功率的。一般來說，這個(gè)功率是較小的。如果轉(zhuǎn)子帶上負(fù)載，電動(dòng)機(jī)除了自己消耗功率外還要對(duì)負(fù)裁輸出功率，因此定子從電源吸收的電功率就要增加。但是加在定子繞組上的三相電壓是一定的(指有效值)，所以電功率的增加就意味著定于電流的增加。可見當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載時(shí)不但轉(zhuǎn)子電流比空載時(shí)增加，而且定子電流也比

26、空載時(shí)增加。一般來說，負(fù)載超重，轉(zhuǎn)子電流和定子電流也越大。理論上還可以證明，轉(zhuǎn)子電流的磁場不但是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，而且它的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速(相對(duì)于定子而言)都與定子電流的旋轉(zhuǎn)磁場相同，因此可以把這兩個(gè)磁場合成為一個(gè)總的旋轉(zhuǎn)磁場。平常說到電動(dòng)機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁場時(shí)，實(shí)際上就是指這個(gè)總磁場而言的。第三節(jié) 多極電動(dòng)機(jī)2800一3000轉(zhuǎn)分只是二極感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。如果把定子繞組的聯(lián)接規(guī)律適當(dāng)改變，就可以獲得不同極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場，相應(yīng)地就有不同的轉(zhuǎn)速。圖320就是產(chǎn)生四極旋轉(zhuǎn)磁場的一種定子繞組的聯(lián)接方式。圖中大圓表示定于鐵芯內(nèi)壁(外壁及轉(zhuǎn)子鐵芯都未畫出)，12個(gè)小圓表示定子繞組的12根導(dǎo)線(注意已不是6根了)，其中A1

27、、X1、A2、X2組成A相繞組，A1是相頭，X2是相尾；Bl、Y1、B2、Y2組成B相繞組，B 1是相頭，Y2是相尾；C1、Zl、C2、Z2組成C相繞組，C1是相頭，Z2是相尾。三個(gè)相尾X2、Y2、Z2接在一起，三個(gè)相頭A1、Bl、C1引出導(dǎo)線與三相電源聯(lián)接。 圖3-21 三相交流波形形形圖 3-20四極旋轉(zhuǎn)磁場的定子繞組連接方式現(xiàn)在討論這種定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。先看圖321所示的t1時(shí)刻。由圖可知，這個(gè)時(shí)刻iA為正， iB及iC為負(fù)，因此A相電流從相頭A1流進(jìn)()；經(jīng)X1()、A2()后從X2流出()；B相及C相電流則從相尾流進(jìn)而從相頭流出，如圖3一22a的、所示。根據(jù)電流的、情況便可畫出

28、磁力線，如圖3一22a中帶箭頭的封閉曲線所示。這些磁力線的分布規(guī)律顯然與二極磁場(圖311)不同。圖311中的定子鐵芯內(nèi)壁可按磁力線的進(jìn)出情況分為兩個(gè)極面，而團(tuán)322a中的定于鐵芯內(nèi)壁則可按磁力線的進(jìn)出情況分為四個(gè)極面。在用粗實(shí)線表示的兩個(gè)極面中，磁力線從定子鐵芯發(fā)出，所以是N極；在用粗虛線表示的兩個(gè)極面中，磁力線從氣隙進(jìn)入定子鐵芯，所以是S極。整個(gè)定子鐵芯內(nèi)壁可以交替分為N、S、N、S四個(gè)極面，所以這種磁場叫做四極磁場。如果再取一個(gè)時(shí)刻t2畫出磁力線圖，不難看出 這個(gè)四極磁場也是旋轉(zhuǎn)的，但轉(zhuǎn)速與二極磁場不同。 圖3-22 四極磁場 取圖321的時(shí)刻t2。由圖可知，在這個(gè)時(shí)刻iA為零，iB為正

29、，iC為負(fù)， 因此定子各導(dǎo)線的電流方向及磁力線情況如圖3-22b所示。對(duì)比a、b兩圖，可以看出磁場旋轉(zhuǎn)了450。又由圖3一21可知，從t1到t2的一段時(shí)間等于電流變化的14周期。因此推知，當(dāng)電流變化一周時(shí)，磁場只旋轉(zhuǎn)了4x 4501800，即半圈。如果電流的頻率為50赫(即每秒變化50周)，那么磁場每分鐘只旋轉(zhuǎn)1500圈。可見四極磁場的轉(zhuǎn)速只有二極磁場轉(zhuǎn)速的一半。采用適當(dāng)?shù)牟蹟?shù)和聯(lián)接方式，還可以得到六極、八極及極數(shù)更多的磁場。用類似的方法可以證明，六極磁場的轉(zhuǎn)速為：30003=1000(轉(zhuǎn)分)，八極磁場的轉(zhuǎn)速為30004750(轉(zhuǎn)分)，等等。由此可得出一個(gè)規(guī)律，就是要知道某種磁場的轉(zhuǎn)速，只要用

30、它極數(shù)的一半去除3000就可以了，為了用簡單的公式來表達(dá)這個(gè)規(guī)律，可以把“極數(shù)的一半”這個(gè)說法改稱為“極對(duì)數(shù)”，即有多少“對(duì)”極的意思。例如二極磁場只有一對(duì)極，所以極對(duì)數(shù)為1；四極磁場有兩對(duì)極，所以極對(duì)數(shù)為2，等等。習(xí)慣上用p表示極對(duì)數(shù)，以n1表示磁場的轉(zhuǎn)速1，它們的關(guān)系可用公式表示： nI 3000/p (轉(zhuǎn)分) 3-1但應(yīng)注意，式（3一1)只有當(dāng)電流頻率為50赫時(shí)成立。一般地說，如果電流的頗率為f，則轉(zhuǎn)速為： n1 60f/p (轉(zhuǎn)分) 3-2式(32)表明，極對(duì)數(shù)一經(jīng)確定，磁場轉(zhuǎn)速與頻率之間就有完全確定的關(guān)系。因此就把磁場的轉(zhuǎn)速叫做同步轉(zhuǎn)速。至于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，則總要比磁場轉(zhuǎn)速略低，低的程度與

31、負(fù)載的輕重及電壓的高低有關(guān)。一般來說，當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸出額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差約為同步轉(zhuǎn)速的26左右。例如某四極電動(dòng)機(jī)在輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1440轉(zhuǎn)分，與同步轉(zhuǎn)速(1500轉(zhuǎn)分)之差約為60轉(zhuǎn)分，等于同步轉(zhuǎn)速的4%。第四節(jié) 額定數(shù)據(jù)一、額定功率當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸出的功率增加時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子的電流都要增大。電流的增大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定于繞組發(fā)熱增加，電動(dòng)機(jī)溫度升高，而當(dāng)溫度超過一定數(shù)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的絕緣材料就要降低壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)很快損壞(燒毀)。因此每臺(tái)電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)都規(guī)定了一個(gè)輸出功率的限度，這個(gè)限度就叫做電動(dòng)機(jī)的“額定功率”或“容量”，并標(biāo)明在機(jī)座外面的銘牌中。對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，額定功率是指它

32、向負(fù)載輸出的功率，不是指電動(dòng)機(jī)從電源吸收的電功率。由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部存在功率損耗，這兩個(gè)功率并不相等。比如，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)輸出功率為1千瓦的時(shí)候，它從電源吸收的電功率就約為1.27千瓦。同時(shí)，額定功率是指電動(dòng)機(jī)可以輸出功率的最大限度，不一定就是電動(dòng)機(jī)使用時(shí)實(shí)際輸出的功率。電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率與負(fù)載的輕重有關(guān)。例如，用一臺(tái)額定功率為3千瓦的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)車床上的工件轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)工件空轉(zhuǎn)而不吃刀時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的功率就比3千瓦小得多。電動(dòng)機(jī)的額定功率與一般用電器的(如白熾燈、電爐、電烙鐵)額定功率是有區(qū)別的。如一個(gè)白熾燈的額定功率為100瓦，這就是說，當(dāng)它兩瑞加上額定電壓(一般是220伏)時(shí)，它從電源吸收的電功率

33、是100瓦。至于這100瓦電功率中有多少瓦轉(zhuǎn)為光功率輻射出去，那是另一回事，燈泡的“額定功率”是不作反映的。而電動(dòng)機(jī)的“額定功率”則恰恰反映它輸出的功率。這是第一個(gè)區(qū)別。其次，白熾燈泡只要加上額定電壓，它就一定吸收100瓦的電功率，與其他因素?zé)o關(guān)(除非使用年限太久致使燈絲變細(xì))，而電動(dòng)機(jī)則不然，它實(shí)際上輸出多少功率還密切依賴于負(fù)載的輕重。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載恰使電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于電動(dòng)機(jī)的額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在“滿載”狀態(tài)中。當(dāng)負(fù)載較重以致電動(dòng)機(jī)的輸出功率大于額定功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在“過載”狀態(tài)中。電動(dòng)機(jī)的過載有如“小馬拉大車”，這時(shí)電動(dòng)機(jī)容易由于過熱而縮短壽命，所以在一般情況下不允許電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)

34、行。如果負(fù)載很輕致使輸出功率比額定功率小很多，電動(dòng)機(jī)工作在“輕載”狀態(tài)中。輕載狀態(tài)好比“大馬拉小車”，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的某些性能(效率和功率因數(shù))要變壞，長期輕載運(yùn)行會(huì)在經(jīng)濟(jì)上造成不應(yīng)有的浪費(fèi)。因此選用電動(dòng)機(jī)時(shí)必須注意與所帶動(dòng)的工作機(jī)械做到功率配套。所謂配套，不是要電動(dòng)機(jī)的額定功率等于被帶機(jī)械所要求的功率，而是要使前者稍大于后者，因?yàn)閭鲃?dòng)過程中還有功率損耗。二額定電壓在講解額定電壓之前，有必要對(duì)有關(guān)三相電路的幾個(gè)基本知識(shí)作一個(gè)簡單的介紹。(1) 星形接法與三角形接法 電動(dòng)機(jī)的定子繞組是一個(gè)對(duì)稱三相繞組，即整個(gè)繞組可以分成完全相同的三個(gè)部分。使用時(shí)，這三個(gè)繞組與三相電源的聯(lián)接可以采用兩種不同的方式。第

35、一種方式是把三個(gè)相尾X、Y、Z接在一起，再從三個(gè)相頭引出三根導(dǎo)線與三相電源相接，叫做星形接法(星接)，記作丫接(圖323a )。X、Y、Z接在一起的那個(gè)點(diǎn)，叫做中點(diǎn)或零點(diǎn)，有時(shí)也叫星點(diǎn)。第二種接法是依次把每一相的尾端與下一相的首端聯(lián)接而使三相繞組接成一個(gè)封閉三角形，然后從三個(gè)聯(lián)接點(diǎn)引出三根導(dǎo)線與三相電源相接，如圖3一23b所示。這叫做三角形接法(角接)，記做接。這兩種接法都很常用，具體采用哪種接法，取決于電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和電源的電壓。圖 3-23 電動(dòng)機(jī)定子繞組的兩種接法(2) 相電壓與線電壓 說到三相電動(dòng)機(jī)定子繞組的電時(shí)，要注意分清是指相電壓 ， 還是線電壓。每一相繞組兩端(例如AX)的電壓(u

36、AX)，叫做相電壓。因?yàn)槿嚯娫醇半妱?dòng)機(jī)的三相繞組是對(duì)稱的，所以三個(gè)相電壓uAX、uBY、uCZ的大小(即有效值)相等，可以統(tǒng)一記作U相 任意兩根電源線之間的電壓(例如A線與B線之間的電壓uAB)，叫做線電壓。由于三相電源是對(duì)稱的，所以三個(gè)線電壓uAB、uBC、uCA的有效值相等，可以統(tǒng)一記作U線 ，角接時(shí)（圖126)，UAB=UAX ，即U線=U相；星接(圖324)時(shí)UAB就不等于UAX ，從即U線U相 。當(dāng)星接電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，U線等于U相的3倍。(3) 相電流與線電流 流過每相繞組的電流(例如圖324及325中的iAX)叫做相電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)繞組的相電流有效值相等，可以統(tǒng)一

37、記作I相。 流過每根電源線的電流(如圖324及325中的iA)叫做線電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)每根電源線的線電流有效值相等，可以統(tǒng)一記作I線。 由圖324看出，對(duì)于星接電動(dòng)機(jī)，I線=I相。但對(duì)角接電動(dòng)機(jī)(圖3一25)兩者不再相等。當(dāng)角接電動(dòng)機(jī)正常遠(yuǎn)行時(shí)，I線等于I相的3倍。 即： 星接時(shí) U線 3 U相 I線I相 角接時(shí) U線U相 I線3I相圖 3-24星接時(shí)相電流等于線電流 圖3-25角接時(shí)相電流不等于線電流 在使用一個(gè)用電器時(shí)，只有給它加上適當(dāng)?shù)碾妷翰拍茏屗９ぷ?。這個(gè)電壓就叫做這個(gè)用電器的“額定電壓”。以燈泡為例，額定電壓就有220伏、110伏、36伏、25伏以及其他數(shù)值，這是在設(shè)計(jì)燈泡

38、時(shí)就已規(guī)定的。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說，設(shè)計(jì)時(shí)也規(guī)定了每相繞組應(yīng)加的電壓，這個(gè)電壓叫做額定相電壓。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)可以有星形和角形兩種接法，在星接時(shí)線電壓又不等于相電壓，所以除額定相電壓外又相應(yīng)地規(guī)定一個(gè)額定線電壓。當(dāng)電動(dòng)機(jī)用星接時(shí)，額定線電壓等于額定相電壓的3倍，當(dāng)電動(dòng)機(jī)用角接時(shí)，額定線電壓等于額定相電壓。銘牌上“電壓”欄中所標(biāo)的數(shù)值，一律是指額定線電壓。不少電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“電壓220380伏”字樣，表示這臺(tái)電動(dòng)機(jī)既可由線電壓為380伏的電源供電，又可由線電壓為220伏的電源(這種電源很少)供電。為什么有這種靈活性呢? 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)可以有兩種不同接法。應(yīng)該注意，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定相電壓只能有一個(gè)數(shù)值，只是由于

39、三相繞組之間可以有兩種接法，所以才允許有兩種額定線電壓。比如，設(shè)電動(dòng)機(jī)的額定相電壓為220伏，那么當(dāng)電源線電壓為380伏時(shí)，可以把三相繞組接成星形(圖326)，由于星接時(shí)線電壓與相電壓有3倍的關(guān)系，所以每相繞組的電壓(即相電壓)恰為220伏，正好符合要求。當(dāng)電源線電壓為220伏時(shí)，可以把三相繞組接成三角形(圖327)，因?yàn)榻墙訒r(shí)線電壓等于相電壓，所以每相繞組的電壓亦為220伏。因A此，凡銘牌上“電壓”欄標(biāo)有220380伏，其“接法”欄一定標(biāo)有“/Y”者，就表示當(dāng)電源線電壓為220伏時(shí)，電動(dòng)機(jī)要用角接；當(dāng)電源線電壓為380伏時(shí)，電動(dòng)機(jī)要用星接?？傊徽撾娫措妷汉碗妱?dòng)機(jī)接法如何，只要互相配合使每

40、相繞組的電壓符合額定值，就可以正常工作。又因?yàn)榫€電壓為230伏的電源越來越少，所以為了簡單及避免不必要的誤解，新生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)也有只在銘牌中寫上“電壓380伏，接法Y”，它與銘牌寫有“電壓220380伏，接法Y”的電動(dòng)機(jī)實(shí)際上完全一樣。 如果每相繞組的額定相電壓是380伏，那么當(dāng)電源線電壓為380伏時(shí)，顯然應(yīng)該角接，但當(dāng)電源線電壓為220伏時(shí)，不論星接還是角接都不行，所以不能使用這種電源。因此，這種電動(dòng)機(jī)銘牌中的“電壓”標(biāo)欄通常只寫380伏， 而“接法”標(biāo)欄則只寫“”。圖 3-26線電壓為380伏時(shí)用星接 圖3-27 線電壓為220伏時(shí)用角接為使電動(dòng)機(jī)既能星接又能角接，三相繞組的六個(gè)線頭一般并不

41、接死，它們都引到機(jī)座外側(cè)的接線盒中。接線盒內(nèi)的接線柱分成兩排(圖328)，三個(gè)相尾Z、X、Y的引線順次接在上排的三個(gè)接線柱上，三個(gè)相頭的引線則依A、B、C的順序接在下排的三個(gè)接線柱上。使用時(shí)，下排的三個(gè)接線柱與電源的三根相線聯(lián)接。如果用銅片將上排的三個(gè)接線柱聯(lián)通（圖3-29a），便是星接；如果用三片銅片把上下排的對(duì)應(yīng)接線柱聯(lián)通（圖3-29 圖3-28 接線盒與三相繞組的連接b），便是角接，這種用來聯(lián)接的銅片，叫做“聯(lián)接片”（圖3-29c）。圖3-29 接線盒的兩種接法三、額定電流 額定電流也分額定相電流和額定線電流兩種。額定相電流是指定子每相繞組允許通過的最大電流。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果相電流長期

42、超過額定相電流，電動(dòng)機(jī)就會(huì)過熱，壽命就會(huì)縮短。如果超過太多，甚至很快燒毀。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的線電流比相電流容易測(cè)量，所以銘牌中的額定電流一律是指額定線電流。對(duì)星接電動(dòng)機(jī)，額定線電流等于額定相電流，對(duì)角接電動(dòng)機(jī)，額定線電流等于額定相電流的3倍。因此，當(dāng)銘牌“接法”標(biāo)欄中寫有丫時(shí)，不但“電壓”標(biāo)欄要寫兩個(gè)數(shù)值，“電流”標(biāo)欄也必定寫兩個(gè)數(shù)值，這就是因?yàn)橥粋€(gè)額定相電流在不同接法時(shí)對(duì)應(yīng)于不同的額定線電流。例如銘牌“接法”標(biāo)欄個(gè)寫有“Y”，電流欄就寫有“16.49.5安”(164正是95的3倍)。四、過壓運(yùn)行與欠壓運(yùn)行 當(dāng)電源電壓高于電動(dòng)機(jī)的額定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)叫做過壓運(yùn)行；反之，叫做欠壓運(yùn)行。過壓運(yùn)

43、行和欠壓運(yùn)行都會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能，使一部分性能變壞。特別是滿載欠壓運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子電流都會(huì)增大，電動(dòng)機(jī)有可能過熱。當(dāng)一個(gè)燈泡的電壓低于額定值時(shí)，電流應(yīng)該變小。為什么電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行時(shí)電流反而變大呢?這里僅從能量的角度對(duì)滿載欠壓運(yùn)行情況作一個(gè)簡單的解釋。當(dāng)負(fù)載相同時(shí)(滿載)，不論定子電壓等于還是低于額定值，電動(dòng)機(jī)輸出的功率基本相同，因此，定子從電源吸收的電功率也大致相同。而在電功率相同的情況下，電壓越低，電流就得越大。所以，滿載欠壓運(yùn)行時(shí)，定子電流要增大。但這個(gè)結(jié)論對(duì)空載和輕載運(yùn)行并不成立。這樣說來，滿載過壓運(yùn)行倒可以減小定子電流了?在一定條件下確實(shí)如此。一般來說，當(dāng)定子電壓比額定值高出l0以內(nèi)

44、時(shí)，定子滿載電流比電壓正常時(shí)要小。但這時(shí)其他一些性能會(huì)變壞，因此不提倡這種運(yùn)行方式。特別是當(dāng)定子電壓比額定值高得太多時(shí)，由于鐵芯出現(xiàn)一種持有的磁飽和現(xiàn)象，定子電流會(huì)比電壓正常時(shí)還大。此外，電壓越高時(shí)鐵芯內(nèi)的磁密越大，因此鐵損越大，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱增加。第五節(jié) 銘 牌每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座外面都釘有一塊銘牌，用以標(biāo)明這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和各種額定數(shù)據(jù)。正確理解銘牌中各項(xiàng)內(nèi)容的含義，對(duì)于使用和修理電動(dòng)機(jī)都是很必要的。不按銘牌規(guī)定隨意使用電動(dòng)機(jī)，就會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的性能甚至使電動(dòng)機(jī)燒毀。不同工廠生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)，其銘牌上項(xiàng)目的名稱及表示方法并不完全一致。表3一1及3一2表示兩臺(tái)不同廠生產(chǎn)的不同型號(hào)的三相鼠籠電動(dòng)機(jī)的

45、銘牌。下面以表3一l為重點(diǎn)來逐項(xiàng)解釋銘牌內(nèi)容的含義。 表3-1 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)銘牌表3-2 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌（1）型號(hào) 國產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)用漢語拼吉字母加上阿拉伯?dāng)?shù)字表示。漢語拼音字母(如J、JO)表示電動(dòng)機(jī)的類型，例如JO系列表示封閉式異步電機(jī)，它能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入機(jī)內(nèi)，特別適用于灰塵較多或水土飛濺的場所(如磨面、碾米車間)。封閉式電動(dòng)機(jī)(外形見圖3一30)除JO系列外，還有JO2及JO3系列，其中“2”及“3”字表示第二、三次改型設(shè)計(jì)。漢語拼音字母J表示防護(hù)式電動(dòng)機(jī)(外形見圖331)，它能防止水滴或其他雜物垂直落入機(jī)內(nèi)，但不能防潮和防灰，因此，只適用于一般工作場所，如水泵或車床

46、等。圖 3-30 封閉式鼠籠電動(dòng)機(jī) 圖 3-31 防護(hù)式鼠籠電動(dòng)機(jī)J、J2、JO、J02、JO：等系列都屬于一般的三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)。此外，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還有許多其他種類(加線繞式電動(dòng)機(jī)、雙鼠籠式電動(dòng)機(jī)、深槽式電動(dòng)機(jī)等)，分別用不同的拼音字母表示。 下面再說明拼音字母后面的阿拉伯?dāng)?shù)字的含義。以表11中的“JO5l4”為例。第一個(gè)數(shù)字“5”表示用5號(hào)機(jī)座，第二個(gè)數(shù)字“l(fā)”表示用1號(hào)的定子鐵芯長度，第三個(gè)數(shù)字“4”表示電動(dòng)機(jī)是4極的。 (2) 容量 容量也就是額定功率。（3） 轉(zhuǎn)速 指轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)子在輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速一般比同步轉(zhuǎn)速低26。 在有些銘牌上不寫“轉(zhuǎn)速”而寫“轉(zhuǎn)數(shù)”，兩者完全一樣。（4） 電壓 指定子的額定線電壓。 （5） 電流 指定子的額定線電流。 （6） 接法 詳于上節(jié)。（7） 頻率 指電動(dòng)機(jī)的額定頻率，即為使電動(dòng)機(jī)正常工作所需要的電源頻率。因?yàn)槲覈墓I(yè)頻率已經(jīng)統(tǒng)一為50赫。所以國產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的額定頻率一律規(guī)定為50赫。但進(jìn)口電動(dòng)機(jī)的額定額率卻不一定是50赫。當(dāng)把額定頻率不等丁50赫的電動(dòng)機(jī)用于50赫的電源時(shí)，其性能將有所下降。（8） 溫升 電動(dòng)機(jī)是把電