第3章交流電動(dòng)機(jī)

第3章三相異步電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)2．掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理3．掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性與機(jī)械特性4．能對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆裝與簡(jiǎn)單修理5．能完成電動(dòng)機(jī)的一般試驗(yàn)第3章三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)3.3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速3.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)3.5技能訓(xùn)練3.6金屬切削機(jī)床如車(chē)床、磨床等在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常普遍，其加工工作一般必須通過(guò)工件的運(yùn)動(dòng)或加工刀具、工作臺(tái)等的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，這些運(yùn)動(dòng)都必須有一個(gè)動(dòng)力來(lái)拖動(dòng)，在實(shí)際中大都采用的是三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)容量從幾十瓦到幾千千瓦，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，重量輕、效率較高，不僅在工業(yè)生產(chǎn)中使用非常廣泛，在農(nóng)業(yè)方面如水泵、脫粒機(jī)、粉碎機(jī)及其他農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等也都是用異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)電能消耗中，電動(dòng)機(jī)的耗能占總電能的65%左右，而在整個(gè)電動(dòng)機(jī)的耗能中，三相異步電動(dòng)機(jī)又居首位。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，三相異步電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速性能越來(lái)越凸顯其優(yōu)勢(shì)，三相異步電動(dòng)機(jī)將在更多的領(lǐng)域代替直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用?！景咐咳喈惒诫妱?dòng)機(jī)種類(lèi)繁多，按其外殼防護(hù)方式的不同可分為開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式三類(lèi)。由于封閉式結(jié)構(gòu)能防止異物進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，并能防止人與物觸及電動(dòng)機(jī)帶電部位與運(yùn)動(dòng)部分，運(yùn)行中安全性能好，因而成為目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)籠型異步電動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.定子（1）定子鐵心定子鐵心作為電動(dòng)機(jī)磁通的通路，對(duì)鐵心材料既要有良好的導(dǎo)磁性能，剩磁小，又要盡量降低渦流損耗，一般用0.5mm厚表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成。定子鐵心內(nèi)圓沖有沖均勻分布的槽，用于嵌放三相定子繞組。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.定子（2）定子繞組三相繞組是用絕緣銅線或鋁線繞制成三相對(duì)稱(chēng)的繞組按一定的規(guī)則連接嵌放在定子槽中。小型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組一般采用高強(qiáng)度漆包圓銅線繞制，大中型異步電動(dòng)機(jī)則用漆包扁銅線或玻璃絲包扁銅線繞制。三相定子繞組之間及繞組與定子鐵心之間均墊有絕緣材料。常用的薄膜類(lèi)絕緣材料有聚酯薄膜青殼紙、聚酯薄膜、聚酯薄膜玻璃漆布箔及聚四氟乙烯薄膜。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.定子（a）星形聯(lián)結(jié)（b)三角形聯(lián)結(jié)三相繞組的聯(lián)結(jié)3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.定子（3）機(jī)座機(jī)座的作用是固定定子繞組和定子鐵心，并通過(guò)兩側(cè)的端蓋和軸承來(lái)支撐電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，同時(shí)構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的電磁通路并發(fā)散電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量。機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，而某些微型電動(dòng)機(jī)的基座則采用鑄鋁件以減輕電動(dòng)機(jī)的重量。封閉式電動(dòng)機(jī)的基座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電動(dòng)機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開(kāi)有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的空氣可以直接對(duì)流，以利于散熱。（4）端蓋端蓋對(duì)內(nèi)部起保護(hù)作用，并借助滾動(dòng)軸承將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)座聯(lián)成一個(gè)整體。端蓋一般為鑄鋼件，微型電動(dòng)機(jī)則為鑄鋁件。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子（1）轉(zhuǎn)子鐵心作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心一般用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來(lái)安置轉(zhuǎn)子繞組。一般小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，而大中型異步電動(dòng)的轉(zhuǎn)子鐵心則借助于轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。為了改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行性能，減少諧波，籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心一般都采用斜槽結(jié)構(gòu)3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子（2）轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組用來(lái)切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下受力而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，按繞組不同，異步電動(dòng)機(jī)分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩類(lèi)。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子①籠型轉(zhuǎn)子。根據(jù)導(dǎo)體材料不同，籠型轉(zhuǎn)子分為銅條轉(zhuǎn)子和鑄鋁轉(zhuǎn)子。銅條轉(zhuǎn)子即在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)放置沒(méi)有絕緣的銅條，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來(lái)，形成一個(gè)籠型的形狀;中小型異步電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子，一般為鑄鋁式轉(zhuǎn)子，采用離心鑄鋁法，將熔化了的鋁澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)成為一個(gè)完整體，兩端的短路環(huán)和冷卻風(fēng)扇葉子也一并鑄成.3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子（a）銅條轉(zhuǎn)子（b）鑄鋁轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子②繞線轉(zhuǎn)子。繞線型轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組一樣，也是一個(gè)用絕緣導(dǎo)線繞成的三相對(duì)稱(chēng)繞組，被嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽中，接成星形。繞組的三個(gè)出線端分別接到轉(zhuǎn)軸端部的三個(gè)彼此絕緣的銅制滑環(huán)上。通過(guò)滑環(huán)與支持在端蓋上的電刷構(gòu)成滑動(dòng)接觸，轉(zhuǎn)子繞組的三個(gè)出線端引到機(jī)座上的接線盒內(nèi)，以便與外部變阻器連接，故繞線式轉(zhuǎn)子又稱(chēng)滑環(huán)式轉(zhuǎn)子.3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子與外部變阻器的連接圖異步電機(jī)的氣隙比同容量直流電機(jī)的氣隙小得多，在中、小型異步電動(dòng)機(jī)中，一般為0.2~2.5mm。氣隙大小對(duì)電機(jī)性能影響很大，氣隙愈大則為建立磁場(chǎng)所需勵(lì)磁電流就大，從而降低電機(jī)的功率因數(shù)。如果把異步電機(jī)看成變壓器，顯然，氣隙愈小則定子和轉(zhuǎn)子之間的相互感應(yīng)(即耦合)作用就愈好。因此應(yīng)盡量讓氣隙小些，但也不能太小，否則會(huì)使加工和裝配困難，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定轉(zhuǎn)子之間易發(fā)生掃膛。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3．氣隙3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組分布示意圖3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相電流的波形3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生兩極繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)示意圖結(jié)論：在三相異步電動(dòng)機(jī)定子上布置結(jié)構(gòu)完全相同在空間各相差120度電角度（電角度θe=Pθm（P為極對(duì)數(shù)，θm為物理角度））的三相定子繞組，當(dāng)分別向三相定子繞組通入三相交流電時(shí)，則在定子、轉(zhuǎn)子與空氣隙中產(chǎn)一個(gè)沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向當(dāng)通入三相繞組中電流的相序?yàn)閕U→iv→iw，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間是沿繞組始端U→V→W方向旋轉(zhuǎn)的結(jié)論：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相電流的相序決定的，即把通入三相繞組中的電流相序任意調(diào)換其中的兩相，就可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理3．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度p123456n1(r/min)300015001000750600500異步電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速關(guān)系表如果在定子繞組中通入三相對(duì)稱(chēng)電流，則定子內(nèi)部產(chǎn)生某個(gè)方向轉(zhuǎn)速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的方向可根據(jù)右手定則確定。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，于是在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，繞組內(nèi)有電流流過(guò)，如圖3-9所示。轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，便在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電磁力F。力F的方向可由左手定則確定。該力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩Tem，使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間能量的傳遞是靠電磁感應(yīng)作用的，故異步電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理4．三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n是否會(huì)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1相同呢？不可能的。因?yàn)橐坏┺D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同，二者便無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子也不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，也就沒(méi)有電磁轉(zhuǎn)矩了。只有二者轉(zhuǎn)速有差異時(shí)，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是略小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1。正是由于這個(gè)關(guān)系，這種電動(dòng)機(jī)被稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)。3．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理4．三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理s=（n1?n）/n1正常運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)，其s很小，一般s=0.01~0.053．1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)工作原理轉(zhuǎn)差率S(也叫滑差率)異步電動(dòng)機(jī)工作原理已知Y2—112M—4三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1=1500r／min，額定轉(zhuǎn)差率sN=0.04，求該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN。解由sN=

得nN=(1-sN)n1=(1-0.04)×1500r／min=1440r／min【例3-1】3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌1．型號(hào)

型號(hào)指電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品代號(hào)、規(guī)格代號(hào)和特殊環(huán)境代號(hào)，電機(jī)產(chǎn)品型號(hào)一般采用大寫(xiě)印刷體的漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。其中漢語(yǔ)拼音字母是根據(jù)電機(jī)全名稱(chēng)選擇有代表意義的漢字,再用該漢字的第一個(gè)拼音字母組成。它表明了電機(jī)的類(lèi)型、規(guī)格、結(jié)構(gòu)特征和使用范圍。3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌1．型號(hào)

3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌1．型號(hào)

3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌Y2系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)外形圖1．型號(hào)

Y2系列的技術(shù)參數(shù)：詳見(jiàn)電工手冊(cè)3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌1．型號(hào)

我國(guó)生產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)的主要產(chǎn)品有如下幾個(gè)系列：Y系列為一般的小型鼠籠式全封閉自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，主要用于金屬切削機(jī)床、通用機(jī)械、礦山機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械等。YD系列是變極多速三相異步電動(dòng)機(jī)。YR系列是三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)。YZ和YZR系列是起重和冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)，YZ是鼠籠式，YZR是繞線式。YB系列是防爆式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。YCT系列是電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)。3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌2．額定功率PN(2．2kW)表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，允許輸出的機(jī)械功率。3．額定電流IN(9.69/5.61A)表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子電路輸入的線電流。9.69A是D接時(shí)的額定電流，5.61A是Y接的額定電流。3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌4．額定電壓UN(380V)表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子電路所加的線電壓。5．額定轉(zhuǎn)速nN(950r／min)表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌6．接法(220D/380Y)表示電動(dòng)機(jī)定子三相繞組與交流電源的連接方法，220D/380Y表示電源為220V時(shí)采用D接法，電源380V時(shí)采用Y接法。對(duì)Y2系列電動(dòng)機(jī)而言，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡3kW及以下者均采用星形聯(lián)結(jié)；4kW及以上者均采用三角形聯(lián)結(jié)。7．防護(hù)等級(jí)(IP44)表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的方式。IPll是開(kāi)啟式，IP22、IP23是防護(hù)式，IP44是封閉式3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌8．頻率(50Hz)表示電動(dòng)機(jī)使用交流電源的頻率。9．絕緣等級(jí)

表示電機(jī)各繞組及其他絕緣部件所用絕緣材料的等級(jí)。絕緣材料按耐熱性能可分為7個(gè)等級(jí)3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌絕緣耐熱等級(jí)AEBFHC允許最高溫度/℃105120130155180180以上允許最高溫升/℃658090115140140以上電動(dòng)機(jī)允許溫升與絕緣耐熱等級(jí)關(guān)系10．定額

指電動(dòng)機(jī)按銘牌值工作時(shí)，可以持續(xù)運(yùn)行的時(shí)間和順序。電動(dòng)機(jī)定額分連續(xù)定額、短時(shí)定額和斷續(xù)定額三種。分別用Sl、S2、S3表示。

①連續(xù)定額(S1)：可連續(xù)運(yùn)行

②短時(shí)定額(S2)：表示電動(dòng)機(jī)按銘牌值工作時(shí)只能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)短時(shí)運(yùn)行。我國(guó)規(guī)定的短時(shí)運(yùn)行時(shí)間為10、30、60及90min(分鐘)4種。

③斷續(xù)定額(S3)：表示電動(dòng)機(jī)按銘牌值工作時(shí)，運(yùn)行一段時(shí)間就要停止一段時(shí)間，周而復(fù)始地按一定周期重復(fù)運(yùn)行。每一周期為10min，我國(guó)規(guī)定的負(fù)載持續(xù)率為15％、25％、40％及60％等4種(如標(biāo)明40％則表示電動(dòng)機(jī)工作4min就需休息6min)3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌11．震動(dòng)量

振動(dòng)量表示電動(dòng)機(jī)震動(dòng)的情況，本例電動(dòng)機(jī)震動(dòng)為每秒軸向移動(dòng)不超過(guò)1.8mm。在銘牌上除了給出的以上主要數(shù)據(jù)外，有的電動(dòng)機(jī)還標(biāo)有額定功率因數(shù)cosφN。異步電動(dòng)機(jī)的cosφ隨負(fù)載的變化而變化，滿載時(shí)cosφ約為0.7～0.9，輕載時(shí)cosφ較低，空載時(shí)只有0.2～0.3。實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)負(fù)載的大小來(lái)合理選擇電動(dòng)機(jī)容量，防止“大馬拉小車(chē)”3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌12．噪聲電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲。76db(A)表示電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的最大噪聲為76db(A)。3.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌三相異步電動(dòng)機(jī)輸入輸出功率與各量之間的關(guān)系為：P1N=UNINcosφN

×10-3PN=ηNP1N=η

三相異步電動(dòng)機(jī)輸入輸出功率與各量之間的關(guān)系為：P1N=UNINcosφN

×10-33．2三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子繞組的作用在異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組內(nèi)通人三相交流電后，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，此旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將在不動(dòng)的定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=4.44K1N1f1Φm3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理由于定子繞組本身的阻抗壓降比電源電壓要小得多，即可以近似認(rèn)為電源電壓U1與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1相等，即

U1≈E1=4.44K1N1f1Φm3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組的作用（1）轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流的頻率f2=

即轉(zhuǎn)子中的電動(dòng)勢(shì)及電流的頻率與轉(zhuǎn)差率s成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，即s=1，則f2=f1。當(dāng)轉(zhuǎn)子達(dá)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)s=0，則f2=0，即轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組的作用（2）轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2

E2=4.44K2N2f2Φm=4.44K2N2Sf1Φm當(dāng)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20為

E20=4.44K2N2f1Φm故可得E2=sE20

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組的作用（3）轉(zhuǎn)子的電抗和阻抗

X2=2πf2L2=2πsf1L2Z2=

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組的作用（4）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)cos=3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組的作用（4）轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)差率變化的曲線3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（1）功率及效率P1=U1I1cosφ1×10-3

電機(jī)轉(zhuǎn)軸上帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的總機(jī)械功率PMEC為：

PMEC=Pem-PCu2電磁感應(yīng)作用傳遞到轉(zhuǎn)子上的功率，叫電磁功率，用戶Pem表示，Pem=P1?PCul?PFe

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（1）功率及效率轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。P2=PMEC-Pmec-PadPmec為機(jī)械摩擦損耗Pad為風(fēng)的阻力及其他附加損耗異步電動(dòng)機(jī)的功率流程圖

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（1）功率及效率一般把機(jī)械損耗和附加損耗統(tǒng)稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的空載損耗，用P0表示，于是P2=PMEC?P0

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（1）功率及效率異步電動(dòng)機(jī)的總的功率平衡方程式為：P2=P1?PCul?PFe-PCu2-Pmec-Pad=P1?ΣP

ΣP=PCu1+PFe+PCu2+Pmec+Pad為異步電動(dòng)機(jī)的總損耗

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（1）功率及效率電動(dòng)機(jī)的效率η等于輸出功率P2與輸入功率P1之比，即

η=【例3-2】Y2-132S-4三相異步電動(dòng)機(jī)輸出功率P2=5.5kW，電壓U1=380V，電流I1=11.7A，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)cosφ1=0.83，求輸入功率P1及效率η。解由三相異步電動(dòng)機(jī)功率公式可得P1=U1I1cosφ1×10-3=×380×11.7×0.83×10-3=6.391kWη=3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（2）轉(zhuǎn)矩因?yàn)镻=T·Ω

故=+

Tem=

=

=

化簡(jiǎn)可得到輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率的常用計(jì)算公式：T2=P2/Ω=

3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系（2）轉(zhuǎn)矩有Y160M-4及Y180L-8型三相異步電動(dòng)機(jī)各一臺(tái)，額定功率都是P2=11kW，前者額定轉(zhuǎn)速1460r/min，后者額定轉(zhuǎn)速730r/min，分別求它們的額定輸出轉(zhuǎn)矩T2。解Y160M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)T2=Y180L-8型三相異步電動(dòng)機(jī)T2=

【例3-3】輸出功率相同的異步電動(dòng)機(jī)如極數(shù)多，則轉(zhuǎn)速就低，輸出轉(zhuǎn)矩就大；極數(shù)少，轉(zhuǎn)速高，則輸出的轉(zhuǎn)矩就小3.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性1．轉(zhuǎn)速特性n=f（P2）因?yàn)閚=（1－s）n1，電機(jī)空載時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n接近同步轉(zhuǎn)速n1，s很小。隨著負(fù)載的增加，轉(zhuǎn)速n略有下降，s略微上升，這時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)勢(shì)E2增大，轉(zhuǎn)子電流I2增大，以產(chǎn)生更大的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。因此，隨著輸出功率P2的增加，轉(zhuǎn)速特性是一條稍微下降的曲線，s=f（P2）曲線則是稍微上翹的。3.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性2．轉(zhuǎn)矩特性Tem=f（P2）Tem=T2+T0=，隨著P2增大，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速n和角速度變化很小，而空載轉(zhuǎn)矩T0又近似不變，所以Tem隨P2的增大而增大，近似直線關(guān)系3.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性3．定子電流特性I1=f(P2)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流，定子電流幾乎全部是勵(lì)磁電流I0。隨著負(fù)載的增大，轉(zhuǎn)速下降，I2增大，相應(yīng)I1也增大3.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性4．效率特性=f（P2）異步電動(dòng)機(jī)的損耗也可分為不變損耗和可變損耗兩部分。電動(dòng)機(jī)從空載到滿載運(yùn)行時(shí)，由于主磁通和轉(zhuǎn)速變化很小，鐵耗PFe和機(jī)械損耗Pmec近似不變，稱(chēng)為不變損耗。而定、轉(zhuǎn)子銅耗Pcu1、Pcu2和附加損耗Pad是隨負(fù)載而變的，稱(chēng)為可變損耗?？蛰d時(shí)，P2=0，隨著P2增加，可變損耗增加較慢，上升很快，直到當(dāng)可變損耗等于不變損耗時(shí)，效率最高。若負(fù)載繼續(xù)增大，銅耗增加很快，效率反而下降。異步電動(dòng)機(jī)的效率曲線與直流電機(jī)和變壓器的大致相同3.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性5．功率因數(shù)特性cosφ1=f(P2)空載時(shí)，定子電流幾乎全部是無(wú)功的磁化電流，因此cosφ1很低，通常小于0.2；隨著負(fù)載增加，定子電流中的有功分量增加，功率因數(shù)提高，在接近額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。負(fù)載再增大，由于轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)差率s增大，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角φ2=arctan變大，使cosφ2和cosφ1又開(kāi)始減小。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線

3.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力的作用而產(chǎn)生的，因此轉(zhuǎn)矩的大小與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁通由φm、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流I2及轉(zhuǎn)子功率因數(shù)有關(guān)，即Tem=CMφmI2cosφ2CM為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)

通過(guò)一定的數(shù)學(xué)換算(證明略)變換成下式

3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1．啟動(dòng)點(diǎn)d即n=0(或s=1)，電動(dòng)機(jī)軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。(又稱(chēng)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)，如啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst大于電動(dòng)機(jī)軸上所帶的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，則電動(dòng)機(jī)就能啟動(dòng)；反之，電動(dòng)機(jī)則無(wú)法啟動(dòng)。通過(guò)分析可得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst=C{(R2)/(+X）})}啟動(dòng)時(shí)，f2很高，X20>>R2，上式可近似寫(xiě)成

Tst=C{(R2)/X}3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2．理想空載點(diǎn)a即n=n1(或s=0)，此時(shí)轉(zhuǎn)子電流I2為零，故轉(zhuǎn)矩T=0。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到n1，因此稱(chēng)此點(diǎn)為理想空載運(yùn)行點(diǎn)。3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3．額定運(yùn)行點(diǎn)b對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為額定轉(zhuǎn)速nN，此時(shí)的轉(zhuǎn)差率稱(chēng)為額定轉(zhuǎn)差率sN，而電動(dòng)機(jī)軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩則稱(chēng)為額定轉(zhuǎn)矩TN

3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4．臨界運(yùn)行點(diǎn)c此時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大，稱(chēng)為最大轉(zhuǎn)矩Tm，該點(diǎn)轉(zhuǎn)速nc稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)速。對(duì)應(yīng)于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)差率稱(chēng)臨界轉(zhuǎn)差率sC

sC=

與之對(duì)應(yīng)的為T(mén)m=C/(2X20)3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4．臨界運(yùn)行點(diǎn)c（1）當(dāng)電源電壓為定值時(shí)，臨界轉(zhuǎn)差率sc與轉(zhuǎn)子電阻R2成正比，R2愈大sc就愈小。但Tm不變，因此在轉(zhuǎn)子電路中串入不同的附加電阻，便可使sm向s=1的方向移動(dòng)，在相同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TN下，電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)就沿圖3-17a、b、c移動(dòng)，轉(zhuǎn)差率s逐漸變大，轉(zhuǎn)速n變小，故異步電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。（2）最大轉(zhuǎn)矩Tm與電源電壓成正比，與轉(zhuǎn)子電阻R2的大小無(wú)關(guān)。顯然，當(dāng)電源電壓有波動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩也隨之變化3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性不同R2時(shí)的s=f(Tem)曲線不同U1的n=f(Tem)曲線（R2=常數(shù)）

3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為了保證電動(dòng)機(jī)在電源電壓波動(dòng)時(shí)能正常工作，規(guī)定電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tm要比額定轉(zhuǎn)矩TN大得多，通常用過(guò)載系數(shù)λm=Tm/TN來(lái)衡量電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。一般λm=1.8～2.5。λm的數(shù)值可在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄中查到.【例3-4】有一臺(tái)籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=40kW，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，過(guò)載系數(shù)λm=2.2，求額定轉(zhuǎn)矩TN，最大轉(zhuǎn)矩Tm。解TN=

Tm=λmTN=2.2×263.45=579.59N·m【例3-5】已知Y2-132S-4三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率PN=5.5kW，額定轉(zhuǎn)速nN=1440r/min，λst=Tst/TN=2.3。求（1）在額定電壓下啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)

轉(zhuǎn)矩Tst；（2）若電動(dòng)機(jī)軸上所帶負(fù)載阻力矩TL為60N·m，問(wèn)當(dāng)電網(wǎng)電壓降為額定電壓的80%時(shí)，該電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？

解（1）

Tst=λst×TN=2.3×36.48=83.9N·m（2）=0.64Tst=0.64×83.9=53.7N·m由于<TL，故電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)【案例】在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中,根據(jù)負(fù)載及用途電動(dòng)機(jī)的功率相差很大，如機(jī)床上的冷卻泵和液壓泵功率一般較小，而拖動(dòng)主運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率則一般相對(duì)較大。對(duì)于功率較小的電機(jī)，由于電流較小，一般采用直接啟動(dòng)的方法；而功率較大的電機(jī)由于拖動(dòng)的負(fù)載較大，直接啟動(dòng)將產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流，不僅對(duì)電機(jī)本身產(chǎn)生不良影響，對(duì)其它負(fù)載的啟動(dòng)運(yùn)行也將產(chǎn)生影響，因此一般必須采取措施降低啟動(dòng)電流。3.3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性【例3-5】3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1．直接啟動(dòng)對(duì)于小容量異步電動(dòng)機(jī)，因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流較小，且體積小、慣性小、啟動(dòng)快，一般說(shuō)來(lái)，對(duì)電網(wǎng)、對(duì)電動(dòng)機(jī)本身都不會(huì)造成影響。因此，可以直接啟動(dòng)，但必須根據(jù)電源的容量來(lái)限制直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量:Ist/IN≤+3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（1）定子電路串接電阻啟動(dòng)定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)線路圖3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（1）定子電路串接電阻啟動(dòng)假設(shè)定子串電阻啟動(dòng)后，定子端電壓由U1降低到U/1時(shí)，電動(dòng)機(jī)參數(shù)保持不變，則啟動(dòng)電流與定子繞組端電壓成正比，于是有U1/U/1=Ist/I′st=Ku式中，Ist為直接啟動(dòng)電流；I′st為降壓后的啟動(dòng)電流；Ku為啟動(dòng)電壓降低的倍數(shù)，即電壓比，Ku>1。在電動(dòng)機(jī)參數(shù)不變的情況下，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子端電壓平方成正比，故有Tst=T′st=[U1/U/1]2=，顯然啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將大大減小.3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（2）星－三角降壓?jiǎn)?dòng)對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組規(guī)定是三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)可以采用星形聯(lián)結(jié)，使電動(dòng)機(jī)每相所承受的電壓降低，因而降低了啟動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢，再接成三角形，故稱(chēng)這種啟動(dòng)方式為星－三角降壓?jiǎn)?dòng)，3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（2）星－三角降壓?jiǎn)?dòng)星|三角啟動(dòng)原理圖3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（2）星－三角降壓?jiǎn)?dòng)三角形與星型聯(lián)結(jié)時(shí)的電壓3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（2）星－三角降壓?jiǎn)?dòng)三角形聯(lián)結(jié)直接啟動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)電壓為：

UD=UN電網(wǎng)供給電動(dòng)機(jī)的線電流為Ist=ID采用星型聯(lián)結(jié)降壓?jiǎn)?dòng)電動(dòng)機(jī)相電壓為UY=電網(wǎng)供給電動(dòng)機(jī)的線電流為I′st=IY3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（2）星－三角降壓?jiǎn)?dòng)可見(jiàn)兩種情況下的線電流之比為：

由該式可見(jiàn)，采用星－三角降壓?jiǎn)?dòng)，電網(wǎng)供給的電流下降為三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的1/3。根據(jù)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓成正比的關(guān)系，則兩種情況下的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比為3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（2）星－三角降壓?jiǎn)?dòng)3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（3）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)是利用自耦變壓器將電網(wǎng)電壓降低后再加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，待轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定值時(shí)再將電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（3）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)原理圖

3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（3）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器一相電路

3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（3）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)直接啟動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)提供給電動(dòng)機(jī)的電壓?jiǎn)?dòng)電流為I1st，加給定子繞組的相電壓為U1。則根據(jù)啟動(dòng)電流與定子繞組電壓成正比的關(guān)系，電動(dòng)機(jī)定子繞組降壓前后的電流比為I′2st/I1st=U2/U1=1/Ku

I′2st=KuI′1st，則I1′st/I1st=1/

3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．降壓?jiǎn)?dòng)（3）自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)由啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比的關(guān)系可知T′st/Tst=/=1/或Tst′=Tst/3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)3．深槽式及雙籠型異步電動(dòng)機(jī)（a）槽漏磁分布（b）導(dǎo)條內(nèi)電流密度分布（c）導(dǎo)條的有效截面深槽式轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中電流的集膚效應(yīng)

集膚效應(yīng)的效果相當(dāng)于減小導(dǎo)條的高度和截面增大了轉(zhuǎn)子電阻，從而滿足了啟動(dòng)的要求。當(dāng)啟動(dòng)完畢，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)子電流頻率很低，集膚效應(yīng)基本消失，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻恢復(fù)（減?。樽陨淼闹绷麟娮琛?.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)3．深槽式及雙籠型異步電動(dòng)機(jī)3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)3．深槽式及雙籠型異步電動(dòng)機(jī)雙籠型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子槽型上籠導(dǎo)條截面積較小，并用黃銅或鋁青銅等電阻系數(shù)較大的材料制成，電阻較大下籠導(dǎo)條的截面積較大，并用電阻系數(shù)較小的紫銅制成，電阻較小鑄鋁轉(zhuǎn)子下籠的漏電抗也比上籠的大得多

3.3.1籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)3．深槽式及雙籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率較高，轉(zhuǎn)子漏電抗大于電阻，電流主要從上籠流過(guò)。因此啟動(dòng)時(shí)上籠起主要作用，由于它的電阻較大，可以產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，限制啟動(dòng)電流，所以常把上籠稱(chēng)為啟動(dòng)籠。正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率很低，轉(zhuǎn)子漏電抗遠(yuǎn)比電阻小，上、下籠的電流分配決定于電阻，于是電流大部分從電阻較小的下籠流過(guò)，產(chǎn)生正常運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)距，所以把下籠稱(chēng)為運(yùn)行籠。3.3.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1．轉(zhuǎn)子電路串接啟動(dòng)電阻器繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入適當(dāng)?shù)碾娮?，既可降低啟?dòng)電流，又可提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能。繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線3.3.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)1．轉(zhuǎn)子電路串接啟動(dòng)電阻器廣泛應(yīng)用于啟動(dòng)較困難的機(jī)械（如起重吊車(chē)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等）上。但它的結(jié)構(gòu)比籠型異步電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，造價(jià)高，效率也稍低。在啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)切除電阻時(shí)，轉(zhuǎn)矩突然增大，會(huì)在機(jī)械部件上產(chǎn)生沖擊。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流很大，啟動(dòng)設(shè)備也將變的龐大，操作和維護(hù)工作量大。3.3.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖啟動(dòng)線路圖

三相鐵心繞組（三相繞組接成星形），鐵心一般做成三柱式，由幾片或幾十片較厚（30～50mm）的E形鋼板或鐵板迭裝制成3.3.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)2．繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電樞繞組中的三相交流電通過(guò)頻敏變阻器，在鐵心中產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，產(chǎn)生渦流損耗，頻敏變阻器線圈的等效電阻隨著頻率的增大而增加，由于渦流損耗與頻率的平方成正比，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)（s=1），轉(zhuǎn)子電流（即頻敏變阻器線圈中通過(guò)的電流）頻率最高（f2=f1），因此頻敏變阻器的電阻和感抗最大。啟動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流頻率（f2=sf1）便逐漸降低?！纠?-6】現(xiàn)有一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=10kW，nN=1460r/min，UN=380/220V，星－三角聯(lián)結(jié)，ηN=0.868，cosφ1N=0.88，Ist/IN=6.5，Tst/TN=1.5，試求：（1）額定電流和額定轉(zhuǎn)矩；（2）電源電壓為380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法及直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（3）電源電壓為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法及直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；（4）要求采用星—三角啟動(dòng)，其啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)能否帶60%和25%PN負(fù)載轉(zhuǎn)矩?！纠?-6】解：（1）

IN=

星形聯(lián)結(jié)時(shí)，UN=380V故相應(yīng)額定電流：三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，UN=220V，則相應(yīng)額定電流：不管星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓相同（等于其額定相電壓），則

TN=9550PN/nN=9550×10/1460=65.4N·m【例3-6】（2）電源電壓為380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為星形聯(lián)結(jié)，直接啟動(dòng)時(shí)：

IstΥ=6.5INΥ=6.5×19.9A=129.35A

TstΥ=1.5TN=1.5×65.4N·m=98.1N·m

（3）電源電壓為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為三角形聯(lián)結(jié)，直接啟動(dòng)時(shí)：

IstD=6.5IND=6.5×34.4A=224A

TND=1.5TN=1.5×65.4N·m=98.1N·m【例3-6】（4）星—三角啟動(dòng)只適用于正常運(yùn)行為三角形的電動(dòng)機(jī)，故正常運(yùn)行應(yīng)在三角形，相應(yīng)電源電壓為220V。啟動(dòng)時(shí)為星形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓等于其額定相電壓的1/，即127V。所以IstΥ=×IstD=1/3×224A=74.6A

TstΥ=×TstD=1/3×98.1N·m=32.7N·m60%TN負(fù)載下啟動(dòng)時(shí)的反抗轉(zhuǎn)矩

TL=0.6TN=0.6×65.4N·m=39.2N·mTL>Tst，故不能啟動(dòng)。25%TN負(fù)載下啟動(dòng)時(shí)的反抗轉(zhuǎn)矩TL=0.25TN=0.25×65.4N·m=16.4N·mTL<Tst，故能啟動(dòng)。3．4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速【案例】機(jī)械設(shè)備常有多種速度輸出的要求，如立軸圓臺(tái)磨床工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)需要高低速進(jìn)行磨削加工；玻璃生產(chǎn)線中，成品玻璃的傳輸根據(jù)玻璃厚度的不同采用不同的速度以提高生產(chǎn)效率。采用異步電動(dòng)機(jī)配機(jī)械變速系統(tǒng)有時(shí)可以滿足調(diào)速需求（如車(chē)床主軸的旋轉(zhuǎn)變速），但傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，實(shí)際中常采用多速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行大范圍的調(diào)速，或者采用變頻調(diào)速。3．4三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速【案例】

n=n1(1?s)=(1?s)由異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率公式可得可知：要調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下三種方法：

（1）改變定子繞組的磁極對(duì)數(shù)P—變極調(diào)速。（2）改變供電電網(wǎng)的頻率fl—變頻調(diào)速。（3）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s。3.4.1變極調(diào)速變極調(diào)速電機(jī)繞組展開(kāi)示意圖

采用改變定子繞組極數(shù)的方法來(lái)調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)稱(chēng)為多速異步電動(dòng)機(jī)3.4.1變極調(diào)速Δ／YY聯(lián)結(jié)雙速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接線圖三相變極多速異步電動(dòng)機(jī)有雙速、三速、四速等多種，定子繞組常用的接線方法除Δ／YY外，也有部分采用Y／YY接線方法3.4.1變極調(diào)速應(yīng)用：Δ／YY聯(lián)結(jié)的雙速電動(dòng)機(jī)，變極調(diào)速前后電動(dòng)機(jī)的輸出功率基本上不變，故適用于近恒功率情況下的調(diào)速，較多用于金屬切削機(jī)床上。Y／YY聯(lián)結(jié)的雙速電動(dòng)機(jī)，變極調(diào)速前后的輸出轉(zhuǎn)矩基本不變，故適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本恒定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，例如起重機(jī)、運(yùn)輸帶等機(jī)械。變極調(diào)速只用于籠型異步電動(dòng)機(jī)中。

3.4.2變頻調(diào)速為了使電動(dòng)機(jī)能保持較好的運(yùn)行性能，要求在調(diào)節(jié)f1的同時(shí)，改變定子電壓U1，以維持不變，或者保持電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力不變3.4.2變頻調(diào)速1．從基頻向下調(diào)的變頻調(diào)速，保持U1/f1=恒值，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速如果頻率下調(diào)，而端電壓U1為額定值，則隨著f1下降，氣隙每極磁通增加，使電動(dòng)機(jī)磁路進(jìn)入飽和狀態(tài)。過(guò)飽和時(shí)，會(huì)使激磁電流迅速增大，使電機(jī)運(yùn)行性能變差。因此，變頻調(diào)速應(yīng)設(shè)法保證不變。若保持U1/f1=恒值，電動(dòng)機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm在基頻附近可視為恒值，在頻率更低時(shí)，隨著頻率f1下調(diào)，最大轉(zhuǎn)矩Tm將變小。其機(jī)械特性如圖所示，可見(jiàn)它是一種近似于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的類(lèi)型。3.4.2變頻調(diào)速1．從基頻向下調(diào)的變頻調(diào)速，保持U1/f1=恒值，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速3.4.2變頻調(diào)速2．從基頻向上調(diào)的變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)端電壓是不允許升高的，因此升高頻率f1向上調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，其端電壓仍應(yīng)保持不變。這樣，f1增加，則磁通降低，屬減弱磁場(chǎng)調(diào)速類(lèi)型，此時(shí)電動(dòng)機(jī)最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm及其臨界轉(zhuǎn)差率sm與頻率f1的關(guān)系，可近似表示為T(mén)m∝

sm∝

3.4.2變頻調(diào)速2．從基頻向上調(diào)的變頻調(diào)速3.4.3改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法有：改變電源電壓，改變轉(zhuǎn)子回路電阻，電磁轉(zhuǎn)差離合器等1．改變電壓U1調(diào)速當(dāng)改變外加電壓時(shí)，由于Tm∝所以最大轉(zhuǎn)矩隨外加電壓而改變，對(duì)應(yīng)不同的機(jī)械特性如圖3-18所示。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不變，電壓由U1下降至?xí)r，轉(zhuǎn)速將由n降為n′（轉(zhuǎn)差率由s上升至s′）。所以通過(guò)改變電壓U1可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻較小時(shí)，能調(diào)節(jié)速度的范圍不大；當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻大時(shí)，可以有較大的調(diào)節(jié)范圍，但又增大了損耗3.4.3改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速2．改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速如圖3-17所示，改變繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路（在轉(zhuǎn)子電路中接入一變阻器），電阻越大，曲線越偏向下方。在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2下，電阻在一定范圍內(nèi)越大時(shí)，轉(zhuǎn)速越低。這種調(diào)速方法損耗較大，調(diào)整范圍有限，主要應(yīng)用于小型電動(dòng)機(jī)調(diào)速中（例如起重機(jī)的提升設(shè)備）。3.4.3改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速3．電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)節(jié)3.4.3改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速3．電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)節(jié)電樞和磁極作用原理圖3．5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)【案例】電動(dòng)機(jī)自由停車(chē)的時(shí)間較長(zhǎng)，隨慣性大小而不同，而某些生產(chǎn)機(jī)械要求迅速、準(zhǔn)確地停車(chē)，如鏜床、車(chē)床的主電動(dòng)機(jī)；起重機(jī)為使重物停位準(zhǔn)確及現(xiàn)場(chǎng)安全要求，也必須采用快速、可靠的制動(dòng)方式。采用什么制動(dòng)方式及其特點(diǎn)和可靠性是本節(jié)要研究的問(wèn)題。3.4.3改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem與轉(zhuǎn)速n方向相同時(shí)，電動(dòng)機(jī)就處于電動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)，電機(jī)從電網(wǎng)吸收電能并轉(zhuǎn)換為機(jī)械能向負(fù)載輸出，電機(jī)運(yùn)行于機(jī)械特性的一、三象限。電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)負(fù)載的工作中，只要電磁轉(zhuǎn)矩Tem與轉(zhuǎn)速n的方向相反，電動(dòng)機(jī)就處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行于機(jī)械特性的二、四象限。和直流電動(dòng)機(jī)一樣，異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)亦分3種，即回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng).3.5.1回饋制動(dòng)當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)因某種外因，例如在位能負(fù)載作用下(圖3-35中為重物的作用)，使轉(zhuǎn)速n高于同步轉(zhuǎn)速n1，即n>n1時(shí)，s<0，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2反向。Tem與n反向，故此時(shí)異步電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能反送回電網(wǎng)，這種制動(dòng)稱(chēng)為再生制動(dòng)，或稱(chēng)為回饋制動(dòng)。3.5.1回饋制動(dòng)當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載下放重物時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不變，轉(zhuǎn)子所串電阻越大，轉(zhuǎn)速越高。為了避免因轉(zhuǎn)速高而損壞電機(jī)，在回饋制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子回路中不串電阻?；仞佒苿?dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，不過(guò)如果定子不接電網(wǎng)，電機(jī)不能從電網(wǎng)吸取無(wú)功電流建立磁場(chǎng)，就發(fā)不出有功電能。這時(shí)，如在異步電動(dòng)機(jī)三相定子出線端并上三相電容器提供無(wú)功功率即可發(fā)出電來(lái)，這便是所謂自勵(lì)式異步發(fā)電機(jī)?；仞佒苿?dòng)常用于高速且要求勻速下放重物的場(chǎng)合。實(shí)際上，除了下放重物時(shí)產(chǎn)生回饋制動(dòng)外，在變極或變頻調(diào)速過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生回饋制動(dòng)。3.5.2反接制動(dòng)1．倒拉反接制動(dòng)電動(dòng)機(jī)倒拉反接制動(dòng)電路圖s=轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)時(shí)的異步電機(jī)特性3.5.2反接制動(dòng)1．倒拉反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)適用于低速勻速下放重物。電動(dòng)機(jī)工作在反接制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它由軸上輸入機(jī)械功率，定子又通過(guò)氣隙向轉(zhuǎn)子輸送電功率，這兩部分功率都消耗在轉(zhuǎn)子電路的總電阻上。3.5.2反接制動(dòng)2．定子兩相電源反接的反接制動(dòng)S=兩相反接時(shí)，E2、I2及Tem都與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反，即電機(jī)轉(zhuǎn)矩變負(fù)，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩共同作用下，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很快下降，如圖3-38（b)中的BC段。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零(即c點(diǎn))時(shí)如不切除電源，則電動(dòng)機(jī)反向加速而進(jìn)入反向電動(dòng)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于CD段)，當(dāng)加速到D點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。3.5.2反接制動(dòng)2．定子兩相電源反接的反接制動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載，用兩相反接時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，但電磁轉(zhuǎn)矩Tem變負(fù)，在電磁轉(zhuǎn)矩Tem和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的共同作用下，使電動(dòng)機(jī)減速，直到轉(zhuǎn)速為零時(shí)，在Tem和TL的作用下，電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)并加速。隨轉(zhuǎn)子反向加速，電磁轉(zhuǎn)矩仍為負(fù)，但絕對(duì)值減小，直到轉(zhuǎn)速達(dá)—n1時(shí)，Tem=0。由于負(fù)載的作用，轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，此時(shí)Tem>0，直到Tem=TL，電動(dòng)機(jī)才穩(wěn)定運(yùn)行于圖3-38（b)中的E點(diǎn)S=3.5.2反接制動(dòng)2．定子兩相電源反接的反接制動(dòng)定子兩相反接制動(dòng)，無(wú)論負(fù)載性質(zhì)如何，都是指兩相反接開(kāi)始到轉(zhuǎn)速為零為止這個(gè)過(guò)程。兩相反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)效果好，缺點(diǎn)是能耗大，制動(dòng)準(zhǔn)確度差，如要停車(chē)，還須由控制線路及時(shí)切除電源。這種制動(dòng)適用于要求迅速停車(chē)并迅速反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械。3.5.3能耗制動(dòng)2．定子兩相電源反接的反接制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)控制就是在斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)三相電源的同時(shí)接通直流電源，此時(shí)直流電流流入定子的兩相繞組，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，切割定子磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力作用，其方向與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而起到制動(dòng)作用。3.5.3能耗制動(dòng)2．定子兩相電源反接的反接制動(dòng)這種制動(dòng)方法是利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的慣性切割恒定磁場(chǎng)的磁通而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子的動(dòng)能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，所以稱(chēng)為能耗制動(dòng)。3.5.3能耗制動(dòng)2．定子兩相電源反接的反接制動(dòng)能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力較強(qiáng)、制動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)電網(wǎng)影響小。缺點(diǎn)是需要一套直流電源裝置，而且制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的減小而減小。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝【訓(xùn)練目的】①掌握小型三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝步驟及方法。②能夠檢查、清洗零部件，換裝軸承等?！居?xùn)練內(nèi)容】①小型三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸。②小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配?！緝x器與設(shè)備】①10kW以下三相異步電動(dòng)機(jī)。②500V兆歐表。③活動(dòng)扳手、開(kāi)口扳手或套筒扳手、手錘、銅棒、油盒、拉具、刷子、煤油2kg、鈣鈉基潤(rùn)滑脂0.1kg。3．6技能訓(xùn)練3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝【方法與步驟】1．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸三相異步電動(dòng)機(jī)在拆卸前，應(yīng)預(yù)先在線頭、端蓋等處做好標(biāo)記，以便于修復(fù)后的裝配。在拆卸過(guò)程中，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行檢查和測(cè)量，并做好記錄。拆卸步驟如下：①切斷電源，拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)與電源連線，并對(duì)電源線線頭做好絕緣處理；②脫開(kāi)皮帶輪或聯(lián)軸器，拆掉地腳螺栓和接地線螺栓；③拆卸皮帶輪或聯(lián)軸器；④拆卸風(fēng)罩和風(fēng)葉；⑤拆卸軸承蓋和端蓋；⑥抽出或吊出轉(zhuǎn)子。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（1）皮帶輪或聯(lián)軸器的拆卸先在皮帶輪(或聯(lián)軸器)的軸伸端(或聯(lián)軸端)上做好尺寸標(biāo)記，再把皮帶輪或聯(lián)軸器上的定位螺釘或銷(xiāo)子松脫取下，用兩爪或三爪拉具，把皮帶輪或聯(lián)軸器慢慢拉出。絲桿尖端必須對(duì)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)軸端的中心，使受力均勻，便于拉出，如圖3-40所示。若拉不下來(lái)，切忌硬卸，可在定位螺釘孔內(nèi)注入煤油，待數(shù)小時(shí)后再拆。如仍拉不出，可用噴燈在皮帶輪或聯(lián)軸器四周加熱，使其膨脹，就可拉出，但加熱溫度不能太高，防止軸變形。不能用手錘直接敲擊皮帶輪，防止皮帶輪或聯(lián)軸器碎裂，使軸變形或端蓋等部件受損。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（1）皮帶輪或聯(lián)軸器的拆卸用拉具拆卸皮帶輪或聯(lián)軸器

3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（2）風(fēng)罩和風(fēng)扇葉的拆卸封閉式電動(dòng)機(jī)在拆卸皮帶輪或聯(lián)軸器后，就可以把外風(fēng)罩螺栓松脫，把風(fēng)罩取下，然后把轉(zhuǎn)軸尾端風(fēng)扇葉上的定位螺栓或銷(xiāo)子松脫，用金屬棒或手錘在風(fēng)扇葉四周均勻地輕敲，風(fēng)扇葉就可松脫下來(lái)。有的電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉是用塑料制成的，內(nèi)孔有螺紋，可用熱水使塑料風(fēng)扇葉膨脹后卸下。小型電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉一般不用拆下，可隨轉(zhuǎn)子一起抽出，但如果后端蓋內(nèi)的軸承需加油或更換時(shí)，就必須拆卸。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（3）軸承蓋的端蓋的拆卸先把軸承的外蓋螺栓松下，拆下軸承外蓋，然后松開(kāi)端蓋的緊固螺栓，在端蓋與機(jī)座的接縫處做好標(biāo)記，便于裝配，隨后用錘子均勻敲打端蓋四周（不可直接敲打，需襯以墊木），把端蓋取下。對(duì)于小型電動(dòng)機(jī)，可先把軸伸端的軸承外蓋卸下，再松下后端蓋的緊固螺栓（如風(fēng)葉是裝在軸伸端的，則需先把后端蓋外面的軸承外蓋取下），然后用木錘敲打軸伸端，這樣就可以把轉(zhuǎn)子連同端蓋一起取下。在抽出轉(zhuǎn)子時(shí)要小心，動(dòng)作要慢一些，要注意不可歪斜以免碰傷定子繞組。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（4）軸承的拆卸小型電動(dòng)機(jī)上用的軸承一般為滾動(dòng)軸承。拆卸滾動(dòng)軸承可用以下幾種方法。①用拉具拆卸。用拉具拆卸時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸承大小，選擇合適的拉具。拆卸時(shí)，拉具的腳爪應(yīng)扣在軸承的內(nèi)圈上，不能放在外圈上，否則要拉壞軸承。拉具的絲桿頂點(diǎn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)軸端中心，扳轉(zhuǎn)要慢，用力要均勻，如圖3-41所示。②用銅棒拆卸。軸承的內(nèi)圈墊上銅棒，用手錘敲打銅棒，把軸承敲出，如圖3-42所示。敲打時(shí)要在軸承內(nèi)圈四周相對(duì)兩側(cè)輪流均勻地敲打，不能偏敲一邊，用力不應(yīng)過(guò)猛。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（4）軸承的拆卸

圖3-41用拉具拆卸軸承圖3-42用銅棒敲打拆卸軸承3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（4）軸承的拆卸③擱在圓筒上拆卸。如圖3-43所示，在軸承的內(nèi)圈下面用兩塊鐵板夾住，擱在一個(gè)內(nèi)徑略大于轉(zhuǎn)子外徑的圓筒上面，在軸的端面上墊放鋁塊(或銅塊)，用手錘敲打，著力點(diǎn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)軸中心，圓筒內(nèi)放一些棉紗頭，以防軸承脫下時(shí)轉(zhuǎn)子和軸承摔壞。當(dāng)敲到軸承逐漸松動(dòng)時(shí)，用力要減弱。

圖3-43擱在圓筒上拆卸滾動(dòng)軸承3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法如下。（4）軸承的拆卸④如裝配過(guò)緊或因軸承氧化不易拆卸時(shí)，可將軸承內(nèi)圈加熱使其膨脹而松脫。加熱前，用濕布包好轉(zhuǎn)軸，防止熱量擴(kuò)散，用100~C左右的機(jī)油淋澆在軸承的內(nèi)圈上，趁熱用上述方法拆卸。⑤軸承在端蓋內(nèi)的拆卸。在拆卸電動(dòng)機(jī)時(shí)，若遇軸承留在端蓋軸承孔內(nèi)時(shí)，則采用圖3-44所示的拆卸方法，把端蓋止口面向上，平穩(wěn)地?cái)R在兩塊鐵板上，墊上一段直徑小于軸承外徑的金屬棒，沿軸承外圈敲打(用手錘敲金屬棒)，將軸承敲出。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝圖3-44拆卸端蓋孔內(nèi)的滾動(dòng)軸承

3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配電動(dòng)機(jī)的裝配工序按拆卸時(shí)的逆序進(jìn)行。裝配前，各配合處要先清理除銹。裝配時(shí)，應(yīng)將各部件按拆卸時(shí)所做的標(biāo)記復(fù)位。（1）裝配前清洗零部件將轉(zhuǎn)子用汽油或煤油洗凈油污再用清潔干布擦干待裝，定子鐵心表面也用清潔干布擦干凈油污，并用壓縮空氣吹凈定子繞組上灰塵及污垢。拆下的軸承用汽油或煤油去除油污擦干，再進(jìn)行檢查有無(wú)銹蝕，內(nèi)外軸承圈有無(wú)裂痕，用手轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)圈應(yīng)靈活無(wú)阻滯或過(guò)松現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)異常噪聲。如不正常應(yīng)換用同牌號(hào)的軸承，切忌勉強(qiáng)使用。如果換新軸承，應(yīng)將其置放在700~800C的變壓器油中加熱5min左右，待全部防銹油熔去后，再用汽油洗凈，用潔凈的布擦干待裝。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配（2）定子繞組測(cè)量將電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組頭尾并頭拆開(kāi)，用萬(wàn)用表測(cè)量三相繞組電阻值，阻值應(yīng)相等。使用500V的兆歐表測(cè)量各繞組間和繞組對(duì)鐵心的絕緣電阻，其絕緣電阻應(yīng)不低于0．5MΩ。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配（3）軸承的裝配在套裝前，應(yīng)將軸頸部分揩干凈，把經(jīng)過(guò)清洗并加好潤(rùn)滑脂的內(nèi)軸承蓋套在軸頸上。然后再將軸承裝套到轉(zhuǎn)子軸頸上。軸承的套裝有冷套法和熱套法兩種方法。①冷套法。將軸承套到軸上，對(duì)準(zhǔn)軸頸，用一段內(nèi)徑大于軸頸直徑、外徑要略小于軸承內(nèi)圈外徑的銅套，銅套的一端壓在軸承內(nèi)圈上，用鐵錘敲打銅套另一端，將軸承慢慢敲進(jìn)去，如圖3-45所示。如果有條件，最好用壓床壓入。圖3-45打入軸承

3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配②熱套法。將軸承放在800~1000C變壓器油中加熱30～40min左右，如圖3-46所示。加熱時(shí)將軸承放在網(wǎng)架上，不要與油箱箱底或箱壁接觸，油面要覆蓋軸承，加熱要均勻，溫度不能過(guò)高，時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免軸承退火。熱套時(shí)，要趁熱迅速把軸承一直推到軸肩，如圖3-47所示。如套不進(jìn)，應(yīng)檢查原因，如無(wú)外因，可用銅套頂住軸承內(nèi)圈，用木錘把軸承輕輕敲入。軸承套好后，用壓縮空氣吹去清洗軸承內(nèi)殘留的變壓器油，并擦干凈。

圖3-46加熱軸承圖3-47熱套軸承

③裝潤(rùn)滑脂。在軸承內(nèi)外圈里和軸承蓋里裝的潤(rùn)滑脂應(yīng)潔凈，塞裝要均勻，不應(yīng)完全裝滿。一般二極電動(dòng)機(jī)裝滿1／3～1／2的空腔容積，二極以上的電動(dòng)機(jī)裝滿軸承2／3的空腔容積即可。軸承內(nèi)外蓋的潤(rùn)滑脂一般為蓋內(nèi)容積的1／3～1／2。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配④后端蓋的安裝。用木錘將后端蓋輕輕敲入軸頸，使軸承裝入端蓋，要裝平不能歪斜。并用旋具將軸承蓋(已裝好潤(rùn)滑脂)裝上。將后端蓋連同轉(zhuǎn)子裝入機(jī)座時(shí)，要按原來(lái)標(biāo)記位置定位安裝。后端蓋止口嵌入機(jī)座時(shí)用木錘輕輕敲平，再旋上螺釘，但不要擰緊。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配⑤前端蓋的裝配。將前軸承按規(guī)定加入潤(rùn)滑脂，用安裝后端蓋相同方法裝入前端蓋。將前端蓋止口嵌入機(jī)座，仍用木錘均勻地輕輕敲擊端蓋四周，敲平后擰上螺釘，也不要擰緊。再用螺釘從軸承外蓋安裝孔內(nèi)伸入端蓋內(nèi)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，使軸承內(nèi)蓋被螺釘擰上。在擰緊前后端蓋螺釘時(shí)要用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，應(yīng)無(wú)阻滯或偏重現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活、均勻，方可擰緊螺釘，要按對(duì)角線上下左右逐步擰緊，不能先擰緊一個(gè)，再擰緊另—一個(gè)。否則易造成凸耳斷裂和轉(zhuǎn)子同心度不良等。然后再裝前軸承外端蓋，先在外軸承蓋孔內(nèi)插入一根螺栓，一手頂住螺栓，另一手緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，軸承內(nèi)蓋也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)手感覺(jué)到軸承內(nèi)外蓋螺栓對(duì)齊時(shí)，就可以將螺栓擰入軸承蓋的螺孔內(nèi)，再裝另兩根螺栓。擰緊時(shí)也應(yīng)逐步擰緊。這一步驟是裝配電動(dòng)機(jī)關(guān)鍵所在，要耐心細(xì)致地進(jìn)行，以免影響電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配⑥風(fēng)扇葉與風(fēng)罩的裝配安裝風(fēng)扇葉時(shí)要按照拆卸時(shí)位置裝進(jìn)，否則將會(huì)碰擦端蓋或風(fēng)葉罩。最后安裝風(fēng)葉罩，將螺釘擰緊。風(fēng)扇葉和風(fēng)罩裝配完畢后，用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、均勻、無(wú)停滯、摩擦和偏重現(xiàn)象。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配⑦皮帶輪或聯(lián)軸器的裝配安裝時(shí)，首先將鍵裝入轉(zhuǎn)軸鍵槽中，再將皮帶輪或聯(lián)軸器上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)鍵后，用木錘均勻地輕輕敲打皮帶輪或聯(lián)軸器，當(dāng)鍵進(jìn)入鍵槽后再在皮帶輪或聯(lián)軸器的端面上墊上木板用手錘用力敲打，直到帶輪進(jìn)入原定位置。若打入困難時(shí)，應(yīng)在軸的另一端墊上木塊頂在墻上，再打入皮帶輪或聯(lián)軸器。3.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝2．小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝配⑧裝配后的檢驗(yàn)檢查所有的緊固螺栓是否擰緊：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無(wú)摩擦現(xiàn)象及聲音異常：軸伸端徑向有無(wú)偏擺的情況等。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

【訓(xùn)練目的】①掌握三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端的判別方法。②熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)繞組首尾端判別操作過(guò)程?！居?xùn)練內(nèi)容】①用直流法判斷三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端。②用剩磁法判斷三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端。③用交流法判斷三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

【儀器與設(shè)備】①萬(wàn)用表1塊。②單極開(kāi)關(guān)1個(gè)。③1號(hào)電池1節(jié)。④三相籠式異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)。⑤電工工具1套、軟導(dǎo)線若干。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

【原理與說(shuō)明】定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，三相繞組按一定規(guī)律嵌裝于定子鐵心槽內(nèi)中，每相繞組引出兩個(gè)抽頭，U1、V1、W1分別為三相繞組的首端，U2、V2、W2分別為三相繞組的尾端，三相共六個(gè)抽頭按一定規(guī)律接在電動(dòng)機(jī)外殼接線盒的六個(gè)接線柱上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)接線板損壞或電動(dòng)機(jī)重新繞制后，定子繞組的六個(gè)線頭無(wú)法分清時(shí)，不能盲目接線，以免電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)引起三相電流不平衡，使電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或電動(dòng)機(jī)定子繞組由于過(guò)熱而燒毀等嚴(yán)重事故。因此必須分清六個(gè)線頭的首尾端后，才允許接線。用萬(wàn)用表判別三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的首尾端。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

【方法與步驟】1．直流法①用萬(wàn)用表電阻擋分別找出三相定子繞組的各相兩個(gè)線頭，并用打結(jié)方式做好標(biāo)記。②將萬(wàn)用表轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于直流電流毫安擋(或微安擋)，并給其中一相繞組假設(shè)編號(hào)，如假設(shè)W1接萬(wàn)用表正極，W2接萬(wàn)用表負(fù)極，連接方法如圖3-48所示。圖3-48用直流法判別電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

③選取未接萬(wàn)用表的兩相中的任意一相兩個(gè)線頭進(jìn)行判別，注視萬(wàn)用表指針的擺動(dòng)方向。合上開(kāi)關(guān)瞬間，若指針擺向大于零的一邊，則接電池負(fù)極的線頭與萬(wàn)用表正極所接的線頭同為首端或尾端；如指針?lè)聪驍[動(dòng)，則電池正極所接的線頭與萬(wàn)用表，正極所接的線頭同為首端或尾端。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

2．剩磁法①用萬(wàn)用表電阻擋分別找出三相定子繞組的各相兩個(gè)線頭，并用打結(jié)方式做好標(biāo)記。②給各相繞組假設(shè)編號(hào)為U1、U2，V1、V2，Wl、W2。③將萬(wàn)用表轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于直流電流毫安擋(或微安擋)，按圖3-49所示方法連接。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

（a）指針不動(dòng)時(shí)首尾正確（b）指針擺動(dòng)時(shí)首尾端不對(duì)圖3-49剩磁法判別電動(dòng)機(jī)繞組首尾端④用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，如萬(wàn)用表(毫安擋或微安擋)指針不動(dòng)，則證明假設(shè)的編號(hào)是正確的；若指針有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明其中一相首尾端假設(shè)編號(hào)不對(duì)，應(yīng)逐相對(duì)調(diào)重測(cè)，直至正確(指針不動(dòng))為止。3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首尾端判斷

3．交流法①用萬(wàn)用表電阻擋分別找出三相定子繞組的各相兩個(gè)線頭，并用打結(jié)方式做好標(biāo)記。②按圖3-50(a)所示，將三相繞組接成“Y”形。將其中任一相接入交流36V電源，另二相出線接萬(wàn)用表(10V交流擋)，記下有無(wú)讀數(shù)，然后改接成如圖3-50(b)所示的接法，測(cè)試后再記下讀數(shù)。如果兩次都無(wú)讀數(shù)，說(shuō)明接在星點(diǎn)的三相為首端或尾端：若都有讀數(shù)，說(shuō)明兩次都是沒(méi)有接電源的那一相接反；若兩次中只有一次無(wú)讀數(shù)，另一次有讀數(shù)，說(shuō)明無(wú)讀數(shù)的那一次接電源的相接反了。3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定【訓(xùn)練目的】①熟悉并掌握測(cè)功機(jī)的原理和使用方法。②掌握負(fù)載法測(cè)取三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性的方法?！居?xùn)練內(nèi)容】①設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)線路，用渦流測(cè)功機(jī)作負(fù)載，測(cè)取三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。②將三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)至額定運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)取額定電流時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，計(jì)算輸出功率。3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定【儀器與設(shè)備】①異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)。②功率表2臺(tái)。③調(diào)壓器1只。④電流表2只。⑤電壓表1只。⑥渦流測(cè)功機(jī)1臺(tái)。⑦電工工具若干。3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定【原理與說(shuō)明】異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在額定電壓和額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n(或轉(zhuǎn)差率s)、電磁轉(zhuǎn)矩Tem（或輸出轉(zhuǎn)矩T2）、定子電流I1、效率η和功率因數(shù)cosφ1與輸出功率P2之間的關(guān)系曲線。即U1=UN，f1=fN時(shí)，n、Tem、I1、、cosφ1=f（P2）。工作特性可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)直接加負(fù)載試驗(yàn)得到。

3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定【原理與說(shuō)明】圖3-51渦流測(cè)功機(jī)測(cè)功機(jī)也稱(chēng)測(cè)功器，主要用于測(cè)試電動(dòng)機(jī)的功率，也可作為齒輪箱、減速機(jī)、變速箱的加載設(shè)備，用于測(cè)試它們的傳遞功率。渦流測(cè)功機(jī)是利用渦流產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)測(cè)量機(jī)械轉(zhuǎn)矩的裝置。它由電磁滑差離合器（見(jiàn)電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)）、測(cè)力計(jì)組成。3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定【電路】圖3-52三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定【方法與步驟】①自己設(shè)計(jì)并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)線路圖并接線，仔細(xì)檢查。（圖3-52為實(shí)驗(yàn)參考圖）②自耦調(diào)壓器調(diào)零后接通三相電源，逐步增加電壓?jiǎn)?dòng)電動(dòng)機(jī)，保持端電壓380V不變。③調(diào)節(jié)勵(lì)磁電阻Ｒ,使渦流測(cè)功機(jī)電流為零，合上負(fù)載開(kāi)關(guān)Q3,逐漸增加負(fù)載使I1=IN讀取三相電流、功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，逐漸減小負(fù)載直至空載，測(cè)取7-9點(diǎn)，記入表3-4中。④拉斷開(kāi)關(guān)Q1使電動(dòng)機(jī)切斷電源，開(kāi)始停轉(zhuǎn)。然后再拉開(kāi)關(guān)Q3。3.6.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)定U=380V序號(hào)實(shí)驗(yàn)值計(jì)算值IPⅠPⅡP1T2nP2ηCosφ123456表3-4工作特性數(shù)據(jù)