第八章 異步電動(dòng)機(jī)

1、 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)8.1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 8.2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 8.3 異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性 8.4 電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng) 內(nèi)內(nèi) 容容 8.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)交流交流三相三相同步機(jī)同步機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電能電能 )(機(jī)械能機(jī)械能機(jī)械能機(jī)械能 )(電能電能鼠籠式鼠籠式按按所用所用電電源源不同不同按內(nèi)部磁場(chǎng)按內(nèi)部磁場(chǎng)與與軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系軸轉(zhuǎn)速的

2、關(guān)系按相數(shù)按相數(shù)按轉(zhuǎn)子按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)概概 述述繞線式繞線式電機(jī)電機(jī)直流直流異步機(jī)異步機(jī)單相單相 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)主要由主要由定子定子和和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子兩部分組成兩部分組成8.1 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)定子：固定不動(dòng)的部分定子：固定不動(dòng)的部分轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動(dòng)的部分轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動(dòng)的部分 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的組成部件鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的組成部件 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)機(jī)座機(jī)座定子繞組定子繞組銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)出線端子出線端子1、定子定子( (不動(dòng)

3、的部分不動(dòng)的部分) )主要由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組等組成主要由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組等組成 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 定定 子子 鐵鐵 心心定子繞組定子繞組定子鐵心硅鋼片定子鐵心硅鋼片 內(nèi)表面有凹槽（下線槽），用于嵌放繞組內(nèi)表面有凹槽（下線槽），用于嵌放繞組由互相絕緣的硅鋼由互相絕緣的硅鋼片疊片疊成成定子鐵心定子鐵心下線槽下線槽 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 用帶有絕緣層的導(dǎo)線（漆包線或紗包線）繞成用帶有絕緣層的導(dǎo)線（漆包線或紗包線）繞成 均勻分成三組，按一定規(guī)律嵌放在定子內(nèi)表面的下線槽內(nèi)均勻分成三組，按一定規(guī)律嵌放在定子內(nèi)表面的下線槽內(nèi)定定 子子 繞繞 組組 每組繞組

4、稱為一相，每相有兩個(gè)出線端每組繞組稱為一相，每相有兩個(gè)出線端 U1、V1、W1稱為三相繞組的首端，稱為三相繞組的首端，U2、V2、W2為末端為末端U1U2V1V2W1W2三相電子繞組三相電子繞組 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組六個(gè)端線引到接線盒內(nèi)，就可以接成定子繞組六個(gè)端線引到接線盒內(nèi)，就可以接成Y Y形或形或形接法形接法。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)出線端及接法三相籠型異步電動(dòng)機(jī)出線端及接法Y Y形連接形連接形連接形連接 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子( (轉(zhuǎn)動(dòng)的部分轉(zhuǎn)動(dòng)的部分) )鼠籠式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子 江蘇大

5、學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一般由相轉(zhuǎn)子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一般由相互絕緣的硅鋼片疊壓而成，表面有均勻分布的凹互絕緣的硅鋼片疊壓而成，表面有均勻分布的凹槽，用來(lái)嵌放轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。槽，用來(lái)嵌放轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子硅鋼片轉(zhuǎn)子硅鋼片 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 繞繞 組組(1)(1)鼠籠式繞組鼠籠式繞組在轉(zhuǎn)子鐵心均勻分布的每個(gè)槽內(nèi)各放置在轉(zhuǎn)子鐵心均勻分布的每個(gè)槽內(nèi)各放置一根導(dǎo)體，在鐵心兩端安放兩個(gè)端環(huán)，稱一根導(dǎo)體，在鐵心兩端安放兩個(gè)端環(huán)，稱為短路環(huán)，然后把所有導(dǎo)體伸出槽外的部為短路環(huán)，然后把所有導(dǎo)體伸出槽外的部分與端環(huán)聯(lián)接起來(lái)。若去掉

6、鐵心，則繞組分與端環(huán)聯(lián)接起來(lái)。若去掉鐵心，則繞組部分就像一個(gè)鼠籠，部分就像一個(gè)鼠籠，這這也是鼠籠式電動(dòng)機(jī)也是鼠籠式電動(dòng)機(jī)名稱的由來(lái)。這種鼠籠式繞組既可以用銅名稱的由來(lái)。這種鼠籠式繞組既可以用銅條焊接而成，也可以用鋁澆鑄。條焊接而成，也可以用鋁澆鑄。轉(zhuǎn)子繞組按其結(jié)構(gòu)分有鼠籠式和繞線式兩種轉(zhuǎn)子繞組按其結(jié)構(gòu)分有鼠籠式和繞線式兩種鼠籠繞組鼠籠繞組鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄鋁轉(zhuǎn)子 這種轉(zhuǎn)子是將融化了的鋁液直接這種轉(zhuǎn)子是將融化了的鋁液直接澆注在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并連同兩端的短澆注在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，并連同兩端的短路環(huán)和風(fēng)扇澆注在一起路環(huán)和風(fēng)扇澆注在一起。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)(2)(2)繞線式繞組繞線式繞組繞線式繞組是與

7、定子繞組相似的對(duì)稱三相繞組繞線式繞組是與定子繞組相似的對(duì)稱三相繞組，一般接成一般接成Y Y形。每相出線端分形。每相出線端分別聯(lián)接到安裝在轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)上，環(huán)與環(huán)、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間相互絕緣，依靠滑環(huán)與別聯(lián)接到安裝在轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)上，環(huán)與環(huán)、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間相互絕緣，依靠滑環(huán)與電刷的滑動(dòng)接觸與外電路相聯(lián)接。電刷的滑動(dòng)接觸與外電路相聯(lián)接。繞線式轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是可以通過(guò)滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)繞線式轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是可以通過(guò)滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路接入附加電阻，用以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能或調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。子繞組回路接入附加電阻，用以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能或調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。繞線式轉(zhuǎn)子接線繞線式轉(zhuǎn)子接線 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電

8、動(dòng)機(jī)繞線式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖繞線式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 從磁路來(lái)考慮，定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵從磁路來(lái)考慮，定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心之間的氣隙是很重要的一部分。氣心之間的氣隙是很重要的一部分。氣隙大，則磁阻大，勵(lì)磁電流也大，電隙大，則磁阻大，勵(lì)磁電流也大，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低。從這一角度來(lái)動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低。從這一角度來(lái)考慮，氣隙應(yīng)取較小的數(shù)值?？紤]，氣隙應(yīng)取較小的數(shù)值。三相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙三相異步電動(dòng)機(jī)的氣隙 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生sinsin120sin120AmBmCmiItiItiIt8.2 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

9、作原理BiU1U2V1V2W1W2AiCi三相定子繞組在空間上三相定子繞組在空間上互差互差1200放置，并通入放置，并通入三相對(duì)稱電流三相對(duì)稱電流AiBiCimIt 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)U1V2W1V1W21n()電流出電流出( )電流入電流入U(xiǎn)2規(guī)定：當(dāng)規(guī)定：當(dāng)i i0 0時(shí)，時(shí)，電流從繞組的首端電流從繞組的首端流向末端，當(dāng)流向末端，當(dāng)i i0 0時(shí)，電流從繞組的時(shí)，電流從繞組的首端流出。電流流首端流出。電流流入用符號(hào)入用符號(hào)“”表示表示；電流流出用符號(hào)電流流出用符號(hào)“ ”表示。表示。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)U1U2V2W1V1W2NS合成磁場(chǎng)方向：合成磁場(chǎng)方向

10、：向下向下AiBiCimIt0t0t時(shí)刻時(shí)刻iA=0；iB0； iC0一對(duì)磁極一對(duì)磁極（兩極）（兩極） 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 180tU2V1W21nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN1n60A120tU2V2W1V1W21n其它時(shí)刻其它時(shí)刻磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向AiBiCitmIU1當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨著電流的產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與三相電源的相序一致

11、與三相電源的相序一致1n1n換接任意兩相電源換接任意兩相電源可改變磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)可改變磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向方向AiBiCimItAiCiBimIt怎樣可以改變?cè)鯓涌梢愿淖?旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向？旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向？ 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速電流變化一周，兩極磁場(chǎng)在空間正好轉(zhuǎn)過(guò)一周電流變化一周，兩極磁場(chǎng)在空間正好轉(zhuǎn)過(guò)一周磁極對(duì)數(shù)磁極對(duì)數(shù)P=1時(shí)時(shí)：如果電流的頻率為如果電流的頻率為f1，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的轉(zhuǎn)速為：則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的轉(zhuǎn)速為：r r/(601f1n minmin）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1 1也稱為異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也稱為異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 江蘇大學(xué)電

12、工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)（1）極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)（P P）的概念）的概念BiU1U2V1V2W1W2AiCi1p此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：即：NSU1U2V2W1V1W2 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)（2）極對(duì)數(shù)（極對(duì)數(shù)（P P）的改變）的改變 將每相繞組分成兩段將每相繞組分成兩段1U/2U2U/1U2W1W/2W/1W1V2V/1V/2VV1AiV2V1U1U2W1W2U1U2W1W2V2CiBi按下圖放入定子槽內(nèi)按下圖放入定子槽內(nèi) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2pAiBiCimIt0t1U/2U

13、2U/1UNSSN2W1W/2W/1W1V2V/1V/2ViA=0；iB0； iC0V2V1U1U2W1W2U1U2W1W2V2CiBi 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 60t1n/1U1UZ/2X2UCZCSNSN30（3）極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt1U/2U2U/1UNSSN2W1W/2W/1W1V2V/1V/2V 0t）in/( 601mrpfn 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)?/min)(r 6011pfn ?Hzf501時(shí)時(shí)同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1n/min)(r?2p 50011p 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)3p 00014p507磁極對(duì)數(shù)磁極對(duì)數(shù)電源頻

14、率電源頻率電機(jī)同電機(jī)同步轉(zhuǎn)速步轉(zhuǎn)速若電源頻率為工頻若電源頻率為工頻 當(dāng)電動(dòng)機(jī)為當(dāng)電動(dòng)機(jī)為2 2p p個(gè)磁極時(shí)，個(gè)磁極時(shí)， 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為: : 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)n1nei4、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理NSF磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈e方向用方向用右手定則右手定則確定確定F方向用方向用左手定則左手定則確定確定磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組通電定子繞組通電轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（閉合）切割磁力線轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（閉合）切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流帶電的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力（左手定則）帶電的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁

15、場(chǎng)中受力（左手定則）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n1）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受到電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受到電磁轉(zhuǎn)矩T T的作用的作用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，且與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向，轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，且與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向，轉(zhuǎn)速為n異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理： 怎樣實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)怎樣實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī) 的反向旋轉(zhuǎn)的反向旋轉(zhuǎn)? ?任意對(duì)調(diào)任意對(duì)調(diào)兩接線端的接線兩接線端的接線 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速: :1n無(wú)轉(zhuǎn)距無(wú)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（

16、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）轉(zhuǎn)子無(wú)電流轉(zhuǎn)子無(wú)電流提提 示示：轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: :n n和和n1是否相等是否相等？異步電機(jī)：異步電機(jī)：n n1，且且 n1 n如果如果 n= n1 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 的概念的概念：s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值。即：與同步轉(zhuǎn)速的比值。即：%10011nnnS 一般地一般地2%6%Ns11100%NNnnsn以額定轉(zhuǎn)速以額定轉(zhuǎn)速 運(yùn)行時(shí)運(yùn)行時(shí): :Nn 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的一個(gè)重要物理量。是

17、異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的一個(gè)重要物理量。根據(jù)根據(jù)s的正負(fù)和大小可以判斷出異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。的正負(fù)和大小可以判斷出異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。（3）s1時(shí)，為電磁制動(dòng)狀態(tài)。時(shí)，為電磁制動(dòng)狀態(tài)。 （1）0s1時(shí)，為電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；時(shí)，為電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；（2）s=1時(shí)，為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)狀態(tài)；時(shí)，為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)狀態(tài)；（4）s0時(shí)，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；時(shí)，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)； 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)例：異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速例：異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n nN N=720r/min=720r/min，電源，電源頻率為頻率為50Hz.50Hz.求：電機(jī)是極數(shù)？額定轉(zhuǎn)差率是多少？求：電機(jī)是極

18、數(shù)？額定轉(zhuǎn)差率是多少？解：解： 額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速n1=750r/minpfn1601475050601160nfp該電機(jī)是極對(duì)數(shù)是該電機(jī)是極對(duì)數(shù)是4 4%404.075072075000nnns 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)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(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下, , 受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。22cosICTT常數(shù)常數(shù)每極主磁通每極主磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子回路的轉(zhuǎn)子回路的功率因數(shù)功率因數(shù)8.3.1 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 其物理表達(dá)式為：其物理表達(dá)式為：該式不方便該式不方便測(cè)量和

19、計(jì)算測(cè)量和計(jì)算 8.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類(lèi)似，定三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系同變壓器類(lèi)似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組；轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組；轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的副繞組。定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將通過(guò)定壓器的副繞組。定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將通過(guò)定子和轉(zhuǎn)子鐵心而構(gòu)成的閉合磁路，該磁場(chǎng)不僅在轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子鐵心而構(gòu)成的閉合磁路，該磁場(chǎng)不僅在轉(zhuǎn)子的每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)子的每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e2，也要在定子的也要在定子的每相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每相繞組中產(chǎn)

20、生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e1。而實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)磁。而實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是由定子電流和轉(zhuǎn)子電流共同作用產(chǎn)生的。場(chǎng)是由定子電流和轉(zhuǎn)子電流共同作用產(chǎn)生的。 設(shè)定子和轉(zhuǎn)子的每相繞組匝數(shù)分別設(shè)定子和轉(zhuǎn)子的每相繞組匝數(shù)分別N1為N2和，和，下面將對(duì)電動(dòng)機(jī)的電路進(jìn)行分析。下面將對(duì)電動(dòng)機(jī)的電路進(jìn)行分析。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在沿定子與轉(zhuǎn)子間氣電動(dòng)機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在沿定子與轉(zhuǎn)子間氣隙應(yīng)是接近于正弦規(guī)律變化分布。因此，通過(guò)每相定子繞隙應(yīng)是接近于正弦規(guī)律變化分布。因此，通過(guò)每相定子繞組的磁通也應(yīng)是隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化的，即組的磁通也應(yīng)是隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化的，即 =msint

21、因此，每相定子繞組中由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為因此，每相定子繞組中由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為dtdNe11也是正弦量，其有效值為也是正弦量，其有效值為11144. 4NfE f1 是是 e1 的頻率，由同步轉(zhuǎn)速可得的頻率，由同步轉(zhuǎn)速可得6001pnf 每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖1e1e1u1i2i2e2e1f2f1.1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁通量與定子相電壓的關(guān)系旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁通量與定子相電壓的關(guān)系 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 定子電流不僅產(chǎn)生主磁通定子電流不僅產(chǎn)生主磁通，還將產(chǎn)生漏磁通還將產(chǎn)生漏磁通 1e1e1u1i2i2e2e1f2f每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖主磁通要通過(guò)轉(zhuǎn)子繞組

22、，而漏磁通將不通過(guò)轉(zhuǎn)子繞主磁通要通過(guò)轉(zhuǎn)子繞組，而漏磁通將不通過(guò)轉(zhuǎn)子繞組。這樣在原繞組的電壓約束方程為組。這樣在原繞組的電壓約束方程為)()(11111eeRiu)(11111edtdiLRi如用相量表示，則可認(rèn)為如用相量表示，則可認(rèn)為)(111111EXIjRIU式中式中R1和和X1=2f1L1分別為定分別為定子每相繞組的電阻和漏磁感抗。子每相繞組的電阻和漏磁感抗。它們都很小，對(duì)于主磁通產(chǎn)生它們都很小，對(duì)于主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可忽略，則的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可忽略，則11EU或或11EU 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理，異步電動(dòng)機(jī)之所以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理，異步電

23、動(dòng)機(jī)之所以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中要產(chǎn)生是因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e2 2，進(jìn)而產(chǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生生轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流i i2 2，而與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生，而與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T T 。下面討。下面討論轉(zhuǎn)子電路中的各物理量：論轉(zhuǎn)子電路中的各物理量：1e1e1u1i2i2e2e1f2f每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖u轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的主磁通旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的主磁通在每相轉(zhuǎn)子繞組在每相轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)dtdNe2222244. 4NfE其有效值為其有效值為 f2為轉(zhuǎn)子繞組中電流的頻率。為轉(zhuǎn)子繞組中電流

24、的頻率。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子回路各物理量回路各物理量 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為 (n0 n)，所以，所以 u轉(zhuǎn)子繞組中電流的頻率轉(zhuǎn)子繞組中電流的頻率 f21000026060)(fspnnnnnnpf可見(jiàn)，可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子電流頻率與轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子電流頻率與轉(zhuǎn)差率 s 有關(guān)，有關(guān)，也就是與轉(zhuǎn)速也就是與轉(zhuǎn)速n 有關(guān)。有關(guān)。 在在 s=1 即即(n =0)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率最大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率最大 f2= f1。對(duì)額定對(duì)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速時(shí)，s為為26%。 由此，進(jìn)而可得轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為由此，進(jìn)而可得轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為2021

25、244. 4sENfsE E20為為 s = 1 ( (或或n=0)時(shí)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效時(shí)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，值，212044. 4NfE 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)u轉(zhuǎn)子繞組中的電流轉(zhuǎn)子繞組中的電流 轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生漏磁通轉(zhuǎn)子電流也要產(chǎn)生漏磁通 2，每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為dtdiLe222對(duì)轉(zhuǎn)子電路應(yīng)用對(duì)轉(zhuǎn)子電路應(yīng)用KVL，有有dtdiLRieRie22222222)(若用相量表示，則為若用相量表示，則為22222222)(XIjRIERIE1e1e1u1i2i2e2e1f2f每相繞組的電路圖每相繞組的電路圖X2與轉(zhuǎn)子頻率與轉(zhuǎn)子頻率

26、f 2有關(guān)，即有關(guān)，即202122222XsLfsLfX 可見(jiàn)，可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子感抗與轉(zhuǎn)差率有關(guān)轉(zhuǎn)子感抗與轉(zhuǎn)差率有關(guān)。其中。其中X20是是s=1( (或或n=0)時(shí)的時(shí)的轉(zhuǎn)子感抗轉(zhuǎn)子感抗21202LfX 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)將感抗將感抗X2代如上式，可得轉(zhuǎn)子電流為代如上式，可得轉(zhuǎn)子電流為22222222)(XI jRIERIE2202220222222)(sXRsEXREI 可見(jiàn)，可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I I2 2也與轉(zhuǎn)差率也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)有關(guān))(0002nnIs 2202220max21XREIs 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)0I2, cos 2s1I2cos 2 由于轉(zhuǎn)子

27、漏磁通的存在，呈電感由于轉(zhuǎn)子漏磁通的存在，呈電感性，因此性，因此 I2 比比 e2 滯后滯后2角。轉(zhuǎn)子繞角。轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)為組的功率因數(shù)為222222222220cos()RRRXRsX轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù) cos2也與轉(zhuǎn)差率也與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)有關(guān)( (見(jiàn)圖示曲線見(jiàn)圖示曲線) )u轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù) coscos2 2202SXRs 很很小小時(shí)時(shí)1cos2202XRss 較較大大時(shí)時(shí)s1cos2 如圖曲線所示。轉(zhuǎn)差率如圖曲線所示。轉(zhuǎn)差率s增加增加(轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n減小減小)時(shí)，轉(zhuǎn)子切割磁力線加劇，于時(shí)，轉(zhuǎn)子切割磁力線加劇，于是是e2增加，增加，I2也增加。也增加。

28、 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)21220222)(UsXRsRKTT由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式22 cosICTT22022202)( XREIss 2202222)(cosXRRsmNfU11144.4 由前面分析知由前面分析知：3.電磁轉(zhuǎn)矩特性電磁轉(zhuǎn)矩特性T=f(s) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)由公式可知由公式可知21220222)(UsXRsRKTT電磁轉(zhuǎn)矩公式電磁轉(zhuǎn)矩公式1.1.T T 與定子每相繞組電壓與定子每相繞組電壓 成正比。成正比。21U2.2.當(dāng)電源電壓當(dāng)電源電壓 U1 一定時(shí)，一定時(shí)，T T 是是 s 的函數(shù)的函數(shù)3.3.R2 的大小對(duì)的大小對(duì)T

29、 有影響。繞線型異步電動(dòng)機(jī)可外有影響。繞線型異步電動(dòng)機(jī)可外 接電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子電阻接電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子電阻R2，從而改變轉(zhuǎn)矩。，從而改變轉(zhuǎn)矩。U 1 T TNTqTmaxTssm1OT = f(s)曲線曲線 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)8. 3. 2 機(jī)械特性機(jī)械特性maxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKTT得特性曲線：得特性曲線：NnmaxTstTOnTNT0nstT1NT 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)NnNT電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩1.1.額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩T TN N)/()

30、(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT 三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩OnT0n額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩(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(Y132M-4型型) )的額定功率為的額定功率為7.5kw, kw, 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nPnPT9550602 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī).最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩T Tmaxmax轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T T2 2不能大不能大于于T Tmaxmax，否則將造成堵轉(zhuǎn)，否則將造成堵轉(zhuǎn)( (停車(chē)停車(chē)) )

31、電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：令：求得求得202mXRss 臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率On0nTmax將將sm代入轉(zhuǎn)矩公式代入轉(zhuǎn)矩公式，可得，可得 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) max121max, )1(TUUT當(dāng)當(dāng) U1 一定時(shí)一定時(shí)，Tmax為定值為定值(2) sm與與 R2 有關(guān)有關(guān)， R2 sm n 。 繞線繞線型型電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R2 可實(shí)現(xiàn)調(diào)速可實(shí)現(xiàn)調(diào)速2021max2XUKT由由可得可得： 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)過(guò)載系數(shù)過(guò)載系數(shù)( (能力能力)

32、 )m a xNMTKT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1.8 2.2MK工作時(shí)必須使工作時(shí)必須使否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞。電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞。 12 II 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst:22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 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)繞線式型對(duì)繞線式型 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

33、, 可使可使Tst =Tmax 。0nOnT 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)Kst體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。一般一般鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力為鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力為1.02.0。NststTTK起動(dòng)能力起動(dòng)能力 Tst T2時(shí)時(shí)電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)4.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于

34、其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操的重要特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門(mén)，才能帶動(dòng)新的負(fù)載作者加大油門(mén)，才能帶動(dòng)新的負(fù)載) )。此過(guò)程中，此過(guò)程中， n 、sE2 , I2 I1 電源提供的功率自動(dòng)增加。電源提供的功率自動(dòng)增加。T2 sT2 TT =T2n T T 2達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡T2常用特常用特性段性段0nnTOn 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)例：已知例：已知Y225M-2型三相異步電動(dòng)機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型三相異步電動(dòng)機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：pN=45KW,電源頻率電源頻率f1=50Hz，nN=2940r/m， ，啟，啟動(dòng)能力動(dòng)能力

35、Kst=2.0，過(guò)載系數(shù)，過(guò)載系數(shù)KM2.2，求該電機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率、，求該電機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)速時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路電流的頻率、額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)速時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路電流的頻率、額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩和額定輸入功率。矩、最大轉(zhuǎn)矩和額定輸入功率。91.5%N解解：101300029400.023000Nnnsn210.02 501Nfs fHz由電機(jī)型號(hào)極額定轉(zhuǎn)速可知，該電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為由電機(jī)型號(hào)極額定轉(zhuǎn)速可知，該電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。則有。則有轉(zhuǎn)子回路電流頻率：轉(zhuǎn)子回路電流頻率： 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)9550NNNPTnststNTK T2.0 146

36、.17292.34 N m459550146.172940N mmaxMNTK T2.2 146.17321.57 N m1NNNPP4549.180.915kW額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定輸入功率額定輸入功率 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)5. U1 和和 R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響(1) U1變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響U Tm U UTst 22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 0nNUT2nTO 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)(2) R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響stTTO

37、n0nR2 Tst n 硬特性：硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好軟特性：軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。起動(dòng)特性好。 maxT2T22022212stXRURKT 2021m2XUKT 202mXRs 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)(2) R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響變化對(duì)機(jī)械特性的影響 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 硬特性：硬

38、特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。起動(dòng)特性好。 maxT2T 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)8.4 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)起動(dòng)性能起動(dòng)性能 起動(dòng)問(wèn)題：起動(dòng)問(wèn)題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 一般中小型籠型電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的一般中小型籠型電機(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)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.02.2)倍。倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作

39、大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過(guò)熱頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過(guò)熱后果：后果：原因原因：起動(dòng)：起動(dòng)： n = 0，s =1, , 接通電源。接通電源。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí) ，n = 0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流定子電流定子電流 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)8.4.1 起動(dòng)方法起動(dòng)方法(1) 直接起動(dòng)（全電壓?jiǎn)?dòng)）直接起動(dòng)（全電壓?jiǎn)?dòng)） (2) 降壓起動(dòng)：降壓起動(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)（適用于籠型電動(dòng)機(jī)適用于籠型電動(dòng)機(jī)）(3)

40、 轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（適用于繞線型電動(dòng)機(jī)適用于繞線型電動(dòng)機(jī)）以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)ZUIll3YZUIll331Y llII1. 降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)(1) Y 換接起動(dòng)換接起動(dòng)降壓起動(dòng)時(shí)的電流降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的為直接起動(dòng)時(shí)的3 31 1YlIZlU 起動(dòng)起動(dòng)U1U2V1V1W1W2正常正常運(yùn)行運(yùn)行 lIlUZU1U2V1V2W1W2設(shè)：電機(jī)每相阻抗為設(shè)：電機(jī)每相阻抗為Z三角形聯(lián)接時(shí)：三角形聯(lián)接時(shí)：

41、星形聯(lián)接時(shí)：星形聯(lián)接時(shí)： 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖Y起動(dòng)起動(dòng)L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 起動(dòng)起動(dòng)UPU1+Ul+U2V1V2W1W2 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖 工作工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1正常正常運(yùn)行運(yùn)行 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)lUU31P (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)

42、 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)合換接起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題換接起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題SYtst31TT ZlU+起動(dòng)起動(dòng)U1U2V1V1W1W2正常正常運(yùn)行運(yùn)行l(wèi)U+ZU1U2V1V2W1W2 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)L1L3L2FUQ自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)Q2下合：下合： 接入自耦變接入自耦變 壓器，降壓壓器，降壓 起動(dòng)。起動(dòng)。Q2上合：上合： 切除自耦變切除自耦變 壓器，全壓壓器，全壓 工作。工作。合刀閘開(kāi)關(guān)合刀閘開(kāi)關(guān)Q2 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)22st1P()()TUUst2st1st21IIIKK全壓全壓起動(dòng)起動(dòng)降壓

43、降壓起動(dòng)起動(dòng)stst12TTK起動(dòng)電流關(guān)系起動(dòng)電流關(guān)系起動(dòng)轉(zhuǎn)矩關(guān)系起動(dòng)轉(zhuǎn)矩關(guān)系22Pst112()UTUK1PstUUIZZP1st2st1UUKIIZZK 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩都是直接啟自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩都是直接啟動(dòng)的動(dòng)的1 / K2倍。倍。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的電壓自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的電壓（例如為電源電壓的（例如為電源電壓的73%、64%、55%），根），根據(jù)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而選用。據(jù)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而選用。 自耦降壓起動(dòng)適用于容量較大的或正常運(yùn)行自耦降壓起動(dòng)適用于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)

44、聯(lián)成星形不能采用三角起動(dòng)器的鼠籠式異步時(shí)聯(lián)成星形不能采用三角起動(dòng)器的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)。 自耦變壓器降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不受電動(dòng)機(jī)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)矩選擇不同的抽頭，常用于起和所需的起動(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)。其缺點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用高，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)。不宜頻繁起動(dòng)。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)20221222202st()EIRIIRX滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞 串入轉(zhuǎn)子電路中，起

45、動(dòng)后將串入轉(zhuǎn)子電路中，起動(dòng)后將R 短路。短路。起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻 2. .繞線型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)繞線型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)RstRstRst 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)若若R2選得選得適當(dāng)適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)既可以降，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。R2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT 轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)方法：任意

46、調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電電 源源VWM3UVW電電 源源M3 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)A2849230880380310453. (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，Tm

47、ax/TN=2.2，求：，求：(1) 額定電流額定電流IN? (2) 額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率sN? (3) 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 TN 、最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Tmax 、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN 。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) (2) 由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2minr 15000/n 013. 015001480150000N nnns (3)mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī) 在在上例中上例中(

48、1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 510.2Nm, 試問(wèn)在試問(wèn)在U=UN和和U =0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（起動(dòng)？（2）采用）采用Y- 換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)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) 在在U=UN時(shí)時(shí) Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T不能起動(dòng)不能起動(dòng) (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0

49、.9UN 時(shí)時(shí)能起動(dòng)能起動(dòng)例例2: 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)在在80%額定負(fù)載時(shí)額定負(fù)載時(shí)132329183%8042909183%80NstY .TT不能起動(dòng)不能起動(dòng)在在50%額定負(fù)載時(shí)額定負(fù)載時(shí)121459183%5042909183%50NstY .TT可以起動(dòng)可以起動(dòng)mN918385513131ststY .TT(3) 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)116011fns nsp1.1.變頻調(diào)速變頻調(diào)速 ( (無(wú)級(jí)調(diào)速無(wú)級(jí)調(diào)速) ) f=50Hz逆變器逆變器M3 整流器整流器f1、U1可可+變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍頻率調(diào)節(jié)范圍

50、0.50.5幾百赫茲幾百赫茲三種電氣三種電氣調(diào)速方法調(diào)速方法8.4.2 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 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速變極調(diào)速 ( (有級(jí)調(diào)速有級(jí)調(diào)速) )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，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。U11U21U12U22iiP=2U11U12U21U22NNSS 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)U11U21U12U22iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用

51、在對(duì)由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。U11U12U21U22SN 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)Tn0no22RR2R2R變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 ( (無(wú)級(jí)調(diào)速無(wú)級(jí)調(diào)速) ) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線型電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線型電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)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。提升、起重設(shè)備中。nnTLTLs sTs

52、2R2Ro 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)1. 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)制動(dòng)方法制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng) 在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0=02

53、. 反接制動(dòng)反接制動(dòng) 停車(chē)時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意停車(chē)時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對(duì)調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向兩相對(duì)調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)制動(dòng)M3 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)制動(dòng)nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n03.3.發(fā)電反饋制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)， 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電動(dòng)機(jī)同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0n n0 江蘇大學(xué)電工電子教研室三相交流電