第六章(少學(xué)時(shí))

1、第六章：電動(dòng)機(jī)第六章：電動(dòng)機(jī) 第第 6 章章 電電 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī) 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。廣是將電能轉(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(dòng)。泛應(yīng)用于現(xiàn)代各種機(jī)械中作為驅(qū)動(dòng)。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：減輕繁重的體力勞動(dòng)；由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：減輕繁重的體力勞動(dòng)；提高生產(chǎn)率；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。提高生產(chǎn)率；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。在工業(yè)方面：中、小型軋鋼設(shè)備，機(jī)床、輕工機(jī)械、在工業(yè)方面：中、小型軋鋼設(shè)備，機(jī)床、輕工機(jī)械、起重機(jī)械，礦山機(jī)械等。起重機(jī)械，礦山機(jī)械等。在農(nóng)業(yè)方面：脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、排灌機(jī)械及加工機(jī)在農(nóng)業(yè)方面：脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、排灌機(jī)械及加工機(jī)械。械。在家用電

2、器方面：電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、洗衣機(jī)、電冰在家用電器方面：電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等。箱等。1. 按電機(jī)定子相數(shù)分：三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異按電機(jī)定子相數(shù)分：三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)。步電動(dòng)機(jī)。2.按電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：籠型異步電動(dòng)機(jī)、繞線按電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：籠型異步電動(dòng)機(jī)、繞線型異步電動(dòng)機(jī)型異步電動(dòng)機(jī).這這是是三三相相異異步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的基基本本結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖三相異步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。三相異步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。這這是是三三相相異異步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的基基本本結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖三相異步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。三相異

3、步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸承軸承端蓋端蓋機(jī)座機(jī)座三相異步電動(dòng)機(jī)的定子是由機(jī)座、定子鐵心和定三相異步電動(dòng)機(jī)的定子是由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組組成。子繞組組成。這是機(jī)座定子鐵心和定子繞組示意圖這是機(jī)座定子鐵心和定子繞組示意圖定子繞組定子繞組機(jī)座機(jī)座鐵心鐵心機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵定子鐵心是由沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成定子鐵心是由沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成這是定子硅鋼片這是定子硅鋼片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。U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1

4、W2U2V2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AZBXCY電流的流入端用電流的流入端用 表示表示 電流的流出端用電流的流出端用 表示表示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)立的繞組定子繞組定子繞組 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。流。鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子(1) 鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用端路環(huán)形成一體。部用端路環(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。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心是由相互絕緣的硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子鐵心是由相互絕緣的硅鋼片疊壓

5、而成。這這是是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子硅硅鋼鋼片片 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，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)把所有的導(dǎo)電條在轉(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(lái)。連接起來(lái)。這這是是籠籠型型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子這這是是繞繞線線型型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子鐵鐵心心與與繞繞組組籠型轉(zhuǎn)子的電機(jī)稱籠型電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子的電機(jī)稱籠型電動(dòng)機(jī)繞線型轉(zhuǎn)子的電機(jī)稱繞線型電動(dòng)機(jī)繞線型轉(zhuǎn)子的電機(jī)稱繞線型電動(dòng)機(jī)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AZBXCY電流的流入端用電流的流入端用 表示表示 電流的流出端用電流的流出端用 表示表示定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組定子繞組

6、與轉(zhuǎn)子繞組定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。6.1.(1)有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，怎樣根據(jù)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，怎樣根據(jù)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)判斷出它是鼠籠型還是繞線型？判斷出它是鼠籠型還是繞線型？【答答】 鼠籠式和繞線式異步電動(dòng)機(jī)只是在轉(zhuǎn)子的構(gòu)造不同，鼠籠式和繞線式異步電動(dòng)機(jī)只是在轉(zhuǎn)子的構(gòu)造不同，前者轉(zhuǎn)子為鼠籠狀，后者轉(zhuǎn)子為三

7、相繞組，且每相繞組的前者轉(zhuǎn)子為鼠籠狀，后者轉(zhuǎn)子為三相繞組，且每相繞組的首端與轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)對(duì)應(yīng)相聯(lián)結(jié)。通常從外觀結(jié)構(gòu)上首端與轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)對(duì)應(yīng)相聯(lián)結(jié)。通常從外觀結(jié)構(gòu)上看，具有三個(gè)滑環(huán)的必為繞線型?？矗哂腥齻€(gè)滑環(huán)的必為繞線型。演示實(shí)驗(yàn)SN蹄形磁鐵蹄形磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: :1. 1. 轉(zhuǎn)子跟著磁極轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子跟著磁極轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致2. 2. 轉(zhuǎn)子比磁極轉(zhuǎn)得慢轉(zhuǎn)子比磁極轉(zhuǎn)得慢FF0nNSTn實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: :1. 1. 轉(zhuǎn)子跟著磁極轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子跟著磁極轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致2. 2. 轉(zhuǎn)子比磁極轉(zhuǎn)得慢轉(zhuǎn)子比磁極轉(zhuǎn)得慢0nn異步異步AXBYCZ首首端端尾尾端端

8、AYCBZX120BiAXBYCZAiCi 120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi BiAXBYCZAiCiCiAiBiitmIoiCiAiBitmIo0n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。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入iA t = 0 tiAZBXCYiA= 0iB為為負(fù)負(fù)值值iC為為正正值值NS0iBiC t t = 60iAZBXCYNS60iC = 0iB為為負(fù)負(fù)值值iA為為正正值值iAiBiC0 t = 90AZBXCYNS90iA為為正正值值iB為為負(fù)負(fù)值

9、值iC為為負(fù)負(fù)值值 tiiAiBiC0 t = 180AZBXCYiA= 0iB為為正正值值iC為為負(fù)負(fù)值值180NS tiiAiBiC0 t=60 AZBXCYNS60 t=90AZBXCYNS t=0AZBXCYNS90 t=180 AZBXCYNS1800 空間相差空間相差120120 角的三相繞組，通角的三相繞組，通入對(duì)稱三相電流時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極入對(duì)稱三相電流時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), ,當(dāng)電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期變化當(dāng)電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期變化時(shí)，磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了一周時(shí)，磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了一周 ( (在空間旋轉(zhuǎn)的角度為在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360360 ) )。

10、tiiAiBiC0ABCXYZiAiC90 600 AZBXCYNS0AZBXCYNS60相序相序A-C-B-AAZBXCYNS90iB2. . 改變流入三相繞組的電流相改變流入三相繞組的電流相序序, ,就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向; ;改改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向, , 也就改變也就改變了三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。了三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。0t 即：即：1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ iAiBiCABCXYZABCXYZ600 t = 0AZBXCNSXC

11、YAZBY0SN t =6 0NSAZBXCXCYAZBY30SN0 tiiAiBiC0 tiiAiBiC090180 t = 90AZBXCNSXCYAZBY45SN t =180AZBXCNSXCYAZBY90SN90ABCXYZABCXYZiAiBiC 當(dāng)定子每相中有兩個(gè)繞組串聯(lián)當(dāng)定子每相中有兩個(gè)繞組串聯(lián), 且每相繞組在且每相繞組在空間相差空間相差60時(shí)時(shí), 通入對(duì)稱三相交流電后通入對(duì)稱三相交流電后, 也產(chǎn)生一也產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), 但它是一個(gè)四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電流變但它是一個(gè)四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電流變化一周化一周, 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間只轉(zhuǎn)了半周旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間只轉(zhuǎn)了半周(180 空間角空間

12、角), 旋轉(zhuǎn)速度較兩極磁場(chǎng)慢了一半。旋轉(zhuǎn)速度較兩極磁場(chǎng)慢了一半。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)0mICiBiAi tiomIAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNSX NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時(shí)時(shí)BiCiAiit mI0分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 150026010 fn0n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS)/( 6010分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速同

13、步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率與頻率f1和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。AXYCBZ分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 6010pfn BlvBliFvF0nNS0nn 如果如果:0nn %s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得0)(1nns 00nnns例例1 1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975r/min，電源頻率電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

14、與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns1三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析變壓器：變壓器： 變化變化 eU1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 11 444Nf.U i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2異步電動(dòng)機(jī)：異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每極磁通每極磁通111444Nf.U 1U 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為 n0 ，所

15、以，所以16001pnf 感應(yīng)電勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)感應(yīng)電勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)f 1= 電源頻率電源頻率 f定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化變化 定子感應(yīng)電勢(shì)頻率定子感應(yīng)電勢(shì)頻率 f 1 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同M3M32.2.電磁轉(zhuǎn)矩的方向電磁轉(zhuǎn)矩的方向電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的

16、轉(zhuǎn)向一致電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同。與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同。 T ，I2cos 2 T = CT mI2cos 2T = KTsR2U1f1R2(sX2) 2 22常數(shù)，與電常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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)子電路的功率因數(shù)功率因數(shù)21222212)(UsXRfsRKTT21U 空載轉(zhuǎn)矩：空載轉(zhuǎn)矩：T0輸出轉(zhuǎn)矩：輸出轉(zhuǎn)矩：T2 = TT0 T負(fù)載轉(zhuǎn)矩：負(fù)載轉(zhuǎn)矩：TL當(dāng)當(dāng) T2 = TL 穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行當(dāng)當(dāng) T2 TL 加速運(yùn)行加速運(yùn)行當(dāng)當(dāng) T2 TN，則電流和功率都會(huì)超過(guò)額定值，電

17、，則電流和功率都會(huì)超過(guò)額定值，電機(jī)處于過(guò)載狀態(tài)。長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的溫度會(huì)機(jī)處于過(guò)載狀態(tài)。長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的溫度會(huì)超過(guò)允許值，降低電機(jī)壽命，甚至燒壞電機(jī)。超過(guò)允許值，降低電機(jī)壽命，甚至燒壞電機(jī)。21222212)(UsXRfsRKT2121max2XfUKT0dd ST令：令：求得求得22mXRss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SmaxTmSOT max121max, )1(TUUT2121max2XfUKTmaxT注意：三相異步機(jī)的注意：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(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。以對(duì)電壓的波

18、動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。(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。 22mXRssNmaxTTKM一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為2 .22MK 12 II)(22221212sXRfUsRKT22221212stXRfURKT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 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(duì)繞線式。對(duì)繞線式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)

19、子附加電阻R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。0nOnT TS 體現(xiàn)了體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的能力電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的能力。若若 TS TL 電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。否則將起動(dòng)不了。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù): : Y系列：系列：KS = 1.62.2 KC = 5.57.0起動(dòng)電流起動(dòng)電流: :MNSTNsN1TSTMsMTOsTS TN KS =IS INKC =TL sTL T2TL =T2n T T 2達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡T20nnTOn 例例6.5.1 某三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率某三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 PN = 45 kW，額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 nN = 2 9

20、70 r/min， KM = 2.2 ，KS = 2.0。若若 TL = 200 Nm，試問(wèn)能否帶此負(fù)載：，試問(wèn)能否帶此負(fù)載：(1) 長(zhǎng)期運(yùn)行長(zhǎng)期運(yùn)行; (2) 短期運(yùn)行短期運(yùn)行; (3) 直接起動(dòng)。直接起動(dòng)。解解 (1) 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩由于由于TN TL，故可以帶此負(fù)載短時(shí)運(yùn)行，故可以帶此負(fù)載短時(shí)運(yùn)行。 (3) 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由于由于TS TL，故可以帶此負(fù)載直接運(yùn)行，故可以帶此負(fù)載直接運(yùn)行。 TS = KSTN = 2.0145 Nm = 290 Nm U Tm U UTst 22221212stXRfURKT2121m2XfUKT 22mXRs0nNU

21、T2nTOstTTOn0nR2 Tst n maxT2T22221212stXRfURKT2121m2XfUKT 22mXRs 不同場(chǎng)合應(yīng)選用不不同場(chǎng)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 maxT2T6.3.(2) 電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，過(guò)載越多，允許的過(guò)載電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，過(guò)載越多，允許的過(guò)載時(shí)間越短，為什么？時(shí)間越短，為什么？ 【答答】 因?yàn)檫^(guò)載越多，電動(dòng)機(jī)的溫度升高的越快，因此因?yàn)檫^(guò)載越多，電動(dòng)機(jī)的溫度升高的越快，因此允許的過(guò)載時(shí)間就越短。允許的過(guò)載時(shí)間就

22、越短。分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和和電流電流的影響的影響aNU1U0n2UnTObcd1T2TI2s1I2OmNfU11144.4 1、負(fù)載增加、負(fù)載增加轉(zhuǎn)速降低、電流增大轉(zhuǎn)速降低、電流增大分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和和電流電流的影響的影響aNU1U0n2UnTObcd1T2TI2s1I2OmNfU11144.4 2、電壓降低、電壓降低轉(zhuǎn)速降低、電流增大轉(zhuǎn)速降低、電流增大分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)

23、機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和和電流電流的影響的影響aNU1U0n2UnTObcd1T2TI2s1I2OmNfU11144.4 3、電壓升高、電壓升高 如果電壓如果電壓U1過(guò)高，由表達(dá)式可知，過(guò)高，由表達(dá)式可知，磁通增大進(jìn)入飽和區(qū)，使得勵(lì)磁電磁通增大進(jìn)入飽和區(qū)，使得勵(lì)磁電流大大增加，大于額定電流，使繞流大大增加，大于額定電流，使繞組過(guò)熱。同時(shí)，鐵損也增大，引起組過(guò)熱。同時(shí)，鐵損也增大，引起鐵心過(guò)熱。鐵心過(guò)熱。分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步分析：負(fù)載、電壓、頻率的變化對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和和電流電流的影響的影響mNfU11144.4 4、頻率降低、頻率降低轉(zhuǎn)速降低、電流增大轉(zhuǎn)速降低、電流增大12

24、2, 1,0IIEsnmNNPTNNN2 .132890495509550mNNPTNNN1 .5372049550955082.0cos81AUPIll03.581.082.03803102 .2cos332AIINPN03.5cos31llIUP kWP2 . 2212PPmNNPTNNN8 .1414202 .295509550053.015001420150000nnnSNNmin/150025060600rpfnHzfSfN67.250053.01282.0cos%5 .842 .2/NstTT0 .7/NstII2 . 2/maxNTTmin/1500250606010rpfnAU

25、PINNN77. 8845. 082. 038034000cos3AIINst4 .6177. 87704.015001440150000nnnSNmNnPTNNN5 .261440495509550mNTTNst4 .585 .262 . 22 . 2mNTTN4 .585 .262 . 22 . 2maxWPPN4734845. 040001問(wèn)題：?jiǎn)栴}：。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5 7 倍倍; 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動(dòng)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)(3) 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)(全壓

26、起動(dòng)全壓起動(dòng))(全壓起動(dòng)全壓起動(dòng)) (a) 小容量的電動(dòng)機(jī)；小容量的電動(dòng)機(jī)； (b) 電源容量足夠大時(shí)。電源容量足夠大時(shí)。 7.5 kW 以下直接起動(dòng)以下直接起動(dòng) 7.5 kW 以上，且電源容量能滿足起動(dòng)以上，且電源容量能滿足起動(dòng)電流倍數(shù)電流倍數(shù) 3 + 1 4IS INKC =電源容量電源容量 (kVA)電機(jī)功率電機(jī)功率 (kW)ZUIll3:Y 星形聯(lián)結(jié)時(shí)星形聯(lián)結(jié)時(shí)ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)：31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2ZL1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)Y

27、動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2 工作工作L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2lUU31P (a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。 )(2StUT (b) Y 起動(dòng)起動(dòng) ststTIY 換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1定子線電定子線電壓壓UlU1W2V2W1+U

28、2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1定子相電壓定子相電壓起動(dòng)相電流起動(dòng)相電流起動(dòng)線電流起動(dòng)線電流起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩1YllUU31YPPUU31YPPII31YssTT31YllIIA2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 一臺(tái)一臺(tái)Y225M-4型的三相異步電型的三相異步電 動(dòng)機(jī)，定子動(dòng)機(jī)，定子繞組繞組型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求： 2）由由nN=1480

29、r/min，可知，可知 p=2 （四極電動(dòng)機(jī)）（四極電動(dòng)機(jī)）minr 15000/n 013. 015001480150000N nnns 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9 .6384 .2902 . 22 . 2NmaxTTmN 8 .5514 .2909 . 19 . 1NstTT 在在上例中上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 510.2Nm, 試試問(wèn)在問(wèn)在U=UN和和U =0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（動(dòng)？（2）采用）采用Y- 換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額

30、定轉(zhuǎn)矩的又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的80%和和50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？ (1) Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 時(shí)時(shí)132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT起動(dòng)起動(dòng)mN918385513131ststY .TT(3)L1L3L2FUQQ2 自耦變壓器上備有抽頭，以便根據(jù)所要求的起動(dòng)自耦變壓器上備有抽頭，以

31、便根據(jù)所要求的起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩 來(lái) 選 擇 不 同 的 電 壓 ， 每 個(gè) 抽 頭 的 降 壓 比 為轉(zhuǎn) 矩 來(lái) 選 擇 不 同 的 電 壓 ， 每 個(gè) 抽 頭 的 降 壓 比 為KA=U/UN。如。如QJ3型的抽頭比型的抽頭比KA為為0.4、0.6、0.8。 自耦變壓器降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不受電動(dòng)機(jī)繞組接線自耦變壓器降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不受電動(dòng)機(jī)繞組接線方法的限制，可按照允許的起動(dòng)電流和所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)方法的限制，可按照允許的起動(dòng)電流和所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩選擇不同的抽頭，常用于起動(dòng)容量較大的電動(dòng)機(jī)。矩選擇不同的抽頭，常用于起動(dòng)容量較大的電動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用高，不宜頻繁起動(dòng)。其缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用高，不宜頻繁起動(dòng)。定子

32、線電壓定子線電壓定子相電壓定子相電壓電動(dòng)機(jī)起動(dòng)相電流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)相電流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)線電流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)線電流起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩ANlblKUUUUaAlblPbPKUUUUaaAlblaPbPKUUIIa2aAsbsKTTAsbKIIsa自耦變壓器起動(dòng)與直接起動(dòng)相比，下標(biāo)代表自耦變自耦變壓器起動(dòng)與直接起動(dòng)相比，下標(biāo)代表自耦變壓器起動(dòng)，下標(biāo)代表直接起動(dòng)。壓器起動(dòng)，下標(biāo)代表直接起動(dòng)。電源供給線電流電源供給線電流2aAsbsaAbKIIKII 對(duì)對(duì)例例1中的電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起中的電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，設(shè)起動(dòng)時(shí)加到電動(dòng)機(jī)上的電壓為額定電壓的動(dòng)，設(shè)起動(dòng)時(shí)加到電動(dòng)機(jī)上的電壓為額定電壓的64%，求這時(shí)

33、的線路起動(dòng)電流，求這時(shí)的線路起動(dòng)電流Ist和電動(dòng)機(jī)的起和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 。設(shè)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓為設(shè)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓為U，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為電流為Ist stNst640640I.ZU.ZUI 依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得線路起動(dòng)電流可求得線路起動(dòng)電流Ist。NUUstIstI 64. 0Nstst UUIIA424145890.64 6406406406402st2ststst.I.I.I.I 2 UT 又又22Nstst640 .UUTT mN 226 8551640640 2st2st .T.Tst2stIKI

34、A st2stTKTAR 12220220)(st2IIRXREIRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻三、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1、轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)、轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)R2 Tst 22221212stXRfURKT22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 6.5.(3)鼠籠式和繞線式兩種轉(zhuǎn)子中，哪一種起動(dòng)性能好？鼠籠式和繞線式兩種轉(zhuǎn)子中，哪一種起動(dòng)性能好？【答答】繞線式起動(dòng)性能好繞線式起動(dòng)性能好6.5.(1)星形星形-三角形減壓起動(dòng)是降低了定子線電壓還是降低了三角形減壓起動(dòng)是降低了定子線電壓還是降低了定子相電壓？自耦減壓起動(dòng)呢？定子相

35、電壓？自耦減壓起動(dòng)呢？【答答】前者是降低了定子相電壓，沒(méi)有降低線電壓，后者是前者是降低了定子相電壓，沒(méi)有降低線電壓，后者是降低了定子線電壓，使得相電壓也隨之降低。降低了定子線電壓，使得相電壓也隨之降低。6.5.(2) 380V星形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，能否采用星星形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，能否采用星-三角減壓起？三角減壓起？ 【答答】不能不能，星星-三角減壓起動(dòng)只適用于正常運(yùn)行時(shí)三角減壓起動(dòng)只適用于正常運(yùn)行時(shí)為角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。為角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。 pfsnsn106011 f=50HzM3 +變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。能優(yōu)異，

36、因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。一，一， 定頻空調(diào)：定頻空調(diào)： 即工作于電壓即工作于電壓220伏、頻率伏、頻率50赫赫茲的普通空調(diào)機(jī)。茲的普通空調(diào)機(jī)。其特點(diǎn)是：其特點(diǎn)是：1、工作的電源電壓與頻率固定不變。、工作的電源電壓與頻率固定不變。2、調(diào)溫原理：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，依靠其不斷、調(diào)溫原理：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，依靠其不斷地地“開(kāi)、停開(kāi)、?！眽嚎s機(jī)來(lái)調(diào)整室內(nèi)溫度；壓縮機(jī)來(lái)調(diào)整室內(nèi)溫度；3、缺點(diǎn)是：其一開(kāi)一停之間容易造成室溫忽冷忽、缺點(diǎn)是：其一開(kāi)一停之間容易造成室溫忽冷忽熱，并消耗較多電能。熱，并消耗較多電能。 二，二， “變頻空調(diào)變頻空調(diào)” （1）是指其壓縮機(jī)的工作電源的頻率是可變的，）是指其壓縮機(jī)的工作電源的頻率是可變的，于是壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也是可變的。于是壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也是可變的。特點(diǎn)是：特點(diǎn)是：1、依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而不是停機(jī)來(lái)達(dá)到控制、依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而不是停機(jī)來(lái)達(dá)到控制室溫，故室溫波動(dòng)小、電能消耗少；室溫，故室溫波動(dòng)小、電能消耗少；2、其舒適度大大提高。、其舒適度大大提高。3、空調(diào)對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性增強(qiáng)；、空調(diào)對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性增強(qiáng)；4、節(jié)能。、節(jié)能。 （2） “變頻調(diào)溫變頻調(diào)溫”的原理：的原理：1、壓縮