第7章 交流電動(dòng)機(jī)

1、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)動(dòng)原理三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性8.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與控制三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與控制8.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇與使用三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇與使用8.5 單相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)8.6 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)機(jī)的分類：、電動(dòng)機(jī)的分類：電機(jī)按能量轉(zhuǎn)換分電機(jī)按能量轉(zhuǎn)換分: 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)）發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)）直流電機(jī)直流電機(jī)交流電機(jī)交流電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)異步機(jī)異步機(jī)同步機(jī)同步機(jī)三相三相單相單相電動(dòng)機(jī)概述電動(dòng)機(jī)概述電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能?，F(xiàn)代各種電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)

2、械能?，F(xiàn)代各種生產(chǎn)機(jī)械都廣泛應(yīng)用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。生產(chǎn)機(jī)械都廣泛應(yīng)用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。他勵(lì)他勵(lì)并勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)常用于功率不大的電動(dòng)工具和某些家用電器中。 用在需要均勻調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械上，如龍門刨床、軋鋼機(jī)及某些重型機(jī)床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及某些電力牽引和起重設(shè)備中。 直流電機(jī)直流電機(jī)交流電機(jī)交流電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)異步機(jī)異步機(jī)同步機(jī)同步機(jī)三相三相單相單相廣泛用來(lái)驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)、水泵等。 主要應(yīng)用于功率較大、不需調(diào)速、長(zhǎng)期工作的各種生產(chǎn)機(jī)械，如壓縮機(jī)、水泵、通風(fēng)機(jī)等。 2、電機(jī)的應(yīng)用：、電機(jī)的應(yīng)用：（1）電能的生產(chǎn)、傳輸和分配中的主要設(shè)備電能的生產(chǎn)

3、、傳輸和分配中的主要設(shè)備一簡(jiǎn)單供電系統(tǒng)圖一簡(jiǎn)單供電系統(tǒng)圖電廠電廠1升壓升壓Tr降壓降壓Tr用戶用戶電廠電廠2升壓升壓Tr降壓降壓Tr用戶用戶（2 2）各種生產(chǎn)機(jī)械和裝備的動(dòng)力設(shè)備各種生產(chǎn)機(jī)械和裝備的動(dòng)力設(shè)備磁懸浮列車磁懸浮列車大型車床大型車床（3 3）自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件機(jī)器人機(jī)器人3、發(fā)展方向、發(fā)展方向同步發(fā)電機(jī)定子同步發(fā)電機(jī)定子各種微電機(jī)各種微電機(jī)-大型和超小型大型和超小型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)VVWUUW1、定子、定子（1）鐵心（磁路）：）鐵心（磁路）：0.5mm相互絕緣的硅鋼片相互絕緣的硅鋼片壓疊而成。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。壓疊而成。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。（2）繞組（電路）：）繞組（電路

4、）：U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2(a) 星型連接 (b) 三角形連接U1 V1 W1W2 U2 V22 V2 W2U1 V1 W1星型連接 (b) 三角形連接U2 V2 W22、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)軸、鐵心、繞組轉(zhuǎn)軸、鐵心、繞組（1）鐵心（磁路）鐵心（磁路） ：（2）繞組）繞組 ：鼠籠式和繞線式兩種結(jié)構(gòu)。鼠籠式和繞線式兩種結(jié)構(gòu)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體。成一體。有銅條和鑄鋁兩種形式。有銅條和鑄鋁兩種形式。繞線式轉(zhuǎn)子繞組繞線式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組基本相同，與定子繞組基本相同，3個(gè)繞組的末端連接在一起

5、構(gòu)個(gè)繞組的末端連接在一起構(gòu)成星形連接，成星形連接，3個(gè)始端連接在個(gè)始端連接在3個(gè)銅集電環(huán)上，起動(dòng)個(gè)銅集電環(huán)上，起動(dòng)變阻器和調(diào)速變阻器通過(guò)電刷與集電環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組變阻器和調(diào)速變阻器通過(guò)電刷與集電環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。相連接。)120sin(2)120sin(2sin2CBAtIitIitIippp為分析方便，設(shè)三相定子繞組中每相繞組只有一個(gè)線為分析方便，設(shè)三相定子繞組中每相繞組只有一個(gè)線圈，并接成星形。圈，并接成星形。把三相定子繞組接成星形接到對(duì)稱把三相定子繞組接成星形接到對(duì)稱三相電源，定子繞組中便有對(duì)稱三相電流流過(guò)。三相電源，定子繞組中便有對(duì)稱三相電流流過(guò)。 A iA iB iC X C Z B

6、Y 設(shè)每相繞組中電流的正設(shè)每相繞組中電流的正方向是從首端流向末端。方向是從首端流向末端。電流通過(guò)各個(gè)首端或末電流通過(guò)各個(gè)首端或末端時(shí)，流入用端時(shí)，流入用 表示，表示，流出用流出用表示。表示。 t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240 A X B YY C C Z tiiAiBiCO120 240 360 A iA iB iC X C Z B Y 在通電螺旋體中在通電螺旋體中磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向和和電流方向電流方向。右手螺旋定則：右手螺旋定則：(1)(1)一般用在通電螺線管比較方便，彎曲四指指向電一般用在通電螺線管比較方便，彎曲四指指向電流方向，大拇指給出磁場(chǎng)方向。流方向，大拇指給

7、出磁場(chǎng)方向。(2)(2)導(dǎo)線兩側(cè)的磁場(chǎng)，大拇指指向電流方向，彎曲四導(dǎo)線兩側(cè)的磁場(chǎng)，大拇指指向電流方向，彎曲四指給出磁場(chǎng)方向指給出磁場(chǎng)方向 AXYCBZ 0tNS1、產(chǎn)生原理、產(chǎn)生原理tiiAiBiCO120 240 360(a) t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ可見(jiàn)，當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生可見(jiàn)，當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨著電流的交變而在空間不斷地順時(shí)的合成磁場(chǎng)是隨著電流的交變而在空間不斷地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)著，這就是針旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速同

8、步轉(zhuǎn)速n0。（1）與頻率有關(guān)）與頻率有關(guān)由圖可以看出在一對(duì)極的情況下，當(dāng)電流交變一周期由圖可以看出在一對(duì)極的情況下，當(dāng)電流交變一周期時(shí)，磁場(chǎng)恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一周。時(shí)，磁場(chǎng)恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一周。設(shè)電源頻率設(shè)電源頻率f1=50HZ，則合成磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為則合成磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為在工程上，轉(zhuǎn)速的單位習(xí)慣采用在工程上，轉(zhuǎn)速的單位習(xí)慣采用r/min，這時(shí)同步這時(shí)同步轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為: : 50r/s 10 fnr/min 6010fn 2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（2）和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)有關(guān)）和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)有關(guān)上面討論的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)磁極，即上面討論的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)磁極，即p=1時(shí)，若電時(shí)，

9、若電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不止一對(duì)磁極時(shí)，同步轉(zhuǎn)速將按比動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不止一對(duì)磁極時(shí)，同步轉(zhuǎn)速將按比例減小。例減小。ABCABCXYZ(a)ACBXYZciBiAi（b）電網(wǎng)的頻率為電網(wǎng)的頻率為50HZ，當(dāng)磁極對(duì)數(shù)改變時(shí)，同步轉(zhuǎn)速當(dāng)磁極對(duì)數(shù)改變時(shí)，同步轉(zhuǎn)速n0隨其變化。隨其變化。 磁極對(duì)數(shù)磁極對(duì)數(shù)p123456同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n03000 1500 1000 750600500r/min 6010pfn 所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0決定于電源頻率決定于電源頻率f1和磁和磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)p，因此因此 當(dāng)通入定子繞組的三相電流的相序?yàn)楫?dāng)通入定子繞組的三相電流的相序?yàn)锳-B-C時(shí)，

10、旋時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與這個(gè)順序是一致的，可見(jiàn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與這個(gè)順序是一致的，可見(jiàn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與定子繞組中的轉(zhuǎn)向與定子繞組中的電流相序電流相序有關(guān)。有關(guān)。三相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：將與電源相接的任意兩相互三相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：將與電源相接的任意兩相互換換(改變相序改變相序)3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的方當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的方向用右手定則判定。向用右手定則判定。右手定則：右手定則：伸出右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，伸出右手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，磁感線垂直穿過(guò)掌心，大拇指指向?qū)w的運(yùn)動(dòng)方向，磁感線垂直穿過(guò)掌心，

11、大拇指指向?qū)w的運(yùn)動(dòng)方向，四指指向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向四指指向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向 通電導(dǎo)體所受力的方向跟磁場(chǎng)方向、電流方向之間的通電導(dǎo)體所受力的方向跟磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系。關(guān)系。左手定則左手定則:伸開(kāi)左手伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四指垂直使大拇指跟其余四指垂直,并且都并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中把手放入磁場(chǎng)中,讓磁力線垂讓磁力線垂直穿過(guò)手心直穿過(guò)手心,并使伸開(kāi)的四指指向電流方向并使伸開(kāi)的四指指向電流方向,那么拇那么拇指方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向指方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感

12、應(yīng)出電感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流（右手定則判定）。（右手定則判定）。 no NS1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原因、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原因nFF該電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力F作用作用（F的方向用左手定則判定）。的方向用左手定則判定）。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。2、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致。而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方的方向一致。而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向和電流的相序有關(guān)，因此改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子

13、的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和電流的相序有關(guān)，因此改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以通過(guò)改變?nèi)嗬@組中的向可以通過(guò)改變?nèi)嗬@組中的電流相序電流相序來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。 電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n總是稍低于同步轉(zhuǎn)速總是稍低于同步轉(zhuǎn)速n0，因而稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)楫a(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的電，因而稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)楫a(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的電流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。%10000nnns電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，n=0，s=1，轉(zhuǎn)差率最大。，轉(zhuǎn)差率最大。異步電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，0nn0 , 0sTL時(shí)，電動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能夠起動(dòng)起

14、來(lái)，因此通常用起動(dòng)轉(zhuǎn)矩機(jī)才能夠起動(dòng)起來(lái)，因此通常用起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和額定和額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩TN的比值來(lái)說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)能力。的比值來(lái)說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)能力。 NTTstst一般為一般為12.0 a O T n n0 Tmax Tst TN nN b c N M 例：某三相異步電動(dòng)機(jī)，例：某三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=45kW，nN=2970r/min，=2.2， st=2.0。若。若TL=200Nm。問(wèn)能否帶此負(fù)載。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)NNNNN9550PnPT解：（解：（1）m145N2970459550TNTL,可以帶負(fù)載短時(shí)

15、運(yùn)行可以帶負(fù)載短時(shí)運(yùn)行（3）m290NTNststTTstTL,可以帶負(fù)載直接起動(dòng)?？梢詭ж?fù)載直接起動(dòng)。在電源電壓在電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻和轉(zhuǎn)子電阻R2一定的情況下，轉(zhuǎn)速與一定的情況下，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系轉(zhuǎn)矩的關(guān)系n=f(T)或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系，稱為電或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系，稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（mechanical characteristic）。）。 a O T n n0 Tmax Tst TN nN b c TN Tst Tmax T s sm 1 O (a) T=f(s)曲線 (b) n=f(T)曲線 研究機(jī)械特性是為了分析電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，在機(jī)研究機(jī)械特性是為了分析電動(dòng)

16、機(jī)的運(yùn)行情況，在機(jī)械特性曲線上，可分為兩個(gè)區(qū)：械特性曲線上，可分為兩個(gè)區(qū)：TL TL T n TT=TLTL TL T n T n 停車停車TL TL n0n0 三相異步電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) Y110 L4 功 率 2.2kW 頻 率 50Hz 電 壓 380V 電 流 15.4A 接 法 轉(zhuǎn) 速 1420r/min 絕緣等級(jí) B 工作方式 連續(xù) 功率因數(shù) 0.82 重量 34kg 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 出廠日期 電機(jī)廠 1 1、型號(hào)、型號(hào) 三相異步電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) Y110 L4 功 率 2.2kW 頻 率 50Hz 電 壓 380V 電 流 15.4A 接 法 轉(zhuǎn) 速 1420r/min 絕緣等級(jí) B 工作方

17、式 連續(xù) 功率因數(shù) 0.82 重量 34kg 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 出廠日期 電機(jī)廠 （1）Y：三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) （2）110：機(jī)座中心高度，單位為：機(jī)座中心高度，單位為mm。（3）L：機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)。其中機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)。其中L表示長(zhǎng)機(jī)座，表示長(zhǎng)機(jī)座，M為中為中機(jī)座，機(jī)座，S為短機(jī)座。為短機(jī)座。（4）4：磁極數(shù)，磁極數(shù)為：磁極數(shù)，磁極數(shù)為4，即，即p=2。產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱新代號(hào)新代號(hào)老代號(hào)老代號(hào)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)YJ、JO繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)YRJR、JRO防爆型異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)YBJB、JBO高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)YQJQ、JQO起重冶金用鼠籠式異步電動(dòng)

18、起重冶金用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)機(jī)YZJZ、JZO起重冶金用繞線式異步電動(dòng)起重冶金用繞線式異步電動(dòng)機(jī)機(jī)YZRJZR、JZOR電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定條件下正常工作時(shí)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定條件下正常工作時(shí)轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率（械功率（P2），稱為額定功率或容量。），稱為額定功率或容量。不等于從電源吸收的功率不等于從電源吸收的功率P1 ，兩者關(guān)系為，兩者關(guān)系為cos31NNIUP 其中其中12PP2、功率、功率電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的線電壓。電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的線電壓。有的電動(dòng)機(jī)標(biāo)有兩個(gè)電壓，如有的電動(dòng)機(jī)標(biāo)有兩個(gè)電壓，如380/220 Y/ ：線電壓：線電壓為為380V時(shí)采用時(shí)采用Y接法；當(dāng)線電

19、壓為接法；當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用時(shí)采用 接法。接法。說(shuō)明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額說(shuō)明：一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的定值的 5 。3、電壓、電壓NfU11144.4電壓波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響電壓波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響1U1I11IUsnnns02E202sEE 2I1I1Un小1U大1UTnI4、電流、電流電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)定子繞組中的線電流。電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)定子繞組中的線電流。有的電動(dòng)機(jī)標(biāo)有兩個(gè)電流，表示采用有的電動(dòng)機(jī)標(biāo)有兩個(gè)電流，表示采用和和Y形不同連形不同連接時(shí)，電源的線電流。接時(shí)，電源的線電流。5、頻率、頻率電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率。電動(dòng)機(jī)所接

20、交流電源的頻率。6、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速指額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。指額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。最常用的是四磁極的（最常用的是四磁極的（n0=1500r/min）。）。7、絕緣等級(jí)、絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容絕緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來(lái)分級(jí)的。所謂極限溫度，是指電動(dòng)許的極限溫度來(lái)分級(jí)的。所謂極限溫度，是指電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。 絕緣等級(jí)絕緣等級(jí)AEBFH極限溫度極限溫度1051201301551808、工作方式、工作方式電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)發(fā)熱條件可分為三種：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)發(fā)熱條件可分為三種：

21、S1表表示連續(xù)工作方式示連續(xù)工作方式，允許電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下連續(xù)長(zhǎng)，允許電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行；期運(yùn)行；S2表示短時(shí)工作方式表示短時(shí)工作方式，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下只能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)短時(shí)間運(yùn)行；下只能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)短時(shí)間運(yùn)行；S3表示斷續(xù)工作表示斷續(xù)工作方式方式，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下按規(guī)定周期性重復(fù)短時(shí)，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下按規(guī)定周期性重復(fù)短時(shí)運(yùn)行；運(yùn)行；9、功率因數(shù)、功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)定定子電路中的額定功率因數(shù)子電路中的額定功率因數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定狀態(tài)時(shí)約為

22、因數(shù)較低，在額定狀態(tài)時(shí)約為0.70.9，空載時(shí)只，空載時(shí)只有有0.20.3，必須正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量。，必須正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量。：U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2(a) 星型連接 (b) 三角形連接U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1星型連接 (b) 三角形連接U2 V2 W2cos31NNIUP 其中其中%10012PP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， Is

23、t/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：求：A2849230880380310453. 1)NNN3N2Ncos310 UPI 2）由由nN=1480r/min，可知可知 p=2 （四極電動(dòng)機(jī)）四極電動(dòng)機(jī)）min/r 15006011pfn013. 015001480150011Nnnns 3）mN 4 .29014804595509550NN2NnPTmN 9 .6384 .2902 . 2NmaxTTmN 8 .5514 .2909 . 1NstTTst max2nn9550maxmax2maxmaxmax2max電動(dòng)機(jī)的安裝應(yīng)遵循如下原則：（1）有大量塵埃、

24、爆炸性或腐蝕性氣體、環(huán)境溫度 40以上以及水中作業(yè)等場(chǎng)所，應(yīng)該選擇具有合適防護(hù)型式的電動(dòng)機(jī)。（2）一般場(chǎng)所安裝電動(dòng)機(jī)，要注意防止潮氣。不得已的情況下要抬高基礎(chǔ)，安裝換氣扇排潮。（3）通風(fēng)條件要良好。環(huán)境溫度過(guò)高會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的效率，甚至使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱燒毀。（4）灰塵少?；覊m會(huì)附在電動(dòng)機(jī)的線圈上，使電動(dòng)機(jī)絕緣電阻降低、冷卻效果惡化。（5）安裝地點(diǎn)要便于對(duì)電動(dòng)機(jī)的維護(hù)、檢查。電動(dòng)機(jī)的絕緣如果損壞，運(yùn)行中機(jī)殼就會(huì)帶電。電動(dòng)機(jī)的絕緣如果損壞，運(yùn)行中機(jī)殼就會(huì)帶電。一旦機(jī)殼帶電而電動(dòng)機(jī)又沒(méi)有良好的接地裝置，一旦機(jī)殼帶電而電動(dòng)機(jī)又沒(méi)有良好的接地裝置，當(dāng)操作人員接觸到機(jī)殼時(shí)，就會(huì)發(fā)生觸電事故。當(dāng)操作人員接觸到機(jī)殼

25、時(shí)，就會(huì)發(fā)生觸電事故。因此，電動(dòng)機(jī)的安裝、使用一定要有因此，電動(dòng)機(jī)的安裝、使用一定要有接地保護(hù)接地保護(hù)。在電源中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，采用保護(hù)接中性線，在電源中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，采用保護(hù)接中性線，在電動(dòng)機(jī)密集地區(qū)應(yīng)將中性線重復(fù)接地。在電動(dòng)機(jī)密集地區(qū)應(yīng)將中性線重復(fù)接地。在電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，應(yīng)采用保護(hù)接地。在電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，應(yīng)采用保護(hù)接地。 單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相交流電源供電的一種單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電動(dòng)機(jī)。常用于功率不大的電動(dòng)工具（如小容量交流電動(dòng)機(jī)。常用于功率不大的電動(dòng)工具（如電鉆、攪拌器）和眾多的家用電器（冰箱、電扇、洗電鉆、攪拌器）和眾多的家用電器（

26、冰箱、電扇、洗衣機(jī)）及醫(yī)療器械中。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維修方衣機(jī)）及醫(yī)療器械中。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維修方便等特點(diǎn)。但與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比，單相便等特點(diǎn)。但與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比，單相異步電動(dòng)機(jī)的體積較大、運(yùn)行性能較差、效率較低。異步電動(dòng)機(jī)的體積較大、運(yùn)行性能較差、效率較低。 壁扇電機(jī)壁扇電機(jī) 臺(tái)扇電機(jī)臺(tái)扇電機(jī) 轉(zhuǎn)頁(yè)扇電機(jī)轉(zhuǎn)頁(yè)扇電機(jī) 全自動(dòng)洗衣機(jī)電機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)電機(jī) 洗衣機(jī)用脫水電機(jī)洗衣機(jī)用脫水電機(jī) 在結(jié)構(gòu)上與三相籠形異步電動(dòng)機(jī)類似，一般是由定子在結(jié)構(gòu)上與三相籠形異步電動(dòng)機(jī)類似，一般是由定子和轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子大多數(shù)為鼠籠式，定子為單相的。和轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子大多數(shù)為鼠籠式，定子為單相的

27、。目前應(yīng)用最多的是電容分相的單相異步電動(dòng)機(jī)。定子目前應(yīng)用最多的是電容分相的單相異步電動(dòng)機(jī)。定子上有一個(gè)單相工作繞組和一個(gè)啟動(dòng)繞組，為了能產(chǎn)上有一個(gè)單相工作繞組和一個(gè)啟動(dòng)繞組，為了能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在啟動(dòng)繞組中還串聯(lián)了一個(gè)電容器。生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在啟動(dòng)繞組中還串聯(lián)了一個(gè)電容器。 定子繞組中通入單相正弦交流電流時(shí)，在電機(jī)中產(chǎn)生定子繞組中通入單相正弦交流電流時(shí)，在電機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的脈動(dòng)磁場(chǎng)一個(gè)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的脈動(dòng)磁場(chǎng)（脈振磁場(chǎng)）（脈振磁場(chǎng)）。= m sint1 t 0 磁場(chǎng)不是旋轉(zhuǎn)的而磁場(chǎng)不是旋轉(zhuǎn)的而是分布位置不變、是分布位置不變、強(qiáng)弱隨時(shí)間做周強(qiáng)弱隨時(shí)間做周期性變化的脈振期性變化

28、的脈振磁場(chǎng)。磁場(chǎng)。0(a)tT4T2T43T(b)定子的磁場(chǎng)分布定子的磁場(chǎng)分布脈振磁場(chǎng)的磁通總是隨電流大小和方向而變化，并且脈振磁場(chǎng)的磁通總是隨電流大小和方向而變化，并且沿著軸線方向垂直地上下變化。沿著軸線方向垂直地上下變化。電流方向如圖所示時(shí)，磁通方向垂直向下；電流方向如圖所示時(shí)，磁通方向垂直向下；電流方向與圖相反時(shí)，磁通方向垂直向上；電流方向與圖相反時(shí)，磁通方向垂直向上；它的軸線在空間是固定不動(dòng)的。它的軸線在空間是固定不動(dòng)的。 n N S 定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng) ，可用，可用正、反兩個(gè)正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成來(lái)等效。即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成來(lái)等效。即- + - m= + -=m2

29、1 t O + - + - 10 - + 在任何瞬間，在任何瞬間， 這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成， 始終等于脈始終等于脈動(dòng)磁場(chǎng)的瞬時(shí)值。轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將分別動(dòng)磁場(chǎng)的瞬時(shí)值。轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將分別在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生大小相等、在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生大小相等、 方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子上的子上的合合成轉(zhuǎn)矩為零成轉(zhuǎn)矩為零， 電動(dòng)機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩， 不能起不能起動(dòng)。動(dòng)。 t 0 45 90 135 180 235 270 315 360 + - - + + - +- -+ + - + - - + - + 但是，如果用某種方法使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子向某方向轉(zhuǎn)動(dòng)一

30、下，但是，如果用某種方法使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子向某方向轉(zhuǎn)動(dòng)一下， 那么電動(dòng)機(jī)就會(huì)沿著某方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。這就說(shuō)明此時(shí)兩那么電動(dòng)機(jī)就會(huì)沿著某方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。這就說(shuō)明此時(shí)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩不為零。其原因如下：個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩不為零。其原因如下： 若外力作用使轉(zhuǎn)子順正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向（假定為順時(shí)針）轉(zhuǎn)若外力作用使轉(zhuǎn)子順正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向（假定為順時(shí)針）轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)子和正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度變小，其轉(zhuǎn)差率動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)子和正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度變小，其轉(zhuǎn)差率s+變小變小(1)；而和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（假定為逆時(shí)針）的相對(duì)速度；而和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（假定為逆時(shí)針）的相對(duì)速度變大，轉(zhuǎn)差率變大，轉(zhuǎn)差率s-大于大于1

31、，即，即 t 0 45 90 135 180 235 270 315 360 + - - + + - +- -+ + - + - - + - + 02 s121 ss合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩s01 s22 s21 s1T起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零2T正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反反一旦轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，合成轉(zhuǎn)矩不再為零，在合成轉(zhuǎn)矩的一旦轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，合成轉(zhuǎn)矩不再為零，在合成轉(zhuǎn)矩的作用下，仍沿原來(lái)的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。作用下，仍沿原來(lái)的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。如果用外力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一下，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)如果用外力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一下，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)正向轉(zhuǎn)矩正向轉(zhuǎn)矩T正正 大于反向轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩T反反，轉(zhuǎn)子在合成轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在合成轉(zhuǎn)矩 T正正-T反反的

32、作用下，就會(huì)按順時(shí)針?lè)较虿煌５匦D(zhuǎn)。當(dāng)?shù)淖饔孟?，就?huì)按順時(shí)針?lè)较虿煌５匦D(zhuǎn)。當(dāng)然，反方向旋轉(zhuǎn)也是如此。然，反方向旋轉(zhuǎn)也是如此。由于單相異步電動(dòng)機(jī)沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此要用某種由于單相異步電動(dòng)機(jī)沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此要用某種特殊的起動(dòng)裝置。特殊的起動(dòng)裝置。TTTT10022ss單相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性tIisin211)90sin(222tIiM1Ci2i10(a) 電路圖 (b) 波形圖t i i1 i2 0 90 180 360 設(shè)每相繞組中電流的正方向是從首端流向末端。設(shè)每相繞組中電流的正方向是從首端流向末端。電流通電流通過(guò)各個(gè)首端或末端時(shí)，流入用過(guò)各個(gè)首端或末端時(shí)，流入用 表示，流出用表示，流出

33、用表示。表示。 t i i1 i2 0 90 180 360 A B X Y A B X Y A B X Y A B X Y t i i1 i2 0 45 90 180 可見(jiàn)該可見(jiàn)該磁場(chǎng)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這樣單磁場(chǎng)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。這樣單相異步電動(dòng)機(jī)就可以在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下起動(dòng)了。相異步電動(dòng)機(jī)就可以在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下起動(dòng)了。t=0 t=45 t=90 X M1Ci2i10(a) 電路圖 (b) 波形圖啟動(dòng)時(shí)，主副繞組同時(shí)作用，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同啟動(dòng)時(shí)，主副繞組同時(shí)作用，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的步轉(zhuǎn)速的75%80%時(shí)，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使副繞組時(shí)，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使副繞組

34、從電源斷開(kāi)，由主繞組單獨(dú)工作，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。從電源斷開(kāi)，由主繞組單獨(dú)工作，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。t i i1 i2 0 45 90 180 思考：如何使磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向改變呢？思考：如何使磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向改變呢？ M 1 C i2 i1 (a) 電路圖 (b) 波形圖 應(yīng)用：洗衣機(jī)應(yīng)用：洗衣機(jī) A B X Y A B X Y A B X Y t i i1 i2 0 45 90 180 t=0 t=45 t=90 X 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：罩極式單相異步電動(dòng)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)機(jī)定子鐵心做成凸極式，轉(zhuǎn)子仍為鼠籠式。在定子磁極子仍為鼠籠式。在定子磁極上開(kāi)一個(gè)槽，將磁柱分為兩上開(kāi)一個(gè)槽，將磁柱分為兩部分

35、，在較小磁極上套一個(gè)部分，在較小磁極上套一個(gè)短路銅環(huán)，稱為罩極。短路銅環(huán)，稱為罩極。 在磁極上繞有單相繞組，通入單相交流電，鐵心中便在磁極上繞有單相繞組，通入單相交流電，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于短路環(huán)中產(chǎn)生交變磁通，銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的阻礙作用，感應(yīng)電流的阻礙作用，使得套有短路環(huán)部分和沒(méi)有短使得套有短路環(huán)部分和沒(méi)有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)。 不能。因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用，有短路環(huán)部分不能。因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用，有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通總是會(huì)滯后沒(méi)有短路

36、環(huán)部分的磁通產(chǎn)生的磁通總是會(huì)滯后沒(méi)有短路環(huán)部分的磁通 。應(yīng)用：電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)等應(yīng)用：電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)等 罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)能改變轉(zhuǎn)向嗎？罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)能改變轉(zhuǎn)向嗎？三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若其中一相和電三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若其中一相和電源斷開(kāi)，則變成源斷開(kāi)，則變成單相運(yùn)行單相運(yùn)行。此時(shí)和單相電動(dòng)機(jī)一樣，。此時(shí)和單相電動(dòng)機(jī)一樣，電動(dòng)機(jī)仍會(huì)按原來(lái)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電動(dòng)機(jī)仍會(huì)按原來(lái)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。 三相異步電動(dòng)機(jī)若在啟動(dòng)前有一