第四章電動(dòng)機(jī)

1、 楊楊 凌凌 電電 工工 電電 子子 技技 術(shù)術(shù) 第第4 4章章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 第第4 4章章 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，或者完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳遞控制。電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、或者完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳遞控制。電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科研的各個(gè)領(lǐng)域。生活和科研的各個(gè)領(lǐng)域。 電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類電動(dòng)機(jī)分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩大類。交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)又分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類又分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類。生產(chǎn)上主要用的是。生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī)

2、，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。本章主要討論三相異本章主要討論三相異步電動(dòng)機(jī)，步電動(dòng)機(jī)，對(duì)單相異步電動(dòng)機(jī)及同步電動(dòng)機(jī)僅作簡(jiǎn)單介紹，對(duì)單相異步電動(dòng)機(jī)及同步電動(dòng)機(jī)僅作簡(jiǎn)單介紹，最后扼要介紹了直流電機(jī)和兩種常用控制電機(jī)。最后扼要介紹了直流電機(jī)和兩種常用控制電機(jī)。4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 一、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) 電動(dòng)機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分及其他附件所組成的。電動(dòng)機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分及其他附件所組成的。下下圖是具有籠型轉(zhuǎn)子的三相交流異步電動(dòng)機(jī)拆卸后的結(jié)構(gòu)圖。圖是具有籠型轉(zhuǎn)子的三相交流異步電動(dòng)機(jī)拆卸后的結(jié)構(gòu)圖。

3、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 1. 定子定子 定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，主要由鐵心和繞在鐵心上的三定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，主要由鐵心和繞在鐵心上的三相繞組構(gòu)成，鐵心一般是由表面涂有絕緣漆的相繞組構(gòu)成，鐵心一般是由表面涂有絕緣漆的0.5mm硅鋼片疊硅鋼片疊壓而成，其內(nèi)圓周表面均勻分布一定數(shù)量的槽孔，用以嵌置三壓而成，其內(nèi)圓周表面均勻分布一定數(shù)量的槽孔，用以嵌置三相定子繞組，每相繞組分布在幾個(gè)槽內(nèi)，整個(gè)繞組和鐵心固定相定子繞組，每相繞組分布在幾個(gè)槽內(nèi)，整個(gè)繞組和鐵心固定在機(jī)殼上，如下圖所示。在機(jī)殼上，如下圖所示。電動(dòng)機(jī)定子

4、電動(dòng)機(jī)定子 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 定子中三相繞組的六個(gè)接線端子從接線盒中引出，其排定子中三相繞組的六個(gè)接線端子從接線盒中引出，其排列如下圖所示。使用時(shí)可以根據(jù)情況將定子繞組接成星形或列如下圖所示。使用時(shí)可以根據(jù)情況將定子繞組接成星形或三角形。三角形。U1V1W1W2U2V2Y電源電源（a）接線盒）接線盒 （b）星形連接）星形連接 （c）三角形連接）三角形連接 三相異步電動(dòng)機(jī)定子接線盒三相異步電動(dòng)機(jī)定子接線盒4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 當(dāng)電動(dòng)機(jī)每相繞組的額定電壓等于電源的相電壓時(shí)，繞組當(dāng)電動(dòng)機(jī)每相繞組的額定電壓等于電源的相

5、電壓時(shí)，繞組應(yīng)作星形連接；當(dāng)電動(dòng)機(jī)每相繞組的額定電壓等于電源的線應(yīng)作星形連接；當(dāng)電動(dòng)機(jī)每相繞組的額定電壓等于電源的線電壓時(shí)，繞組應(yīng)作三角形連接。電壓時(shí)，繞組應(yīng)作三角形連接。2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，主要由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，主要由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心是由組成。轉(zhuǎn)子鐵心是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成的圓柱體，厚的硅鋼片疊壓而成的圓柱體，其外圓周表面沖有槽孔，以便嵌置轉(zhuǎn)子繞組，如下頁(yè)圖其外圓周表面沖有槽孔，以便嵌置轉(zhuǎn)子繞組，如下頁(yè)圖（a）所示。）所示。 籠式轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)壓進(jìn)銅條，銅條兩端分別焊籠式轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)壓進(jìn)銅條，銅條兩端分別焊

6、在兩個(gè)銅環(huán)（端環(huán)）上，如下頁(yè)圖（在兩個(gè)銅環(huán)（端環(huán)）上，如下頁(yè)圖（b）所示。）所示。 為了節(jié)省銅材料，中、小型電動(dòng)機(jī)一般都將熔化的鋁澆鑄為了節(jié)省銅材料，中、小型電動(dòng)機(jī)一般都將熔化的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽中，連同短路端環(huán)以及風(fēng)扇葉片一次澆鑄成形，在轉(zhuǎn)子鐵心槽中，連同短路端環(huán)以及風(fēng)扇葉片一次澆鑄成形，這樣的轉(zhuǎn)子不僅制造簡(jiǎn)單而且堅(jiān)固耐用，如上圖（這樣的轉(zhuǎn)子不僅制造簡(jiǎn)單而且堅(jiān)固耐用，如上圖（c）所示。）所示。4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 （a）轉(zhuǎn)子鐵心沖片）轉(zhuǎn)子鐵心沖片 （b）籠式繞組）籠式繞組 （c）鑄鋁的籠式繞組）鑄鋁的籠式繞組 籠式轉(zhuǎn)子籠式轉(zhuǎn)子4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)

7、構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 3. 其他附件其他附件 除定子、轉(zhuǎn)子兩大部分外，電動(dòng)機(jī)還有端蓋、軸承、軸承除定子、轉(zhuǎn)子兩大部分外，電動(dòng)機(jī)還有端蓋、軸承、軸承蓋、風(fēng)扇葉和接線盒等附件。蓋、風(fēng)扇葉和接線盒等附件。 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，運(yùn)行可靠，使用和三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，運(yùn)行可靠，使用和維護(hù)方便。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用?？梢杂脕?lái)拖動(dòng)維護(hù)方便。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用?？梢杂脕?lái)拖動(dòng)機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、起重卷?yè)P(yáng)設(shè)備、礦山機(jī)械、輕機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、起重卷?yè)P(yáng)設(shè)備、礦山機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品加工

8、機(jī)械等大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械。據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%的電力拖動(dòng)的機(jī)械用的是異步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)用電量占電的電力拖動(dòng)的機(jī)械用的是異步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)用電量占電網(wǎng)總負(fù)荷的網(wǎng)總負(fù)荷的50%以上。以上。4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌二、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 電動(dòng)機(jī)的外殼上都有一塊銘牌，標(biāo)出了電動(dòng)機(jī)的型號(hào)以及電動(dòng)機(jī)的外殼上都有一塊銘牌，標(biāo)出了電動(dòng)機(jī)的型號(hào)以及主要技術(shù)數(shù)據(jù)，以便能正確使用電動(dòng)機(jī)。下圖為一臺(tái)三相異步主要技術(shù)數(shù)據(jù)，以便能正確使用電動(dòng)機(jī)。下圖為一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌。電動(dòng)機(jī)的銘牌。50Hz4.0kW8.8A編號(hào)Y-112M-4三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)電機(jī)廠

9、380V1440r/minLW 82dB接法防護(hù)等級(jí)IP4445kg工作制SIB級(jí)絕緣標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)年 月4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 電動(dòng)機(jī)型號(hào)（電動(dòng)機(jī)型號(hào)（Y-112M-4）指國(guó)產(chǎn)）指國(guó)產(chǎn)Y系列異步電動(dòng)機(jī)，中心系列異步電動(dòng)機(jī)，中心機(jī)座高度為機(jī)座高度為112mm，“M”表示中機(jī)座（表示中機(jī)座（“L” 表示長(zhǎng)機(jī)座，表示長(zhǎng)機(jī)座，“S” 表示短機(jī)座），表示短機(jī)座），“4”表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為四極。下面從銘牌上具表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為四極。下面從銘牌上具體體讀取其技術(shù)參數(shù)。讀取其技術(shù)參數(shù)。（1）額定功率）額定功率PN（4.0kW） 表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行

10、時(shí)輸出的機(jī)械功率。運(yùn)行時(shí)輸出的機(jī)械功率。（2）額定電壓）額定電壓UN（380V） 表示定子繞組上應(yīng)施加的線電壓。表示定子繞組上應(yīng)施加的線電壓。 通常功率通常功率3 kW以下的異步電動(dòng)機(jī)有以下的異步電動(dòng)機(jī)有380V和和220V兩種額兩種額定電壓，寫(xiě)成定電壓，寫(xiě)成380/220V，相應(yīng)的接法有兩種，即，相應(yīng)的接法有兩種，即Y/。 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率4 kW以上時(shí)，額定電壓一般為以上時(shí)，額定電壓一般為380V，定子繞組，定子繞組作三角形連接。作三角形連接。（3）額定電壓）額定電壓IN（8.8A） 表示電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的表示電動(dòng)機(jī)

11、額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流。若定子繞組有星形和三角形兩種接法時(shí)，相應(yīng)的額定電線電流。若定子繞組有星形和三角形兩種接法時(shí)，相應(yīng)的額定電流應(yīng)有兩種數(shù)值。流應(yīng)有兩種數(shù)值。（4）額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速nN（1440r/min） 表示電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)表示電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。速。（5）防護(hù)方式（）防護(hù)方式（IP44） 表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的方式為封閉式表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的方式為封閉式電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)。（6）頻率）頻率f（50Hz） 表示電動(dòng)機(jī)定子繞組輸入交流電源的頻率。表示電動(dòng)機(jī)定子繞組輸入交流電源的頻率。4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 （7）工作制（工作制）工作制（工作

12、制S1） 表示電動(dòng)機(jī)可以在銘牌標(biāo)出的額表示電動(dòng)機(jī)可以在銘牌標(biāo)出的額定狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行。定狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行。S2為短時(shí)運(yùn)行，為短時(shí)運(yùn)行，S3為短時(shí)重復(fù)運(yùn)行。為短時(shí)重復(fù)運(yùn)行。（8）絕緣等級(jí)（）絕緣等級(jí)（B級(jí)絕緣）級(jí)絕緣） 表示電動(dòng)機(jī)各繞組及其他絕緣表示電動(dòng)機(jī)各繞組及其他絕緣部件所用絕緣材料的等級(jí)。絕緣材料按耐熱性可分為部件所用絕緣材料的等級(jí)。絕緣材料按耐熱性可分為Y、A、E、B、F、H、C七個(gè)等級(jí)，如下表所示。七個(gè)等級(jí)，如下表所示。絕緣等級(jí)YAEBFHC最高允許溫升/度(oC)90105120130155180180 目前，國(guó)產(chǎn)目前，國(guó)產(chǎn)Y系列電動(dòng)機(jī)一般采用系列電動(dòng)機(jī)一般采用B級(jí)絕緣。此外，銘牌級(jí)絕緣

13、。此外，銘牌上標(biāo)注上標(biāo)注“LW 82dB”是電動(dòng)機(jī)的噪聲等級(jí)。是電動(dòng)機(jī)的噪聲等級(jí)。 4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 型號(hào)滿 載 數(shù) 據(jù)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩功率/kW電壓/V接法轉(zhuǎn)速/(r/min)電流/A效率功率因數(shù)溫升/oC額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y-112M-4438014408.80.850.828072.02.2 除銘牌上標(biāo)出的參數(shù)之外，在產(chǎn)品目錄或電工手冊(cè)中還除銘牌上標(biāo)出的參數(shù)之外，在產(chǎn)品目錄或電工手冊(cè)中還有其他一些技術(shù)數(shù)據(jù)，如下表所示。有其他一些技術(shù)數(shù)據(jù)，如下表所示。（9）功率因數(shù)）功率因數(shù) 指在額定負(fù)載下定子電路的功率因數(shù)。三相異指在額定負(fù)載下定

14、子電路的功率因數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)在額定負(fù)載時(shí)約為步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)在額定負(fù)載時(shí)約為0.70.9，在輕載和空，在輕載和空載時(shí)較低，空載時(shí)只有載時(shí)較低，空載時(shí)只有0.20.3。因此，必須正確選擇電動(dòng)機(jī)。因此，必須正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量，防止的容量，防止“大馬拉小車大馬拉小車”，并力求縮短空載時(shí)間。，并力求縮短空載時(shí)間。4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌 2N2NN1NNN100%100%3cosPPPU I（10）效率）效率 指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的效率。它等于額定狀態(tài)指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的效率。它等于額定狀態(tài) 下輸出功率與輸入功率之比，即下輸出功率與輸入功率之比，

15、即（11）溫升）溫升 指額定負(fù)載時(shí)，繞組的工作溫度與環(huán)境溫度的指額定負(fù)載時(shí)，繞組的工作溫度與環(huán)境溫度的 差值。差值。（12）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電流）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電流 即即啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和啟和啟動(dòng)電流動(dòng)電流Ist。4.2 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 一、一、 三相交流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相交流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入對(duì)稱三相交流電后，轉(zhuǎn)子便當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組通入對(duì)稱三相交流電后，轉(zhuǎn)子便會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的先決條件是定子繞組要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的先決條件是定子繞組要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 為了研究問(wèn)題簡(jiǎn)便，將電動(dòng)機(jī)定子簡(jiǎn)化為三相六槽結(jié)構(gòu)。

16、在為了研究問(wèn)題簡(jiǎn)便，將電動(dòng)機(jī)定子簡(jiǎn)化為三相六槽結(jié)構(gòu)。在空間上互差空間上互差120o的三相繞組的三相繞組U1U2、V1V2、W1W2中分別通入三相中分別通入三相交流電流交流電流iA、iB、iC（如下頁(yè)圖（如下頁(yè)圖（a）所示），將產(chǎn)生各自的交變）所示），將產(chǎn)生各自的交變磁場(chǎng)，其三個(gè)交變磁場(chǎng)將合成為一個(gè)兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（如下頁(yè)圖磁場(chǎng)，其三個(gè)交變磁場(chǎng)將合成為一個(gè)兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（如下頁(yè)圖（b）所示）。各繞組中電流的參考方向?yàn)閺氖锥耍┧荆?。各繞組中電流的參考方向?yàn)閺氖锥薝1、V1、W1流入，從末端流入，從末端U2、V2、W2流出。流出。4.2 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 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)

17、數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)p與定子繞組的空間排列有關(guān)。圖與定子繞組的空間排列有關(guān)。圖（b）所示是每相繞組只有一個(gè)線圈的情況，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）所示是每相繞組只有一個(gè)線圈的情況，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)磁極（兩極）。具有一對(duì)磁極（兩極）。（a） 三相繞組通入三相交流電三相繞組通入三相交流電 （b） 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生U1V1W1U2V2W2iAiBiC4.2 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 電流變化一周期，兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（電流變化一周期，兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（p=1）在空間旋轉(zhuǎn)一周。）在空間旋轉(zhuǎn)一周。若電流頻率為若電流頻率為f（Hz），則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速），則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1=60f（r/m

18、in）。若）。若使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為四極（使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為四極（p=2），可以證明，電流變化一周期，），可以證明，電流變化一周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)半周（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)半周（180o），則），則n1=60f/2（r/min）。按類似方）。按類似方法可推得，具有法可推得，具有p對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(又稱同步轉(zhuǎn)速又稱同步轉(zhuǎn)速)為為 n1=60f/p (r/min) 由上式可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速由上式可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1取決于電源頻率取決于電源頻率f和電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)的磁極對(duì)數(shù)p。中國(guó)工頻中國(guó)工頻f=50Hz，于是得出不同磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)，于是得出不同磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速如下頁(yè)表

19、所示。磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速如下頁(yè)表所示。4.2 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 磁極對(duì)數(shù)p123456旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1300015001000750600500 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向與通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流相序一致。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向與通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流相序一致。若要使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，只需把三根電源線中的任意兩根對(duì)若要使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，只需把三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)即可。如若將調(diào)即可。如若將U、W對(duì)調(diào)，則對(duì)調(diào)，則U1U2繞組通入繞組通入iC相電流，相電流，W1W2繞組通入繞組通入iA相電流，即改變了通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的相電流，即改變了通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的三相電流相序，可以作圖證明，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與原

20、來(lái)旋轉(zhuǎn)方向三相電流相序，可以作圖證明，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與原來(lái)旋轉(zhuǎn)方向相反。相反。 不同磁極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速不同磁極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 4.2 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 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速n1順順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體逆時(shí)針?lè)较蚯懈顒?dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體逆時(shí)針?lè)较蚯懈畲帕€，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流，用右手定則判定其方應(yīng)電流，用右手定則判定其方向。有電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)向。有電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，用磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，用左手定則判定轉(zhuǎn)子受力的方向。左手定則判定轉(zhuǎn)子受力的

21、方向。二、二、 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理及轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理及轉(zhuǎn)差率 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子能在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的原理可用下異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子能在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的原理可用下圖來(lái)說(shuō)明。圖來(lái)說(shuō)明。 異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理4.2 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 電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1同方向，不難理同方向，不難理解，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速解，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2不可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速n1（若（若n2=n1，轉(zhuǎn)子和

22、旋，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不再切割磁力線，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不再切割磁力線，轉(zhuǎn)子所受電磁力子所受電磁力F=0），有），有n1n2，故稱為異步電動(dòng)機(jī)，故稱為異步電動(dòng)機(jī)。 通常把同步轉(zhuǎn)速通常把同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2的差值與同步轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速n1之比之比稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用s表示。即表示。即 s=(n1n2)/n1 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s是描繪異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的重要參數(shù)。是描繪異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的重要參數(shù)。4.2 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 電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)瞬間,n2=0,s=1,轉(zhuǎn)

23、差率最大轉(zhuǎn)差率最大;空載運(yùn)行時(shí)空載運(yùn)行時(shí);轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速子轉(zhuǎn)速n2接近于同步轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速n1,轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s最小最小?？梢?jiàn)。可見(jiàn),轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s反映了反映了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速差異的程度，即電動(dòng)機(jī)的異步程度。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速差異的程度，即電動(dòng)機(jī)的異步程度。 例如例如,Y-160M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)型三相異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)nN=1460(r/min),其同步轉(zhuǎn)速其同步轉(zhuǎn)速n1=1500(r/min),則額定轉(zhuǎn)差率則額定轉(zhuǎn)差率sN=(n1nN)/n1=0.027。一般情況下，異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)差率一般情況下，異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)差率sN=0.020.06。當(dāng)三相。當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)異

24、步電動(dòng)機(jī)空載時(shí),由于電動(dòng)機(jī)只需克服摩擦阻力和空氣阻力由于電動(dòng)機(jī)只需克服摩擦阻力和空氣阻力,故轉(zhuǎn)速故轉(zhuǎn)速n2很接近同步轉(zhuǎn)速很接近同步轉(zhuǎn)速n1,轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s很小很小,一般約為一般約為0.0040.007。4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 為了全面地了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作情況，需要弄清楚為了全面地了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作情況，需要弄清楚一個(gè)重要的物理量一個(gè)重要的物理量電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩，下面討論相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題。，下面討論相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題。一、一、 電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2的關(guān)系曲線稱為

25、電動(dòng)的關(guān)系曲線稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線，見(jiàn)右圖。機(jī)的機(jī)械特性曲線，見(jiàn)右圖。圖中，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩圖中，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩；額定轉(zhuǎn)矩時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩；額定轉(zhuǎn)矩TN為電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)為電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩；最大轉(zhuǎn)矩矩；最大轉(zhuǎn)矩Tm為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中具有的最大電磁轉(zhuǎn)矩。具有的最大電磁轉(zhuǎn)矩。BDn2nN三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線Tst0(2%6%)n1n1TNTATmC4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 1. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于負(fù)載阻力矩大于負(fù)載阻力矩TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)旋

26、時(shí)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，并在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下逐漸加速，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)起來(lái)，并在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下逐漸加速，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩隨隨n2的增加逐漸增大（沿曲線的增加逐漸增大（沿曲線DC段上升），一直增大到最段上升），一直增大到最大轉(zhuǎn)矩大轉(zhuǎn)矩Tm。而后，隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增大，電磁轉(zhuǎn)矩反而逐。而后，隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增大，電磁轉(zhuǎn)矩反而逐漸減?。ㄑ厍€漸減?。ㄑ厍€CA段下降），最終當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載阻段下降），最終當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載阻力矩力矩TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)就以某一轉(zhuǎn)速勻速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。時(shí)，電動(dòng)機(jī)就以某一轉(zhuǎn)速勻速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。2. 異步電動(dòng)機(jī)一經(jīng)異步電動(dòng)機(jī)一經(jīng)啟動(dòng)啟動(dòng)很快就進(jìn)入機(jī)械特性曲線的很快就進(jìn)入機(jī)械特性曲線的AC段，段，并

27、在其某一點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)并在其某一點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)AC段工作時(shí)若負(fù)載加重，段工作時(shí)若負(fù)載加重，負(fù)載阻力矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有所下降，但負(fù)載阻力矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有所下降，但與此同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的下降而增大，從而與負(fù)載阻與此同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的下降而增大，從而與負(fù)載阻4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 力矩達(dá)到新的平衡，使電動(dòng)機(jī)以比原來(lái)稍低的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)力矩達(dá)到新的平衡，使電動(dòng)機(jī)以比原來(lái)稍低的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。若負(fù)載的阻力矩超過(guò)了最大電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)。若負(fù)載的阻力矩超過(guò)了最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm，負(fù)載阻力矩，負(fù)載阻力矩則會(huì)一直大于電磁轉(zhuǎn)矩（則會(huì)一直大于電磁轉(zhuǎn)

28、矩（TLT），再也不存在一個(gè)新的平），再也不存在一個(gè)新的平衡點(diǎn)使衡點(diǎn)使T=TL，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將會(huì)很快下降直到停止，處于，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將會(huì)很快下降直到停止，處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。堵轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流可達(dá)到額定值的堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。堵轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流可達(dá)到額定值的47倍，時(shí)間梢長(zhǎng)將損壞電動(dòng)機(jī)。倍，時(shí)間梢長(zhǎng)將損壞電動(dòng)機(jī)。3. 機(jī)械特性曲線中機(jī)械特性曲線中AC段為異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。從空段為異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。從空載（對(duì)應(yīng)曲線上載（對(duì)應(yīng)曲線上A點(diǎn)，轉(zhuǎn)速點(diǎn)，轉(zhuǎn)速n1）到滿載（對(duì)應(yīng)曲線上）到滿載（對(duì)應(yīng)曲線上B點(diǎn)，點(diǎn)，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nN）轉(zhuǎn)速下降很少，僅為額定轉(zhuǎn)速的）轉(zhuǎn)速下降很少，僅為額定轉(zhuǎn)速的2%6%。只

29、要。只要 4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 負(fù)載阻力矩介于負(fù)載阻力矩介于AC區(qū)間內(nèi)，均可以找到平衡點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。區(qū)間內(nèi)，均可以找到平衡點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。因此因此AC段也稱為異步電動(dòng)機(jī)的硬機(jī)械特性段也稱為異步電動(dòng)機(jī)的硬機(jī)械特性，這種特性適合，這種特性適合于大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)拖動(dòng)的要求。于大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)拖動(dòng)的要求。4. 過(guò)載能力與啟動(dòng)能力過(guò)載能力與啟動(dòng)能力 電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)與額定轉(zhuǎn)矩矩TN之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，一般電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力約之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，一般電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力約為為1.92.2。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與額定

30、轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩TN之比稱為電之比稱為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力，一般電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力約為動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力，一般電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力約為1.72.2。二、電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系二、電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系 由于用電負(fù)荷的變化，電網(wǎng)電壓往往會(huì)發(fā)生波動(dòng)。而電由于用電負(fù)荷的變化，電網(wǎng)電壓往往會(huì)發(fā)生波動(dòng)。而電4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)電壓很敏感，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)，將引起動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)電壓很敏感，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)，將引起電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T大幅度降低。大幅度降低。 可以證明，電磁轉(zhuǎn)矩可以證明，電磁轉(zhuǎn)矩T與電動(dòng)機(jī)定子繞組上所加電壓與電動(dòng)機(jī)定子繞組上所加電壓U的的平方成正比，

31、即平方成正比，即 TU2 右圖是電源電壓變化右圖是電源電壓變化時(shí)的機(jī)械特性曲線。圖中時(shí)的機(jī)械特性曲線。圖中畫(huà)出了幾條不同電壓時(shí)的畫(huà)出了幾條不同電壓時(shí)的機(jī)械特性曲線。機(jī)械特性曲線。n2電源電壓變化時(shí)的機(jī)械特性曲線電源電壓變化時(shí)的機(jī)械特性曲線U20U1U2U3TU3U14.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的阻力矩當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的阻力矩TL一定時(shí)，由于電壓降低，電一定時(shí)，由于電壓降低，電磁轉(zhuǎn)矩磁轉(zhuǎn)矩T下降，將使電動(dòng)機(jī)有可能帶不動(dòng)原有的負(fù)載，于是下降，將使電動(dòng)機(jī)有可能帶不動(dòng)原有的負(fù)載，于是轉(zhuǎn)速下降，電流增大。如果電壓下降過(guò)多，以致最大轉(zhuǎn)矩也轉(zhuǎn)速下降，電流增大。如果電壓下

32、降過(guò)多，以致最大轉(zhuǎn)矩也低于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，則電動(dòng)機(jī)會(huì)被迫停轉(zhuǎn)，時(shí)間稍長(zhǎng)，電低于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，則電動(dòng)機(jī)會(huì)被迫停轉(zhuǎn)，時(shí)間稍長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)會(huì)因過(guò)熱而損壞。動(dòng)機(jī)會(huì)因過(guò)熱而損壞。三、輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率的關(guān)系三、輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率的關(guān)系 若電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩為若電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩為T(mén)2，軸上輸出，軸上輸出的機(jī)械功率為的機(jī)械功率為P2，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n2，則由力學(xué)知識(shí)可知，則由力學(xué)知識(shí)可知 T2=9550P2/n24.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，有電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，有 TN=9550PN/nN 式中，式中，TN為電動(dòng)機(jī)

33、輸出的額定轉(zhuǎn)矩，單位為為電動(dòng)機(jī)輸出的額定轉(zhuǎn)矩，單位為Nm（牛頓（牛頓米）；米）；PN為電動(dòng)機(jī)輸出的額定功率，單位為為電動(dòng)機(jī)輸出的額定功率，單位為kW（千瓦）；（千瓦）；nN為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位為為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位為r/min（轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)/分鐘）。分鐘）?！纠纠?-1】已知某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率】已知某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率PN=4kW，額定，額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nN=1440r/min，試求額定轉(zhuǎn)矩，試求額定轉(zhuǎn)矩TN、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst、最大轉(zhuǎn)、最大轉(zhuǎn)矩矩Tm（過(guò)載能力為（過(guò)載能力為2.2，啟動(dòng)能力為，啟動(dòng)能力為1.8）。若電動(dòng)機(jī)滿載運(yùn)）。若電動(dòng)機(jī)滿載運(yùn)行，定子繞組上電壓下降行，定

34、子繞組上電壓下降20%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否繼續(xù)旋轉(zhuǎn)？能時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否繼續(xù)旋轉(zhuǎn)？能否在此狀態(tài)下滿載啟動(dòng)？否在此狀態(tài)下滿載啟動(dòng)？4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 【解】【解】 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN=9550(PN/nN)=9550(4/1440)=26.5Nm 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst =1.8TN=1.826.5=47.8Nm 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Tm=2.2TN=2.226.5=58.4Nm 當(dāng)電壓降低當(dāng)電壓降低20%時(shí)，根據(jù)時(shí)，根據(jù)TU2，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、 最大轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩為 Tst =0.82Tst=0.64Tst=0.6447.8=30.6Nm Tm=0.

35、82Tm=0.64Tm=0.6458.4=37.4Nm 滿載運(yùn)行時(shí)，因?yàn)闈M載運(yùn)行時(shí)，因?yàn)門(mén)L=TN=26.5Nm Tm，所以降壓后，所以降壓后 能在新的平衡點(diǎn)以新的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行。能在新的平衡點(diǎn)以新的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行。 滿載啟動(dòng)時(shí)，因?yàn)闈M載啟動(dòng)時(shí)，因?yàn)門(mén)L=TN=26.5Nm 1，故電動(dòng)機(jī)降壓故電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)，定子繞啟動(dòng)，定子繞組電流較全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)減小，組電流較全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)減小，反映到原邊電路，輸電線路反映到原邊電路，輸電線路上的電流將更小一些。上的電流將更小一些。L1FUM3L2L3SA2SA1全壓運(yùn)行降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的

36、啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢后，將待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢后，將SA2切換到全壓運(yùn)行位置上，電動(dòng)切換到全壓運(yùn)行位置上，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。機(jī)正常運(yùn)行。該方法一般適用于容量較大的籠式異步電動(dòng)機(jī)。該方法一般適用于容量較大的籠式異步電動(dòng)機(jī)。（3）星形（）星形（Y）三角形（三角形（）降壓?jiǎn)?dòng)）降壓?jiǎn)?dòng) 如下頁(yè)圖所示。正常工作時(shí)定子繞組三角形連接的電動(dòng)如下頁(yè)圖所示。正常工作時(shí)定子繞組三角形連接的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)可先換接成星形。啟動(dòng)時(shí)，將開(kāi)關(guān)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)可先換接成星形。啟動(dòng)時(shí)，將開(kāi)關(guān)SA1閉合，閉合，SA2置置于于Y形連接的位置上，電動(dòng)機(jī)定子繞組星形連接降壓?jiǎn)?dòng)。待形連接的位置上，電動(dòng)機(jī)定子繞組星形連接降壓?jiǎn)?dòng)。待

37、啟動(dòng)完畢后，再將開(kāi)關(guān)啟動(dòng)完畢后，再將開(kāi)關(guān)SA2切換到三角形連接的位置上，電動(dòng)切換到三角形連接的位置上，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。這種降壓?jiǎn)?dòng)，由于電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓降機(jī)正常運(yùn)行。這種降壓?jiǎn)?dòng)，由于電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓降為額定值的為額定值的 ，使得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)電流均為三角形，使得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)電流均為三角形1/ 34.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) YW2V2U2W1V1U1L1FUL2L3SA2SA1連接時(shí)的連接時(shí)的1/3。 這種方法適合于這種方法適合于電動(dòng)機(jī)輕載或空載電動(dòng)機(jī)輕載或空載啟動(dòng)。啟動(dòng)。 Y-換接降壓?jiǎn)?dòng)換接降壓?jiǎn)?dòng) 4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、

38、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 二、二、 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 調(diào)速是指人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)調(diào)速是指人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)n1=60f/p可知，可知，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法如下。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法如下。1. 變極（變極（p）調(diào)速）調(diào)速 這種方法是將定子繞組的接線端引出，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)改這種方法是將定子繞組的接線端引出，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)改變繞組接法，以改變磁極對(duì)數(shù)，構(gòu)成多速電動(dòng)機(jī)。用得最多變繞組接法，以改變磁極對(duì)數(shù)，構(gòu)成多速電動(dòng)機(jī)。用得最多的是雙速電動(dòng)機(jī)，也有三速或四速的電動(dòng)機(jī)。其產(chǎn)品為的是雙速電動(dòng)機(jī)，也有三速或四速的電動(dòng)機(jī)。其產(chǎn)品為YD系列。通常有系列。

39、通常有4/2極、極、6/4極、極、8/4極、極、8/6極、極、12/6極。也有極。也有6/4/2極、極、8/4/2極、極、8/6/4極，還有極，還有12/8/6/4極等多種產(chǎn)品。這極等多種產(chǎn)品。這種調(diào)速是步極式的調(diào)速方法。種調(diào)速是步極式的調(diào)速方法。4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 2. 變頻（變頻（f）調(diào)速）調(diào)速U可調(diào)+U變頻調(diào)速方框圖變頻調(diào)速方框圖350Hz可 控整流器f可調(diào)M3逆變 器這種調(diào)速是通過(guò)改變異步電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種調(diào)速是通過(guò)改變異步電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上圖是變頻調(diào)速的方框圖。可控整流器先將上圖是變頻調(diào)速的方框圖。可

40、控整流器先將50Hz的交流電的交流電變換成電壓可調(diào)的直流電，再由逆變器將直流電變換成頻變換成電壓可調(diào)的直流電，再由逆變器將直流電變換成頻率可調(diào)的三相交流電，從而實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)率可調(diào)的三相交流電，從而實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。近年來(lái)，電力半導(dǎo)體器件的成本在不斷降低，可靠性速。近年來(lái)，電力半導(dǎo)體器件的成本在不斷降低，可靠性在不斷增強(qiáng)，這種調(diào)速方法得到了越來(lái)越廣泛的使用。在不斷增強(qiáng)，這種調(diào)速方法得到了越來(lái)越廣泛的使用。4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 4. 變壓調(diào)速變壓調(diào)速 這種調(diào)速方法是用電抗器或自耦變壓器來(lái)降低定子繞組上這種調(diào)速方法是用電抗

41、器或自耦變壓器來(lái)降低定子繞組上所承受的電壓，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)矩，獲得一定的調(diào)速范圍。所承受的電壓，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)矩，獲得一定的調(diào)速范圍。這種這種方法常用于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類等負(fù)載。家用電器中的風(fēng)扇就是方法常用于拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類等負(fù)載。家用電器中的風(fēng)扇就是用這種方法調(diào)速的。用這種方法調(diào)速的。三、三、 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) 電動(dòng)機(jī)電源斷開(kāi)后，由于慣性作用，尚需一段時(shí)間才能電動(dòng)機(jī)電源斷開(kāi)后，由于慣性作用，尚需一段時(shí)間才能完全停下來(lái)。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)能夠準(zhǔn)確停位和完全停下來(lái)。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)能夠準(zhǔn)確停位和迅速停車，以提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)安全。迅速停車，以提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)

42、安全。在電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)在電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)電源后，采用一定措施使電動(dòng)機(jī)停下來(lái)稱為電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。電源后，采用一定措施使電動(dòng)機(jī)停下來(lái)稱為電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 制動(dòng)的方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種制動(dòng)的方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種,在此介紹電氣制動(dòng)在此介紹電氣制動(dòng).常用的電氣制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)等。常用的電氣制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、回饋制動(dòng)等。1. 能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng)的原理如下圖所示。能耗制動(dòng)的原理如下圖所示。L1+M3L2L3n1=0Fn2當(dāng)切斷三相電源時(shí)，接通直流當(dāng)切斷三相電源時(shí)，接通直流電源，直流電流通過(guò)定子繞

43、組電源，直流電流通過(guò)定子繞組產(chǎn)生固定不動(dòng)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子電產(chǎn)生固定不動(dòng)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子電流與直流電流固定磁場(chǎng)相互作流與直流電流固定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反用產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 這種方法是把電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽脑谶@種方法是把電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，消耗在制?dòng)器電阻上，故稱為能耗制動(dòng)。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小與直流電制動(dòng)器電阻上，故稱為能耗制動(dòng)。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)，制動(dòng)電流一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的流的大小有關(guān)，制動(dòng)電流一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的0.51倍。倍

44、。能耗制動(dòng)能量消耗小，制動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，但需要直流電源。能耗制動(dòng)能量消耗小，制動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，但需要直流電源。2. 反接制動(dòng)反接制動(dòng) 反接制動(dòng)的原理如下頁(yè)圖所示。在電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，將接反接制動(dòng)的原理如下頁(yè)圖所示。在電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，將接至定子電源線中的任意兩相反接，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)至定子電源線中的任意兩相反接，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。生與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 應(yīng)特別指出的是，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)利用某種控制電應(yīng)特別指出的是，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)利用某種控制電路將電源自動(dòng)切斷，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。路將電源自動(dòng)切斷，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。4.4 三相

45、異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 反接制動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大，因而電流較大，對(duì)功大，因而電流較大，對(duì)功率較大的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)應(yīng)率較大的電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)應(yīng)考慮限流?？紤]限流。 反接制動(dòng)方法簡(jiǎn)單、效反接制動(dòng)方法簡(jiǎn)單、效果較好，但能量消耗較大。果較好，但能量消耗較大。L1M3L2L3n1Fn23. 回回饋制動(dòng)饋制動(dòng) 如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的位能性負(fù)載下落時(shí)，電動(dòng)機(jī)反而被負(fù)如果電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的位能性負(fù)載下落時(shí)，電動(dòng)機(jī)反而被負(fù)載拖動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組如果通電產(chǎn)載拖動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組如果通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)且轉(zhuǎn)速為生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)且轉(zhuǎn)速為n

46、1，當(dāng)負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，當(dāng)負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2超過(guò)同步轉(zhuǎn)速超過(guò)同步轉(zhuǎn)速n1時(shí)，電動(dòng)時(shí)，電動(dòng)4.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將受到反方向的作用力，如右下圖所示。機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將受到反方向的作用力，如右下圖所示。 n1NMSFn2n2Fn2n1 回饋制動(dòng) 此時(shí)的重物將不致因自由下此時(shí)的重物將不致因自由下落不斷加速造成危險(xiǎn)，而在制動(dòng)落不斷加速造成危險(xiǎn)，而在制動(dòng)力的作用下勻速下落，使重物能力的作用下勻速下落，使重物能平穩(wěn)地放下。這種制動(dòng)方法常在平穩(wěn)地放下。這種制動(dòng)方法常在起重、運(yùn)輸設(shè)備中被應(yīng)用。起重、運(yùn)輸設(shè)備中被應(yīng)用。 在上述制動(dòng)狀態(tài)

47、下，電在上述制動(dòng)狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流將反相，與之相應(yīng)定子繞組中電流也要反相，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流將反相，與之相應(yīng)定子繞組中電流也要反相，電動(dòng)機(jī)成為被下落的重物拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的能量回饋給電源，動(dòng)機(jī)成為被下落的重物拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生的能量回饋給電源，故稱為回饋制動(dòng)。故稱為回饋制動(dòng)。4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 單相異步電動(dòng)機(jī)是由單相電源供電的小功率電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)是由單相電源供電的小功率電動(dòng)機(jī)。日日常生活中的電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、攪拌機(jī)、抽排油煙機(jī)常生活中的電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、攪拌機(jī)、抽排油煙機(jī)等均采用單相異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力。等均采用單相異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力。 由于單相異步電動(dòng)機(jī)繞組

48、通過(guò)單相交變電流，若電動(dòng)機(jī)由于單相異步電動(dòng)機(jī)繞組通過(guò)單相交變電流，若電動(dòng)機(jī)定子鐵心上只有單相繞組，所產(chǎn)生的磁通是交變脈動(dòng)磁通，定子鐵心上只有單相繞組，所產(chǎn)生的磁通是交變脈動(dòng)磁通，它的軸線在空間上是固定不變的，這樣的磁通是不可能使轉(zhuǎn)它的軸線在空間上是固定不變的，這樣的磁通是不可能使轉(zhuǎn)子啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)的。因此必須采用另外的啟動(dòng)措施。下面介紹兩子啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)的。因此必須采用另外的啟動(dòng)措施。下面介紹兩種常用的籠式單相異步電動(dòng)機(jī)。種常用的籠式單相異步電動(dòng)機(jī)。4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)一、一、 電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)U2U1i1i2u+CFU籠式轉(zhuǎn)子V2V1SA1 右下圖為電容分

49、相式單相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路。其定子右下圖為電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路。其定子具有兩個(gè)繞組具有兩個(gè)繞組U1U2、V1V2，它們?cè)诳臻g互差，它們?cè)诳臻g互差90o。其中。其中U1U2稱稱為工作繞組，流過(guò)的電流為為工作繞組，流過(guò)的電流為i2；V1V2繞組中串有電容器，稱為繞組中串有電容器，稱為啟動(dòng)繞組，流過(guò)的電流為啟動(dòng)繞組，流過(guò)的電流為i1。兩個(gè)繞組接在同一單相交流電源。兩個(gè)繞組接在同一單相交流電源上。適當(dāng)選擇電容器上。適當(dāng)選擇電容器C的容量，可的容量，可使兩個(gè)繞組中的電流使兩個(gè)繞組中的電流 i1、i2 相位差相位差為為90o，這樣在空間上互成，這樣在空間上互成90o的兩的兩相繞組通入互差相

50、繞組通入互差90o的兩相交流電，的兩相交流電，便產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如下頁(yè)圖所示。便產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如下頁(yè)圖所示。4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)互差互差90o的兩相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的兩相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)2u+C1SA1SA2 在在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，有的單相異步電動(dòng)機(jī)不采用電容分相，而是采用在向旋轉(zhuǎn)，有的單相異步電動(dòng)機(jī)不采用電容分相，而是采用在啟動(dòng)繞組中串入電阻的方法，使得兩相繞組中的電流在相位啟動(dòng)繞組中串入電阻的方法，使得兩相繞組中的電流在相位上存在一定的電角度，也可

51、以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。上存在一定的電角度，也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 電容分相式異步電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的方法是通過(guò)切換開(kāi)關(guān)電容分相式異步電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向的方法是通過(guò)切換開(kāi)關(guān)把電容器改接到另一個(gè)繞組上，把電容器改接到另一個(gè)繞組上，或?qū)⑷我焕@組的首末端互換?；?qū)⑷我焕@組的首末端互換。右圖表示通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)右圖表示通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1改變轉(zhuǎn)向的電路圖。改變轉(zhuǎn)向的電路圖。4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)二、二、 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī) 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)子仍為鼠罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)子仍為鼠籠式，如右下圖所示。在定子磁極上開(kāi)一個(gè)槽，將磁柱分成籠式，如右下圖所

52、示。在定子磁極上開(kāi)一個(gè)槽，將磁柱分成兩部分，在較小的磁極上套一個(gè)短路銅環(huán)，稱為罩極。在磁兩部分，在較小的磁極上套一個(gè)短路銅環(huán)，稱為罩極。在磁極上繞有單相繞組，當(dāng)通入極上繞有單相繞組，當(dāng)通入單相交流電時(shí)，鐵心中便產(chǎn)單相交流電時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通。在交變磁通的生交變磁通。在交變磁通的作用下，銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電作用下，銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律可知，感應(yīng)流。由楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙原來(lái)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙原來(lái)4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)的變化，使罩極穿過(guò)的磁通滯后于未罩銅環(huán)部分穿過(guò)的磁場(chǎng)的變化，使罩極穿過(guò)的磁通滯后于未罩銅環(huán)部分穿過(guò)的磁通，如同磁通總是從未罩部分向罩

53、極移動(dòng)?？傮w上看，好磁通，如同磁通總是從未罩部分向罩極移動(dòng)?？傮w上看，好像磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)，從而獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。下圖表示電流變化半周像磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)，從而獲得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。下圖表示電流變化半周期磁通變化的情況。期磁通變化的情況。4.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī) 罩極上的銅環(huán)是固定的，而磁場(chǎng)總是從未罩部分向罩極罩極上的銅環(huán)是固定的，而磁場(chǎng)總是從未罩部分向罩極移動(dòng)，故磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是不變的。所以，罩極式單相異步移動(dòng)，故磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是不變的。所以，罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)不能改變轉(zhuǎn)向，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較分相式單相異步電動(dòng)電動(dòng)機(jī)不能改變轉(zhuǎn)向，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，一般用在空載或輕載啟動(dòng)的臺(tái)扇、

54、排風(fēng)機(jī)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，一般用在空載或輕載啟動(dòng)的臺(tái)扇、排風(fēng)機(jī)等設(shè)備中。等設(shè)備中。4.6 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速始終與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同，這類電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速始終與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相同，這類電動(dòng)機(jī)稱為同步電動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)稱為同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)主要分三相同步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)主要分三相同步電動(dòng)機(jī)和微型同步電動(dòng)機(jī)兩類。微型同步電動(dòng)機(jī)兩類。一、一、 三相同步電動(dòng)機(jī)三相同步電動(dòng)機(jī) 三相同步電動(dòng)機(jī)也分為定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。其定子與三三相同步電動(dòng)機(jī)也分為定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。其定子與三相異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)完全相同，也是由機(jī)座、定子鐵心、相異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)完全相同，也是由機(jī)座、定子鐵心、

55、定子三相繞組等組成。三相繞組也可以接成星形或三角形。定子三相繞組等組成。三相繞組也可以接成星形或三角形。通入三相交流電后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通入三相交流電后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通常由凸出的磁極上裝有直流勵(lì)磁三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通常由凸出的磁極上裝有直流勵(lì)磁繞組，下頁(yè)圖（繞組，下頁(yè)圖（a）為三相同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。）為三相同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。4.6 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)W2+W1V2V1U1U2un2=n1n1NSSNn2（a） （b） 當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流電時(shí)，便產(chǎn)生恒定的磁極，該磁當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中通入直流電時(shí)，便產(chǎn)生恒定的磁極，該磁極被定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸住并拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)

56、速旋轉(zhuǎn)。上圖（極被定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸住并拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。上圖（b）為三相同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理圖。為了保證轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)速度為三相同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理圖。為了保證轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)速度相同，轉(zhuǎn)子磁極與定子旋轉(zhuǎn)磁極對(duì)數(shù)必須相等。相同，轉(zhuǎn)子磁極與定子旋轉(zhuǎn)磁極對(duì)數(shù)必須相等。4.6 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī) 三相同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式：異步啟動(dòng)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。即轉(zhuǎn)三相同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式：異步啟動(dòng)，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。即轉(zhuǎn)子邊沿安裝許多類似籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子子邊沿安裝許多類似籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條，如右圖所示。啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的的導(dǎo)條，如右圖所示。啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的直流勵(lì)磁繞組不通電，使轉(zhuǎn)子先異步啟動(dòng)，直流勵(lì)磁繞組不通電，使轉(zhuǎn)子

57、先異步啟動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再通入直流當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，再通入直流勵(lì)磁電流，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)立即吸住轉(zhuǎn)子同勵(lì)磁電流，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)立即吸住轉(zhuǎn)子同步運(yùn)轉(zhuǎn)。步運(yùn)轉(zhuǎn)。 三相同步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中有以下特點(diǎn)。三相同步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中有以下特點(diǎn)。 1. 恒速性恒速性4.6 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī) 只要同步電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩不超過(guò)允許值，其轉(zhuǎn)速只要同步電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩不超過(guò)允許值，其轉(zhuǎn)速總是等于同步轉(zhuǎn)速。所以同步電動(dòng)機(jī)常用于拖動(dòng)要求恒速的總是等于同步轉(zhuǎn)速。所以同步電動(dòng)機(jī)常用于拖動(dòng)要求恒速的生產(chǎn)機(jī)械，例如合成氨廠的壓縮機(jī)、水泵、碎石機(jī)等。生產(chǎn)機(jī)械，例如合成氨廠的壓縮機(jī)、水泵、碎石機(jī)等。2. 功

58、率因數(shù)可調(diào)性功率因數(shù)可調(diào)性 同步電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)來(lái)改變電動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)本身的功率因數(shù)。當(dāng)機(jī)本身的功率因數(shù)。當(dāng)cos=1時(shí)，電動(dòng)機(jī)呈電阻性，相當(dāng)于時(shí)，電動(dòng)機(jī)呈電阻性，相當(dāng)于純電阻性負(fù)載，此狀態(tài)稱準(zhǔn)勵(lì)磁狀態(tài)；當(dāng)減小勵(lì)磁電流，可純電阻性負(fù)載，此狀態(tài)稱準(zhǔn)勵(lì)磁狀態(tài)；當(dāng)減小勵(lì)磁電流，可使電動(dòng)機(jī)呈感性，相當(dāng)于感性負(fù)載，此狀態(tài)稱欠勵(lì)磁狀態(tài)；使電動(dòng)機(jī)呈感性，相當(dāng)于感性負(fù)載，此狀態(tài)稱欠勵(lì)磁狀態(tài)；當(dāng)增大勵(lì)磁電流，可使電動(dòng)機(jī)呈容性，相當(dāng)于容性負(fù)載，此當(dāng)增大勵(lì)磁電流，可使電動(dòng)機(jī)呈容性，相當(dāng)于容性負(fù)載，此4.6 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)狀態(tài)稱過(guò)勵(lì)磁狀態(tài)。利用三相同步電動(dòng)

59、機(jī)可將自身轉(zhuǎn)變?yōu)槿轄顟B(tài)稱過(guò)勵(lì)磁狀態(tài)。利用三相同步電動(dòng)機(jī)可將自身轉(zhuǎn)變?yōu)槿菪载?fù)載這一特點(diǎn)，在電網(wǎng)中，可和電容器一樣起到提高功率性負(fù)載這一特點(diǎn)，在電網(wǎng)中，可和電容器一樣起到提高功率因數(shù)的作用。在工廠中，功率較大的電動(dòng)機(jī)常使用同步電動(dòng)因數(shù)的作用。在工廠中，功率較大的電動(dòng)機(jī)常使用同步電動(dòng)機(jī)，以改善全廠的功率因數(shù)。機(jī)，以改善全廠的功率因數(shù)。 三相同步電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)相比較，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，三相同步電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)相比較，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，需交、直流電源供電，且不能調(diào)速，作為動(dòng)力機(jī)價(jià)格較貴，需交、直流電源供電，且不能調(diào)速，作為動(dòng)力機(jī)械使用受到一定的限制，但可以作為同步補(bǔ)償機(jī)使用，使其械使用受到一定的

60、限制，但可以作為同步補(bǔ)償機(jī)使用，使其空載運(yùn)行，向電網(wǎng)輸送無(wú)功電流，提高功率因數(shù)?？蛰d運(yùn)行，向電網(wǎng)輸送無(wú)功電流，提高功率因數(shù)。二、二、 微型同步電動(dòng)機(jī)微型同步電動(dòng)機(jī)4.6 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī) 微型同步電動(dòng)機(jī)是一種不需外加直流電源的小容量單相微型同步電動(dòng)機(jī)是一種不需外加直流電源的小容量單相同步電動(dòng)機(jī)。所使用的是單相交流電源。具有體積小、結(jié)構(gòu)同步電動(dòng)機(jī)。所使用的是單相交流電源。具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及轉(zhuǎn)速恒定等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化裝置、簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及轉(zhuǎn)速恒定等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化裝置、記錄儀器、錄音機(jī)、電影機(jī)設(shè)備中。記錄儀器、錄音機(jī)、電影機(jī)設(shè)備中。 微型同步電動(dòng)機(jī)的定子單相異步電動(dòng)機(jī)