三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)

1、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí) 學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求： 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，理掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，理解三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義；對(duì)電解三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義；對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作原理有初步的認(rèn)識(shí)；（掌握三動(dòng)機(jī)的工作原理有初步的認(rèn)識(shí)；（掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障及原因，具有檢相異步電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障及原因，具有檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的能力，能夠分析測(cè)異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的能力，能夠分析異步電動(dòng)機(jī)的典型故障現(xiàn)象及原因。）異步電動(dòng)機(jī)的典型故障現(xiàn)象及原因。）（一）電機(jī)簡(jiǎn)介：1、電機(jī)：應(yīng)用電磁原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能互換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，統(tǒng)稱為電機(jī)。2、把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)，稱為發(fā)電機(jī)；把電

2、能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)，稱為電動(dòng)機(jī)。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)3、一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)鼠籠式電機(jī)繞線式電機(jī)三相電機(jī)單相電機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)交流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī) 各種設(shè)備控制線路中的控制對(duì)象多為三相交流電動(dòng)機(jī)，而最為廣泛的為三相交流異步電動(dòng)機(jī) 。 異步電動(dòng)機(jī)的容量從幾十瓦到數(shù)千千瓦，占各種電動(dòng)機(jī)總數(shù)的90%左右。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、 堅(jiān)固耐用、維修方便、運(yùn)行效率較高等。堅(jiān)固耐用、維修方便、運(yùn)行效率較高等。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 功率因數(shù)較低、調(diào)速性能不夠好。功率因數(shù)較低、調(diào)速性能不夠好。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)籠型異步電動(dòng)機(jī)

3、空調(diào)用單相異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)1 1、定子、定子-三相異步電動(dòng)機(jī)的靜止部分三相異步電動(dòng)機(jī)的靜止部分 作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和機(jī)械支撐。作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和機(jī)械支撐。 由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組組成。由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組組成。（二）三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)1 1、定子、定子 機(jī)座：起固定和機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心的作支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制用，一般用鑄鐵制造。造。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)1 1、定子、定子 定子鐵心：由厚定子鐵心：由厚0.5mm0.5mm的硅鋼片沖疊而的硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開(kāi)有均布的成，鐵心內(nèi)開(kāi)有均布的槽，嵌放定子繞

4、組。槽，嵌放定子繞組。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)1 1、定子、定子 定子繞組：由完定子繞組：由完全相同的三個(gè)繞組組全相同的三個(gè)繞組組成，空間互差成，空間互差120120度，度，可接成可接成Y Y、YnYn或或。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子-三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分 作用：旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。作用：旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組組成。由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組組成。 轉(zhuǎn)子鐵心：由厚轉(zhuǎn)子鐵心：由厚0.5mm0.5mm的硅的硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開(kāi)有均布鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開(kāi)有均布的槽，嵌放轉(zhuǎn)子繞組、或澆鑄鋁。的槽，嵌放轉(zhuǎn)子繞組、或澆鑄鋁。一、認(rèn)識(shí)

5、三相交流異步電動(dòng)機(jī)2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組：線式繞組、鼠籠式繞組 轉(zhuǎn)子繞組最后都轉(zhuǎn)子繞組最后都構(gòu)成了一閉合回路構(gòu)成了一閉合回路!一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)2、轉(zhuǎn)子2、轉(zhuǎn)子 3、氣隙、氣隙 異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙很小，中小型異步電動(dòng)的氣隙很小，中小型異步電動(dòng)機(jī)一般為機(jī)一般為0.21.5mm。氣隙大。氣隙大小對(duì)電機(jī)性能影響很大，氣隙小對(duì)電機(jī)性能影響很大，氣隙越大，磁阻也越大，產(chǎn)生同樣越大，磁阻也越大，產(chǎn)生同樣大的磁通，所需的勵(lì)磁電流大的磁通，所需的勵(lì)磁電流I0也越大，電機(jī)的功率因數(shù)也就也越大，電機(jī)的功率因數(shù)也就越低。但氣隙過(guò)小，將給裝配越低。但氣隙過(guò)小，將給裝配造成困難，運(yùn)行時(shí)

6、定、轉(zhuǎn)子發(fā)造成困難，運(yùn)行時(shí)定、轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦，而使電機(jī)運(yùn)行不可靠。生摩擦，而使電機(jī)運(yùn)行不可靠。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)4、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 定子回路和轉(zhuǎn)子回路在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，在電定子回路和轉(zhuǎn)子回路在物理結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，在電路上沒(méi)有連接，兩個(gè)回路之間以磁路相互建立聯(lián)系，通路上沒(méi)有連接，兩個(gè)回路之間以磁路相互建立聯(lián)系，通過(guò)磁通進(jìn)行能量的傳遞。過(guò)磁通進(jìn)行能量的傳遞。 交流電動(dòng)機(jī)根據(jù)電磁原理，將電能交流電動(dòng)機(jī)根據(jù)電磁原理，將電能 機(jī)械能的轉(zhuǎn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備。其間將交流電能接入定子繞組，通過(guò)此繞組動(dòng)的設(shè)備。其間將交流電能接入定子繞組，通過(guò)此繞組將電能將電能 磁場(chǎng)能，通過(guò)定子鐵芯

7、、轉(zhuǎn)子鐵芯作為磁路磁場(chǎng)能，通過(guò)定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯作為磁路將能量傳遞組轉(zhuǎn)子繞組，再由轉(zhuǎn)子繞組將磁場(chǎng)能將能量傳遞組轉(zhuǎn)子繞組，再由轉(zhuǎn)子繞組將磁場(chǎng)能 成電成電能能 機(jī)械能。機(jī)械能。一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)（三）交流異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)（銘牌）（三）交流異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)（銘牌）銘牌上標(biāo)有的額定數(shù)據(jù)銘牌上標(biāo)有的額定數(shù)據(jù) 額定功率額定功率PN：電動(dòng)機(jī)在額定情況下，軸電動(dòng)機(jī)在額定情況下，軸上輸出的機(jī)械功率。單位：上輸出的機(jī)械功率。單位：KW。 額定電壓額定電壓UN：電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)加在電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)加在定子繞組上的線電壓。單位：定子繞組上的線電壓。單位：V或或KV。 額定電流額定電流IN：電動(dòng)機(jī)在額定

8、電壓下，軸電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，軸上有額定功率輸出時(shí)，定子繞組中的線上有額定功率輸出時(shí)，定子繞組中的線電流。單位：電流。單位：A。 額定頻率額定頻率f1=fN=50Hz一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī) 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN:電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。 單位：?jiǎn)挝唬簉/min。 額定功率因數(shù)：額定功率因數(shù)：cosN銘牌上標(biāo)有的額定數(shù)據(jù)銘牌上標(biāo)有的額定數(shù)據(jù)記住這個(gè)公式：對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)有：記住這個(gè)公式：對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)有：NNNNNIUPcos3（三） 交流異步電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)（銘牌）一、認(rèn)識(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)三相對(duì)稱定子繞組三相對(duì)稱定子繞組 匝數(shù)、結(jié)構(gòu)、物理尺寸三組

9、完全相同；匝數(shù)、結(jié)構(gòu)、物理尺寸三組完全相同； 空間布局時(shí)，始端與始端之間互差空間布局時(shí)，始端與始端之間互差1200，未端與未端，未端與未端之間也相差之間也相差1200始端(A)未端(X)交流異步電動(dòng)機(jī)接線方法三相對(duì)稱定子繞組三相對(duì)稱定子繞組始端(A)始端(A)始端(C)1200始端(C)交流異步電動(dòng)機(jī)接線方法始端(B)始端(B)三相定子繞組的連接三相定子繞組的連接AXBCZYZXYCBAZXYCBA定子繞組的定子繞組的Y型連接型連接 交流異步電動(dòng)機(jī)接線方法三相定子繞組的連接三相定子繞組的連接ZXYCBA定子繞組的定子繞組的型連接型連接CBAZXY交流異步電動(dòng)機(jī)接線方法 小結(jié)三相異步電機(jī)的定子即

10、可接成Y或D有時(shí)銘牌上標(biāo)“電壓380/220，Y/”表示： 電源線電壓=380V時(shí)，應(yīng)接成Y 電源線電壓=220V時(shí)，應(yīng)接成交流異步電動(dòng)機(jī)接線方法 含義：由定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其極性和大小不變，在空間不斷旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)。 產(chǎn)生條件：要有多 于兩相的繞組，其在空間是對(duì)稱的； 通入的電流也應(yīng)在時(shí)間上對(duì)稱，有相位差。 空間對(duì)稱、參數(shù)對(duì)稱；相序(時(shí)間)對(duì)稱。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 結(jié)論：當(dāng)三相交流電在時(shí)間上變化一個(gè)周期時(shí)，由三相繞組所合成的磁勢(shì)在空間上旋轉(zhuǎn)1800。 圖1 ( a )是三相異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)圖，外部是定子鐵心，內(nèi)部是轉(zhuǎn)子鐵心，二者之間是均勻的氣隙。定子鐵心中嵌放三相定子繞組，每相繞組均只有一個(gè)線圈

11、，分別是AX 、BY 、CZ ，三相繞組對(duì)稱放置，空間互差120。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生( a )iAACBXZYiBiC 定子繞組外接三相電源，流經(jīng)繞組的電流三相對(duì)稱，相序?yàn)锳BC，如圖( b )，電流的參考方向是從繞組的末端指向首端。定子繞組中的三相對(duì)稱電流會(huì)產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)在定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、氣隙組成的磁路中建立合成磁場(chǎng)，在產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子內(nèi)部，磁力線由S極指向N極，而定子外部的磁力線則由N極指向S極。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生( b )iBiAiCit090210330 為了研究磁場(chǎng)的變化情況，選取t = 0、t = 90、t = 210、t = 330四個(gè)時(shí)刻，根據(jù)電流的實(shí)際方向，定出不同時(shí)刻磁場(chǎng)的

12、實(shí)際方向，如圖1 ( c )所示。由圖可見(jiàn)，三相電流產(chǎn)生了一個(gè)兩極磁場(chǎng)（一對(duì)磁極），隨著電流的交變，磁場(chǎng)在空間發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所以，三相對(duì)稱電流流經(jīng)三相對(duì)稱繞組時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生SNNSSNSN 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)P 由定了繞組的結(jié)構(gòu)決定。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1(同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速) pfn601旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特性旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向（順時(shí)針 / 逆時(shí)針）逆時(shí)針） 由定子繞組在鐵芯中的空間布局和三相繞組流過(guò)的三相電流的相序決定。 改變流入三相繞組的電源的相序即可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特性NSnTn1ff 通入三相電流，定繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體做切割磁力線

13、的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，由于轉(zhuǎn)導(dǎo)體閉合，形成感應(yīng)電流。用右手定則判斷其方向。 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到一電磁力f的作用，方向用左手定則判斷 形成力矩，即電磁轉(zhuǎn)矩T，TTL，電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 起動(dòng)過(guò)程：起動(dòng)過(guò)程： 指電動(dòng)機(jī)從靜止到達(dá)到穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速指電動(dòng)機(jī)從靜止到達(dá)到穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速(額定額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速)的過(guò)程的過(guò)程。 生產(chǎn)機(jī)械對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求生產(chǎn)機(jī)械對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求： 足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和對(duì)電網(wǎng)最小的沖擊電流。足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和對(duì)電網(wǎng)最小的沖擊電流。 起動(dòng)過(guò)程平滑、快速、無(wú)沖擊、損耗小 起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)二、 （一）全壓起動(dòng) 方法：利用閘刀或者接

14、觸器把電動(dòng)機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上。 性能：Tst（1.02.0）TN ； Ist（47）IN。 特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，Tst較小，Ist很大。二、三相籠型 異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（一）全壓起動(dòng)（一）全壓起動(dòng)起動(dòng)電流過(guò)大的影響：起動(dòng)電流過(guò)大的影響： 影響同電網(wǎng)其他電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行 燈變暗、數(shù)控機(jī)床失控 大的電流沖擊，發(fā)熱，不能頻繁啟動(dòng)直接起動(dòng)的原則： 在電網(wǎng)容量相對(duì)較大的情況下采用。 頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)：電機(jī)容量/供電變壓器容量20%允許直接起動(dòng)； 不頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)：電機(jī)容量/供電變壓器容量KM線圈通電并自鎖M通電工作。 KM自鎖觸點(diǎn)，是指與SB1并聯(lián)的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)，其作用是當(dāng)按鈕SB1閉合

15、后又?jǐn)嚅_(kāi)，KM的通電狀態(tài)保持不變，稱為通電狀態(tài)的自我鎖定。 停止按鈕SB2，用于切斷 KM線圈電流并打開(kāi)自鎖電路，使主回路的電動(dòng)機(jī)M定子繞組斷電停止工作。短路保護(hù)短路保護(hù)： 熔斷器組FU1用于主電路的短路保護(hù)，F(xiàn)U2用于控制電路的短路保護(hù)。失壓保護(hù)：失壓保護(hù)： 電路失電時(shí)沒(méi)有按下停止按鈕，復(fù)上電，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)。過(guò)載保護(hù)過(guò)載保護(hù) 電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，熱繼電器FR的常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，接觸器KM線圈斷電，電動(dòng)機(jī)M停止工作。手動(dòng)復(fù)位，控制電路可以重新工作。案例1：?jiǎn)尉€遙控水位的水泵電動(dòng)機(jī)的控制線路案例1：?jiǎn)尉€遙控水位的水泵電動(dòng)機(jī)的控制線路 電路可以遠(yuǎn)控和近控（就地）。電路可以遠(yuǎn)控和近控（就地）。 遙控時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)遙控時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S2置于置于“遠(yuǎn)控遠(yuǎn)控”位置，合上電源開(kāi)關(guān)位置，合上電源開(kāi)關(guān)QS接通電源，水泵處于預(yù)備起動(dòng)狀態(tài)。在控制端合上控制開(kāi)接通電源，水泵處于預(yù)備起動(dòng)狀態(tài)。在控制端合上控制開(kāi)關(guān)關(guān)S1，電源，電源Ua經(jīng)經(jīng)熔斷器熔斷器FU3開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S1電流繼電器線圈電流繼電器線圈K遙控線遙控線開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S2熱繼電器熱繼電器FR的常閉觸頭的常閉觸頭接觸器線圈接觸器線圈KM熔斷器熔斷器FU2電源電源S相構(gòu)成閉合回路，使接