三相異步電動機工作原理與圖解

1、2022-3-231第七章 異步電動機2022-3-2327.17.1 三相異步電動機的構(gòu)造三相異步電動機的構(gòu)造 一一. 電動機的分類電動機的分類異步（感應(yīng)）電動機：應(yīng)用廣泛。異步（感應(yīng)）電動機：應(yīng)用廣泛。同步電動機：用于功率較大，不需要同步電動機：用于功率較大，不需要 調(diào)速，長期工作的機械。調(diào)速，長期工作的機械。交流交流直流：他勵，并勵，串勵，復(fù)勵。直流：他勵，并勵，串勵，復(fù)勵。電動機電動機2022-3-233三相異步機的結(jié)構(gòu)三相異步機的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機機 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

2、 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。線繞式線繞式鼠籠式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子 2022-3-234三相定子繞組：三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。組成：組成：定子鐵心、定子繞組和機座。定子鐵心、定子繞組和機座。2022-3-235 轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生 感應(yīng)電動勢或電流。感應(yīng)電動勢或電流。組成：組成：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸。2022-3-236一一. 轉(zhuǎn)動原理：轉(zhuǎn)動原理： 7.27.2 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理 2022-3-237 實際的異步電動機中，實際的異步

3、電動機中，轉(zhuǎn)子之所以轉(zhuǎn)動，是由于轉(zhuǎn)子之所以轉(zhuǎn)動，是由于旋轉(zhuǎn)磁場的作用。旋轉(zhuǎn)磁場的作用。2022-3-238二、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生二、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機中異步機中,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X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA2022-3-239三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成三相對稱繞組通入三相對稱電流就形成旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場。0wt2022-3-2310060wt090wt2022-3-2311旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)

4、過一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt2022-3-2312極對數(shù)（極對數(shù)（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS2022-3-2313極對數(shù)（極對數(shù)（P）的改變）的改變CYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。成的磁場則是

5、兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ2022-3-2314極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt2022-3-2315XNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt2022-3-2316三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 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)50(Hzf

6、 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 00012022-3-2317電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速:n電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機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 2022-3-2318 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機運行中異步電機運行中:%91s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)

7、速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）2022-3-2319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改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimIt旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向2022-3-2320 方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。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2022-3-2321一、一、 三相異步電動機的三相異步電動

8、機的“電磁電磁”關(guān)系關(guān)系 i2轉(zhuǎn)、定子電路轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e 1e2e 2 ：漏磁通：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。勢。 ：主磁通產(chǎn)：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。生的感應(yīng)電動勢。e1e2、e 1e 2、dtdNeeeRiu1111111設(shè)：設(shè)：tsin1m則：則：tNum1111cos定子邊：定子邊：7.3 7.3 三相異步電動機的機械特性三相異步電動機的機械特性2022-3-2322三個重要轉(zhuǎn)矩三個重要轉(zhuǎn)矩n0TnNT額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 ：電機在額定電壓下，以額電機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速 運行，輸出額運行，輸出額定功率定功率 時，電機轉(zhuǎn)軸時，電機轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。上

9、輸出的轉(zhuǎn)矩。NPNn( 1 )/()(9550602分轉(zhuǎn)千瓦NNNNNnPnPT（牛頓（牛頓米）米）NTnN（電動機在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)矩。）（電動機在額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)矩。）2022-3-2323 如果如果 電機將會電機將會因帶不動負(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電機帶動最大負(fù)載的能力。電機帶動最大負(fù)載的能力。n0TnmaxT求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUT2022-3-2324過載系數(shù)：過載系數(shù)：NTTmax三相異步機三相異步機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

10、機將停轉(zhuǎn)。致使電機將停轉(zhuǎn)。致使注意：注意： （1）三相異步機的）三相異步機的 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）電機嚴(yán)重過熱電機嚴(yán)重過熱0n121)(s II2021max21XKUT2022-3-2325stT起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 ：( 3 )電機起動時的轉(zhuǎn)矩。電機起動時的轉(zhuǎn)矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中則則21220222)(UXRRKTstLstTT stT體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若

11、電機能電機能起動，否則將起動不了。起動，否則將起動不了。2022-3-2326 2.4 2.4 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用2022-3-2327一、一、 三相異步機的起動三相異步機的起動stI起動電流起動電流 ：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7 倍。倍。0n定子電流定子電流 原因：起動時原因：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。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負(fù)載工作影響其他負(fù)載工作頻繁起動時造成熱量積累頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱電機過熱影

12、響：影響：2022-3-2328三相異步機的起動方法：三相異步機的起動方法：（1） 直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般 采用直接起動。采用直接起動。（2） 降壓起動。降壓起動。Y 起動起動自耦降壓起動自耦降壓起動（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動。）轉(zhuǎn)子串電阻起動。以下介紹以下介紹Y 起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。2022-3-2329 2.5 2.5 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) Y132M-4型電動機型電動機三相異步電動機三相異步電動機型號型號 Y132M-4 功率功率7.5KW 頻率頻率50Hz電壓電壓380V 電流電流1

13、5.4A 接法接法轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速1440 r/min 絕緣等級絕緣等級 B 工作方式：連續(xù)工作方式：連續(xù)功率因數(shù)功率因數(shù) 0.85 效率效率(%) 87 年年 月月 編號編號 XX電機廠電機廠2022-3-23301. 型號型號：表明不同用途，不同環(huán)境。表明不同用途，不同環(huán)境。三相異步電動機三相異步電動機機座中心高機座中心高機座長度代號機座長度代號磁極數(shù)磁極數(shù)Y 132 M-4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1500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2022-3-2331轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率0.04 150014401500s2. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速: 電機軸上的轉(zhuǎn)速（電機軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：

14、如： n =1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分2022-3-23323. 聯(lián)接方式：聯(lián)接方式：Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：接線盒：2022-3-2333圖圖1 圖圖22022-3-23344. 額定電壓：定子繞組在額定電壓：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)定電動機的運行電壓不能高于或低于額說明：一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的定值的 5 。線線電電壓壓AZBYXC相相電電壓壓ABCXYZ例：例：380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V時采用

15、時采用Y接法；接法； 當(dāng)線電壓為當(dāng)線電壓為220V時采用時采用 接法。接法。2022-3-233511IUNfU11144.4電壓波動對電動機的影響電壓波動對電動機的影響1U1I11IUsnnns02E202sEE 2I1I1Un小1U大1UTnI2022-3-23365. 額定電流：額定電流：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。如：如：A48. 6/A2 .11/ 表示三角接法下，電機的線電流為表示三角接法下，電機的線電流為11.2A，相電，相電流為流為6.48A；星形接法時線、相電流均為；星形接法時線、相電流均為6.48A。6. 額定功率：額定功率： 額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率功率（ ），不等于從電源吸收的功率（），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的）。兩者的 關(guān)系為：關(guān)系為： 2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中鼠籠電機鼠籠電機 =729