第六章電動(dòng)機(jī)

1、1第六章第六章電電 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī)26.1 6.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)6.26.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理6.3 6.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性6.4 6.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)6.7 6.7 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)6.5 6.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)6.6 6.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速目目 錄錄3交交流流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電機(jī)的分類：電機(jī)的分類：電機(jī)電機(jī) 動(dòng)力電機(jī)動(dòng)力電機(jī)（能量轉(zhuǎn)換）（能量轉(zhuǎn)換） 控制電機(jī)控制電機(jī)（信號轉(zhuǎn)換）（

2、信號轉(zhuǎn)換）發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī):(機(jī)械能機(jī)械能 電能電能)三相同步發(fā)電機(jī)三相同步發(fā)電機(jī)4.1電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)(電能電能 機(jī)械能機(jī)械能)三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)6鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式單相單相三三相相異步異步機(jī)機(jī)同步機(jī)同步機(jī)單相單相三相三相46.1 6.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)5（一）主要部件：（一）主要部件：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）鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式6 構(gòu)成：構(gòu)成：由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組和端蓋組成由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組和端蓋組成 作用：作用： 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 (1)定子：定子：定子鐵心定子鐵心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸承軸

3、承端蓋端蓋機(jī)座機(jī)座定子繞組定子繞組定子鐵心定子鐵心7在定子槽孔中放置三相彼此獨(dú)立的繞組。在定子槽孔中放置三相彼此獨(dú)立的繞組。U1U2V1V2W1W2U1V1W1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子繞組定子繞組星接星接定子繞組定子繞組角接角接端子端子U1V1W1U2V2W28 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)成作用：作用：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。（2）轉(zhuǎn)子：）轉(zhuǎn)子：外接電阻外接電阻電刷電刷滑環(huán)滑環(huán)轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子硅鋼片轉(zhuǎn)子硅鋼片9 鼠籠型轉(zhuǎn)子是由嵌

4、放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的導(dǎo)電鼠籠型轉(zhuǎn)子是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的導(dǎo)電條組成，在轉(zhuǎn)子鐵心的兩端各用一個(gè)導(dǎo)電端環(huán)條組成，在轉(zhuǎn)子鐵心的兩端各用一個(gè)導(dǎo)電端環(huán)把所有的導(dǎo)電條連接起來。把所有的導(dǎo)電條連接起來。鼠鼠籠籠型型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子 鼠籠式電動(dòng)機(jī)構(gòu)造鼠籠式電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡單、價(jià)格低廉、工簡單、價(jià)格低廉、工作可靠、使用方便。作可靠、使用方便。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子10（1）防護(hù)型：遮蓋裝置，能防止水滴、鐵屑或其他雜物在與垂直方向成45度以內(nèi)的角度落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。水泵、鼓風(fēng)機(jī)。（2）封閉型：完全封閉，防灰、水土飛濺等。磨床、銑床和球磨機(jī)等。（3）防爆型：嚴(yán)密的封閉結(jié)構(gòu)，外殼機(jī)械強(qiáng)度較強(qiáng)，需能承受爆炸壓力。礦山、化工車間等等。（二）

5、外形結(jié)構(gòu)（三）安裝結(jié)構(gòu) 在安裝結(jié)構(gòu)上對電動(dòng)機(jī)也有不同要求。11（一）旋轉(zhuǎn)磁場 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向（二）工作原理 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生、方向及大小 6.2 6.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理12演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)131m2m3msinsin120sin120iItiItiIt3i1i2iitmIoU1U2V1V2W1W22i1i3i14U1U2W2V1W1V20n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3i1i2iitmIo15U1U2V2W1V1W2U

6、1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W23i2i1ii tNS0 t 60t 60 90t SNSNmIo600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： 16AU1U2V2W1V1W2AU1U2V2W1V1W22. .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(電路如圖電路如圖)U1U2W1W2V1V22i1i3iNSNS0mI3i2i1i tiomI123iii17U1U2V2W1V1W20t 即：即：1pNS0mI3i2i1i tiomI2iU1U2V1V2W1W21i3i181U2U1U2U1V2V1W2W2

7、W1V1W2V1i2i3i極對數(shù)極對數(shù)2p旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)0mI3i2i1i tiomI1U2U1U2U1V2V1V2V1W2W1W2WNSSN19分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /( 6010fn 工頻：工頻：Hz501 f分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 30000 np=1時(shí)時(shí)0mI3i2i1i tiomI01 50 r/snfNSo0tU1U2V2W1V1W2NSo180tU1U2V2W1V1W2NSo360tU1U2V2W1V1W2200t 60tp=2時(shí)時(shí)2i3i1iit mI0分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0nNSNS1U2U1U2U1V2V1

8、W2W2W1V1W2VNSSN1U2U1U2U1V2V1W2W2W1V1W2V3021)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 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)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1成正比和極對數(shù)成正比和極對數(shù)p成反比。成反比。電源的頻率電源的頻率22（二）電動(dòng)機(jī)的工作原理（二）電動(dòng)機(jī)的工作原理 在電動(dòng)機(jī)定子繞組中通入三相對稱交流在電動(dòng)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。電流后

9、，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子繞組，繞組中旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子繞組，繞組中就感應(yīng)出電動(dòng)勢。就感應(yīng)出電動(dòng)勢。 在電動(dòng)勢的作用下，閉合的繞組中就有電在電動(dòng)勢的作用下，閉合的繞組中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子繞組流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子繞組受到電磁力作用。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)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(dòng)起來。子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來。23分）分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn Blve BliF FvF0nNSU1U2V2W1V1W2n24FF0nU1U2V2W1V1n250nn 如果如果:0nn 26%s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可

10、由轉(zhuǎn)差率求得0)(1nns %10000 nnns= f1 s f2 = p n60= 60p (n0n)= 60 n0p n0(n0n)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:01, ns（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）電動(dòng)機(jī)理想空載電動(dòng)機(jī)理想空載:00, nns（轉(zhuǎn)差率最?。ㄞD(zhuǎn)差率最小）0160pnf 27 一臺三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺三相異步電動(dòng)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(dòng)機(jī)的。試求電動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同

11、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例例6.2.128電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 T：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,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。22cosIKTmT常數(shù)常數(shù)每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的2cos2922cosIKTmT22022202)(sXRsEI2202222)(cossXRRmNfU11144.4將其中參數(shù)代入：將其中參數(shù)代入：21220222)(UsXRsRKT得到得到轉(zhuǎn)矩公式轉(zhuǎn)矩公式30電磁轉(zhuǎn)矩電

12、磁轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩nTnTTP2222602602ppllIUIUP1111133cos31銅損耗銅損耗鐵損耗鐵損耗機(jī)械損耗機(jī)械損耗%10012PP32nOn0T6.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性sTOMS1sMsNNTNTSTMn0n0TNMSTsTMnNTNnM33NnNT分轉(zhuǎn)瓦/260602NNNNNNNnPnPPTOnT0n(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-4型型) 的額定功的額定功率為率為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 . 7955

13、09550NNN nPT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千瓦千瓦nPT N3421220222)(UsXRsRKT2021M2XUKT0ddsT令：令：求得求得202XRssM臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率On0nTM將將sM代入轉(zhuǎn)矩公式，可得代入轉(zhuǎn)矩公式，可得MS35 MMT,UUT 121120212XUKTMNMMTTK一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為2281.KM12 II(2) sM與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sM n 。繞線式電。繞線式電機(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(shí)現(xiàn)調(diào)速?？蓪?shí)現(xiàn)調(diào)速。 1s0n202XRssM3622022212)(sXR

14、UsRKT 22022212sXRURKT電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)n= 0 時(shí)時(shí)，s =1 s121s 1TU,UT(2) Ts與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， 適當(dāng)使適當(dāng)使 R2 Ts 。對繞線式。對繞線式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻 R 2 , 可使可使Ts =TM。體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。載起動(dòng)的能力。 0nOnTNssTTK 起動(dòng)能力起動(dòng)能力SsINIKI起動(dòng)電流起動(dòng)電流37TL sTL T2T2 =TLn T2 T L達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡TL0nnTOn38人為特性人為特性U TM U UTs 22022212sXRURKT20

15、21M2XUKT 202MXRs0nNUTLnTO39(2) 轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子電阻R2 變化對機(jī)械特性的影響變化對機(jī)械特性的影響STTOn0nR2 n maxTLT22022212sXRURKT2021M2XUKT 202MXRs40 不同場合應(yīng)選用不不同場合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。電機(jī)。stTTOn0nR2 Tst n maxTLT 硬特性硬特性 （R2小）?。┸浱匦攒浱匦裕≧2大）大）41 右手定則右手定則：伸開右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，：伸開右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并跟手掌在一

16、個(gè)平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁感線并跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，那么其余四垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，那么其余四個(gè)手指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。個(gè)手指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。 右手定則右手定則右手定則是用來判斷閉合右手定則是用來判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場電路的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感生電流的方向。生感生電流的方向。 返回返回42左手定則左手定則左手定則是用來判左手定則是用來判斷通電導(dǎo)體在磁場斷通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向，中的受力方向， 左手定則左手定則：伸開左手：伸開左手,

17、讓磁感線穿入手心讓磁感線穿入手心(手心對準(zhǔn)手心對準(zhǔn)N極，手背對準(zhǔn)極，手背對準(zhǔn)S極極)， 四指指向電流方向四指指向電流方向 ，那么大拇，那么大拇指的方向就是導(dǎo)體受力方向。指的方向就是導(dǎo)體受力方向。返回返回43三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型型 號號 Y132S-6 Y132S-6 功功 率率 3 kW 3 kW 頻頻 率率 50 Hz50 Hz電電 壓壓 380 V 380 V 電電 流流 7.2 A 7.2 A 聯(lián)聯(lián) 結(jié)結(jié) Y Y轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 960 r/min 960 r/min 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.76 0.76 絕緣等級絕緣等級 B B1. 型號型號 Y 132S6 r/min 1000p

18、fn6002. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 nN nN =960 r/min，則查表，則查表6.2.1，可知：，可知：r/min 100003np，6.4 6.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)磁極數(shù)磁極數(shù)(極對數(shù)極對數(shù) p=3)同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分04. 010009601000Ns 額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率 ：443. 聯(lián)結(jié)方式聯(lián)結(jié)方式 ：Y 接法：接法： 接法：接法：接線盒接線盒。NP3kWYNP4kW U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W245 4. 額定電壓額定電壓 UN： UN=38

19、0 V 定子繞組在定子繞組在指定接法指定接法下應(yīng)加的下應(yīng)加的線電壓線電壓. 說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低說明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的于額定值的 5 。 例：例：380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V時(shí)采用時(shí)采用Y接接法；當(dāng)線電壓為法；當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用時(shí)采用 接法。接法。U1U2V1V2W1W2線線電電壓壓U2V1V2W1W2線線電電壓壓U146 5. 額定電流額定電流 IN： IN=7.2 A 表示星形表示星形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下電機(jī)下電機(jī)的線電流為的線電流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下線電流為下線電流為 11.64A。兩種接法

20、下相電流均為兩種接法下相電流均為 6.73A。 6. 額定頻率額定頻率 fN：fN =50 Hz 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，定子繞組所接交流電壓的頻率。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，定子繞組所接交流電壓的頻率。定子繞組在定子繞組在指定接法指定接法下的下的線電流。線電流。47 7. 額定功率額定功率 PN：PN =3 kW NNNPP1NNNNIUP31 其中其中P1N為電動(dòng)機(jī)從電源吸收的額定有功功率，為電動(dòng)機(jī)從電源吸收的額定有功功率， N為電為電動(dòng)機(jī)的效率動(dòng)機(jī)的效率 。 額定負(fù)載時(shí)一般為額定負(fù)載時(shí)一般為0.7 0.9，空載時(shí)功率因數(shù)很低約，空載時(shí)功率因數(shù)很低約為為0.2 0.3，不經(jīng)濟(jì)。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。

21、，不經(jīng)濟(jì)。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。 注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)使它略注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)使它略大于或等于負(fù)載所需功率值，盡量避免用大容量的電動(dòng)大于或等于負(fù)載所需功率值，盡量避免用大容量的電動(dòng)機(jī)帶小的負(fù)載，即機(jī)帶小的負(fù)載，即防止防止“大馬大馬”拉拉“小車小車”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 8. 額定功率因數(shù)額定功率因數(shù) N=cos N： N =0.76額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)軸上輸出的功率。功率。48 9. 絕緣等級絕緣等級 絕緣等級是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料絕緣等級是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)允許的在使用時(shí)允許的極限溫度極

22、限溫度來分級的。來分級的。 極限溫度，是指電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)極限溫度，是指電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高允許溫度。的最高允許溫度。 絕緣等級絕緣等級絕緣等級絕緣等級極限溫度極限溫度AEBFHC105C120C130C155C180例例6.4.16.4.1（P153P153）49 起動(dòng)初始瞬間，起動(dòng)初始瞬間，n=0，s=16.5 6.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問題：問題：足夠的足夠的50 直接起動(dòng)是在起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)是在起動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)的定子定子繞組直接繞組直接接入電網(wǎng)，所加電源電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定電壓。接入電網(wǎng)，所加電源電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定電壓。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：起動(dòng)電流

23、大起動(dòng)電流大，比額定值大，比額定值大47倍，但起倍，但起動(dòng)時(shí)間短；動(dòng)時(shí)間短；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動(dòng)過程快，多用于簡單、方便、經(jīng)濟(jì)、起動(dòng)過程快，多用于小型籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。小型籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。51lU+U1U2V1V2W1W2lU+U1U2V1V2W1W2 起動(dòng)時(shí)降低定子繞組上的電壓起動(dòng)時(shí)降低定子繞組上的電壓, 待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，再把電壓恢復(fù)正常。轉(zhuǎn)速時(shí)，再把電壓恢復(fù)正常。設(shè)電源電壓為設(shè)電源電壓為NUNYUUUll則則lUU31PYlUUPPPY31UU52YYplII31Y llII31ZplII3YlIZlU+U1U2V

24、1V2W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2ZUIppPPY31UUPPY31II5322022212sXRURKT(a) 僅適用于正常運(yùn)行為僅適用于正常運(yùn)行為三角形三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。 Y 換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合SY31sTTUlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1(b) Y 起動(dòng)起動(dòng)sI sT SSY31IIPPY31UU54U1U2V1V2W1W2Q1Q2M3 起動(dòng)時(shí)通過起動(dòng)時(shí)通過自耦變壓器自耦變壓器降低定子繞組上的電壓降低定子繞組上的電壓, 定子繞定子繞組聯(lián)接方式不變。組聯(lián)接方式不變。55設(shè)自

25、耦變壓器抽頭降壓比為設(shè)自耦變壓器抽頭降壓比為NAUUK 以下標(biāo)以下標(biāo)a表示自耦變壓器起動(dòng)，表示自耦變壓器起動(dòng)，b代表直接起動(dòng)代表直接起動(dòng)定子線電壓定子線電壓ANlblaKUUUU電動(dòng)機(jī)起電動(dòng)機(jī)起動(dòng)相電流動(dòng)相電流ApbpapbpaKUUII電動(dòng)機(jī)起電動(dòng)機(jī)起動(dòng)線電流動(dòng)線電流AlblasbsaKIIII電源供給電源供給 線電流線電流2AKIIKIIsbsaAbaaIsaIAasaKII1起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩22AKUUTTpbpasbsaAlblapbpaKUUUU定子相電壓定子相電壓56sT0TsTMsMR2Rs起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞S串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將RS短路短

26、路2202s2s1s2220()EIRIIRX1R2 sTMs57 （b）R2選的選的適當(dāng)適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。（2）轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏變阻器起動(dòng)）轉(zhuǎn)子串聯(lián)頻敏變阻器起動(dòng) 適用于既要求適用于既要求限制限制起動(dòng)起動(dòng)電流電流又要求有又要求有較高較高起動(dòng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)場合。的生產(chǎn)場合。轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：適于轉(zhuǎn)子為繞線式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。適于轉(zhuǎn)子為繞線式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（a）586.6 6.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速前提電動(dòng)機(jī)調(diào)速前提：負(fù)載一定：負(fù)載一定 即在同一負(fù)載下改

27、變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以滿即在同一負(fù)載下改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以滿足生產(chǎn)過程的需要。足生產(chǎn)過程的需要。電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍：電動(dòng)機(jī)在額定電流時(shí)所能得到：電動(dòng)機(jī)在額定電流時(shí)所能得到的最的最高高轉(zhuǎn)速和最轉(zhuǎn)速和最低低轉(zhuǎn)速之比。如：轉(zhuǎn)速之比。如：4:1 如果電動(dòng)機(jī)只能如果電動(dòng)機(jī)只能跳躍跳躍式調(diào)節(jié)式調(diào)節(jié)有級調(diào)速有級調(diào)速 如果電動(dòng)機(jī)可以如果電動(dòng)機(jī)可以連續(xù)連續(xù)式調(diào)節(jié)式調(diào)節(jié)無級調(diào)速無級調(diào)速59p= (1s) 60 f1n = (1s) n0調(diào)速方法調(diào)速方法 f=50HzM3 +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)速性調(diào)速性能優(yōu)異。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整能優(yōu)異。其主要

28、環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。流器、逆變器等組成）?？刂瓶刂齐娐冯娐?02、變極調(diào)速、變極調(diào)速 (有級調(diào)速有級調(diào)速)U1U2U3U4iiP=2U1U3U2U4NNSSpfn1060n = (1s) n0U1U2U3U4iiP=1U1U3U2U4SN61 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作多速電動(dòng)機(jī)多速電動(dòng)機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，即調(diào)速是有級的，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，即調(diào)速是有級的，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。鏜床、磨床等機(jī)床上。62( 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電

29、動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。速方法。 繞線式電動(dòng)機(jī)在繞線式電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子繞組中串入電阻轉(zhuǎn)子繞組中串入電阻R2 , 可改變轉(zhuǎn)差率可改變轉(zhuǎn)差率 s 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速 n。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式備簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子電阻R2 變化對機(jī)械特性的影響變化對機(jī)械特性的影響STTO0nR2 n maxTLT63U UTs 0nUTLnTOnn646.7 6.7 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)( (一一) ) 脈振磁場脈振磁場結(jié)

30、構(gòu)結(jié)構(gòu)：定子放單相繞組（其中通單相交流電）；：定子放單相繞組（其中通單相交流電）； 轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子繞組繞組 定子中通入單相交流電定子中通入單相交流電后，形成后，形成脈振磁場脈振磁場單相單相電流通過單相繞組產(chǎn)生方位電流通過單相繞組產(chǎn)生方位不變（與繞組軸線一致）而不變（與繞組軸線一致）而大小和方向隨時(shí)間做正弦規(guī)大小和方向隨時(shí)間做正弦規(guī)律變化的交變磁場。律變化的交變磁場。ti65 定子繞組產(chǎn)生的脈振磁場（定子繞組產(chǎn)生的脈振磁場（ ），可用大小一樣、），可用大小一樣、轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即

31、：- + -= + -t m 脈振磁場的分解脈振磁場的分解66 - + + - + -67單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：（1）自身沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）自身沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩.轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及電流及電流 當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時(shí)，根據(jù)右手螺當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。相等方向相反，所以沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。F( (二二) ) 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理68起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零。為零。T02s121ss1T2T 轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場分別對轉(zhuǎn)

32、子產(chǎn)生方向相反的轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場分別對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T1和和T2合成轉(zhuǎn)矩為合成轉(zhuǎn)矩為T。合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩s01s22s21s（正向）（正向）（反向）（反向）正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反反（2）轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動(dòng)后，外力去除后仍按原方）轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動(dòng)后，外力去除后仍按原方 向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。69（1）兩相電容分相式起動(dòng)）兩相電容分相式起動(dòng)(二二) 單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)K轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子UWiSiCWSTW: 工作繞組工作繞組ST：起動(dòng)繞組：起動(dòng)繞組K：離心開關(guān)：離心開關(guān)啟動(dòng)時(shí)開關(guān)啟動(dòng)時(shí)開關(guān)K閉合，使兩閉合，使兩繞組電流繞組電流 相位差約相位差約為為90，從而

33、產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；SWii、工作原理工作原理W1W2S1S270 t0mISiWiioo0to45to90tWWmSSmsinsin90iItiIt （1）兩相起動(dòng)單相運(yùn)行：轉(zhuǎn)動(dòng)正常以后離心開關(guān)）兩相起動(dòng)單相運(yùn)行：轉(zhuǎn)動(dòng)正常以后離心開關(guān)K被自動(dòng)斷開，只被自動(dòng)斷開，只有工作繞組有工作繞組W單相運(yùn)行。單相運(yùn)行。轉(zhuǎn)動(dòng)正常后運(yùn)行方式：轉(zhuǎn)動(dòng)正常后運(yùn)行方式： （2）兩相起動(dòng)兩相運(yùn)行：起動(dòng)繞組）兩相起動(dòng)兩相運(yùn)行：起動(dòng)繞組ST不接離心開關(guān)不接離心開關(guān)K，起動(dòng)和運(yùn)，起動(dòng)和運(yùn)行一樣工作繞組行一樣工作繞組W和起動(dòng)繞組和起動(dòng)繞組ST兩相運(yùn)行。改變兩相相序則可改變轉(zhuǎn)兩相運(yùn)行。改變兩相相序則可改變轉(zhuǎn)向。向。71（2）罩極式單相起動(dòng)）罩極式單相起動(dòng)定子定子磁極磁極轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子短路短路環(huán)環(huán) 定子通入電流以后，部分磁定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有