電工技術(shù)電動(dòng)機(jī)

電工技術(shù)電動(dòng)機(jī)第一頁，共八十頁，2022年，8月28日電機(jī)：實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能互相轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械電機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)：把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)。：把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)。電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)本章主要討論異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性。第二頁，共八十頁，2022年，8月28日§7—1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)機(jī)定子轉(zhuǎn)子機(jī)座鐵心繞組端蓋鐵心繞組轉(zhuǎn)軸風(fēng)扇籠型線型一、結(jié)構(gòu)第三頁，共八十頁，2022年，8月28日接法接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2聯(lián)結(jié)第四頁，共八十頁，2022年，8月28日?二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理引入：電流周圍產(chǎn)生磁場：右手螺旋定則變化的磁場產(chǎn)生電流：楞次定律通電導(dǎo)線在磁場中受到力：左手定則第五頁，共八十頁，2022年，8月28日（一）定子的旋轉(zhuǎn)磁場

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生o第六頁，共八十頁，2022年，8月28日o規(guī)定

i:“+”首端流入，尾端流出。

i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入ωt=0第七頁，共八十頁，2022年，8月28日AXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁

場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°600動(dòng)畫

to90o第八頁，共八十頁，2022年，8月28日AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°取決于三相電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。動(dòng)畫任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)AXCZBY0to第九頁，共八十頁，2022年，8月28日3.旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，即：otAXBYCZAXYCBZ第十頁，共八十頁，2022年，8月28日

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC第十一頁，共八十頁，2022年，8月28日極對數(shù)動(dòng)畫旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0第十二頁，共八十頁，2022年，8月28日4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速工頻：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)p=1時(shí)0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ第十三頁，共八十頁，2022年，8月28日p=2時(shí)0第十四頁，共八十頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與極對數(shù)p的關(guān)系極對數(shù)每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對數(shù)p有關(guān)。可見:第十五頁，共八十頁，2022年，8月28日（二）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)1.轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF力臂r第十六頁，共八十頁，2022年，8月28日

2.轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。第十七頁，共八十頁，2022年，8月28日異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例1：一臺三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的磁極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為第十八頁，共八十頁，2022年，8月28日

三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器類似。變壓器：變化eU1E1=4.44fN1

E2=4.44fN2E1、E2頻率相同，都等于電源頻率。異步電動(dòng)機(jī)每相電路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f23、電動(dòng)勢和電流第十九頁，共八十頁，2022年，8月28日異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場切割導(dǎo)體e，

U1

E1=4.44

f1N1每極磁通旋轉(zhuǎn)磁場與定子導(dǎo)體間的相對速度為n0，所以5、定子感應(yīng)電勢的頻率f1感應(yīng)電勢的頻率與磁場和導(dǎo)體間的相對速度有關(guān)f1=電源頻率f第二十頁，共八十頁，2022年，8月28日6、轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2∵定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化定子感應(yīng)電勢頻率f1轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子間的相對轉(zhuǎn)速為（n0-n），所以

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2旋轉(zhuǎn)磁場切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同第二十一頁，共八十頁，2022年，8月28日7、轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢E2E2=4.44f2N2=4.44sf1N2

當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0(s=1)時(shí)，f2最高，即f2=f1，且E2最大，有E20=4.44

f1N2轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的感應(yīng)電勢即E2=

sE20

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電勢，與轉(zhuǎn)差率有關(guān)8、轉(zhuǎn)子感抗X2當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0(s=1)時(shí)，f2最高，且X2最大，有X20=2

f1L2即X2=

sX20

第二十二頁，共八十頁，2022年，8月28日9、轉(zhuǎn)子電流I210、轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cos2轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流第二十三頁，共八十頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率

s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速

n有關(guān)。I2cos2s1I2,O第二十四頁，共八十頁，2022年，8月28日§7-2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性一、轉(zhuǎn)矩特性

異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流相互作用而產(chǎn)生的。磁場越強(qiáng)，轉(zhuǎn)子電流越大，則電磁轉(zhuǎn)矩也越大?？梢宰C明，三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流、定子旋轉(zhuǎn)磁場的每極磁通及轉(zhuǎn)子功率因數(shù)成正比。及可表示為第二十五頁，共八十頁，2022年，8月28日常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)因第二十六頁，共八十頁，2022年，8月28日由公式可知電磁轉(zhuǎn)矩的另一表達(dá)式1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1T2.當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對

T有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2，從而改變轉(zhuǎn)距。第二十七頁，共八十頁，2022年，8月28日二、機(jī)械特性

轉(zhuǎn)矩特性Ｔ＝?（ｓ）曲線表示了電源電壓一定時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系。但在實(shí)際應(yīng)用中，更直接需要了解的是電源電壓一定時(shí)轉(zhuǎn)速ｎ與電磁轉(zhuǎn)矩Ｔ的關(guān)系，即ｎ=?（Ｔ）曲線，這條曲線成為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。

根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ｎ與轉(zhuǎn)差率ｓ的關(guān)系，可將Ｔ＝?（ｓ）曲線變換為ｎ＝?（Ｔ）曲線。第二十八頁，共八十頁，2022年，8月28日OTS根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：OT動(dòng)畫1動(dòng)畫第二十九頁，共八十頁，2022年，8月28日OT異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)適應(yīng)機(jī)械負(fù)載的變化OT額定工作點(diǎn)穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)定區(qū)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線1、穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)以最大轉(zhuǎn)矩為界，機(jī)械特性分為兩個(gè)區(qū)，上邊為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，下邊為不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。第三十頁，共八十頁，2022年，8月28日電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。（1）額定轉(zhuǎn)矩TN2、三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩OT額定轉(zhuǎn)矩(N?m)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為第三十一頁，共八十頁，2022年，8月28日（2）最大轉(zhuǎn)矩Tm轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tm，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率OTTm將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得第三十二頁，共八十頁，2022年，8月28日當(dāng)U1

一定時(shí)，Tm為定值過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為工作時(shí)必須使T2

<Tm，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞。(2)sm與R2有關(guān)，R2smn。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。第三十三頁，共八十頁，2022年，8月28日（3）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)n=0時(shí)，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當(dāng)使

R2Tst。對繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tm

。

Tst體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。

若

Tst

>T2電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。OTTst起動(dòng)能力第三十四頁，共八十頁，2022年，8月28日3、U1和R2變化對機(jī)械特性的影響(1)

U1變化對機(jī)械特性的影響UTmTstT2TO第三十五頁，共八十頁，2022年，8月28日(2)R2變化對機(jī)械特性的影響TOR2Tstn硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。第三十六頁，共八十頁，2022年，8月28日三、運(yùn)行特性電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載）。此過程中，n、sE2,I2

I1電源提供的功率自動(dòng)增加。T2sT2>TT=T2nT

T′2達(dá)到新的平衡T2常用特性段TO第三十七頁，共八十頁，2022年，8月28日異步電動(dòng)機(jī)的銘牌**電機(jī)廠出廠日期編號50Hz頻率150kg重量1460r/min轉(zhuǎn)速75oC溫升30.3A電流B級絕緣等級380V電壓S1工作方式15kW功率Δ接法Y160L-4型號三相異步電動(dòng)機(jī)§7-3三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)第三十八頁，共八十頁，2022年，8月28日1.型號

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)例如：Y160L－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)(S：短機(jī)座；M：中機(jī)座；L：長機(jī)座)第三十九頁，共八十頁，2022年，8月28日2、電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時(shí)采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時(shí)采用

聯(lián)結(jié)。說明：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5%。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過高或過低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值,從而使電動(dòng)機(jī)過熱。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓有效值。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V,

及6000V等多種。第四十頁，共八十頁，2022年，8月28日3、電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

4、功率鼠籠電機(jī)

=72~93％電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2，即額定功率。它不等于從電源吸取的電功率P1。第四十一頁，共八十頁，2022年，8月28日5、頻率是指電動(dòng)機(jī)所用交流電源的頻率。定子三相繞組的聯(lián)接方法。6、接法我國電力系統(tǒng)規(guī)定為50HZ。通常W2U2V2V1W1U1接線盒注：名牌上標(biāo)有兩種電壓、電流的電動(dòng)機(jī)應(yīng)同時(shí)標(biāo)明Y/兩種聯(lián)接法。第四十二頁，共八十頁，2022年，8月28日7、工作方式S1表示連續(xù)工作，允許在額定情況下連續(xù)長期運(yùn)行。如：水泵、通風(fēng)機(jī)、機(jī)床等設(shè)備所用的異步電動(dòng)機(jī)。S2表示短時(shí)工作，是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間短、停車時(shí)間長的工作方式。如：水壩閘門的啟閉、機(jī)床中尾架、橫梁的移動(dòng)和夾緊等。S3表示斷續(xù)工作，又叫重復(fù)短時(shí)工作，是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行與停車交替的工作方式。如：吊車、起重機(jī)等。第四十三頁，共八十頁，2022年，8月28日8、絕緣等級指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H、C等幾個(gè)等級，A級最低(105oC)，C級最高(>180oC)。11、溫升電動(dòng)機(jī)的溫升是指允許電動(dòng)機(jī)繞組溫度高出周圍環(huán)境溫度的最大溫差。注意：規(guī)定的電動(dòng)機(jī)允許最高溫度比其所用絕緣材料的最高允許溫度為低。第四十四頁，共八十頁，2022年，8月28日§7-4三相異步電動(dòng)機(jī)的使用一、起動(dòng)起動(dòng)問題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過熱后果：原因：起動(dòng)：

n=0，s=1,接通電源。起動(dòng)時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流定子電流

電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)就是把電動(dòng)機(jī)的定子繞組與電源接通，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由靜止加速到以一定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行的過程。第四十五頁，共八十頁，2022年，8月28日1、直接起動(dòng)用開關(guān)將額定電壓直接加到定子繞組上使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，就是直接啟動(dòng)，又稱全壓起動(dòng)。

二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡單，操作方便，起動(dòng)過程短。注：只要電網(wǎng)的容量允許，應(yīng)盡量采用直接起動(dòng)。二起動(dòng)方法鼠籠式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)有直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)第四十六頁，共八十頁，2022年，8月28日設(shè)：電機(jī)每相阻抗為2、降壓起動(dòng)(1)Y－換接起動(dòng)

降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的+－

起動(dòng)U1U2V1V1W1W2+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W2第四十七頁，共八十頁，2022年，8月28日Y－

起動(dòng)器接線簡圖L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1△動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)第四十八頁，共八十頁，2022年，8月28日Y－

起動(dòng)器接線簡圖Y起動(dòng)L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

起動(dòng)UPU1+＿Ul+＿U2V1V2W1W2第四十九頁，共八十頁，2022年，8月28日Y－

起動(dòng)器接線簡圖

工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2正常運(yùn)行Ul+＿U1V1V2W1W2第五十頁，共八十頁，2022年，8月28日(a)僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

(b)Y－

起動(dòng)Y－

換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合Y-換接起動(dòng)應(yīng)注意的問題正常運(yùn)行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動(dòng)+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1第五十一頁，共八十頁，2022年，8月28日(2)自耦降壓起動(dòng)L1L3L2FUQ

Q2下合：接入自耦變壓器，降壓起動(dòng)。

Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。合刀閘開關(guān)QQ2

自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成Y形不能采用Y－起動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。工作起動(dòng)第五十二頁，共八十頁，2022年，8月28日（3）軟起動(dòng)軟起動(dòng)是指，起動(dòng)時(shí)通過軟起動(dòng)器（一種晶閘管調(diào)壓裝置）使電壓從某一較低值逐漸上升至額定值，起動(dòng)后再用旁路接觸器KM使電動(dòng)機(jī)投入正常運(yùn)行。圖FU1中是普通熔斷器，而FU2是快速熔斷器，保護(hù)軟起動(dòng)器用的。M3~軟起動(dòng)器L1L2L3QSFU1FU2KM第五十三頁，共八十頁，2022年，8月28日RRR滑環(huán)電刷定子轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子電路中，起動(dòng)后將R短路。起動(dòng)電阻

3、繞線式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)?第五十四頁，共八十頁，2022年，8月28日

若R2選得適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。R2-TTst

-TO轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)第五十五頁，共八十頁，2022年，8月28日例1

有一Y225M—4型三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：試求：（1）額定電流；（2）額定轉(zhuǎn)差率sN；（3）額定轉(zhuǎn)矩TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。功率轉(zhuǎn)速電壓效率功率因數(shù)Ist/IN

Tst/TN

Tmax/TN45kw1480r/min380V92.3%0.887.01.92.2第五十六頁，共八十頁，2022年，8月28日解：（1）4~100kW的電動(dòng)機(jī)通常都是380V、△聯(lián)接。（2）由已知n=1480r/min，而電動(dòng)機(jī)是四級的，即p=2,可知n0=1500r/min。（3）第五十七頁，共八十頁，2022年，8月28日例2

上題中：（1）如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為510.2N·m，試問在U=UN和U‘=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（2）在采用Y-△換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩TN的80%和50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？解：（1）在U=UN時(shí)，Tst=551.8N·m>510.2N·m，所以能啟動(dòng)。在U‘=0.9UN時(shí)，Tst‘=0.92×551.8=447N·m<510.2N·m，所以不能起動(dòng)。（2）在80%額定負(fù)載時(shí)在50%額定負(fù)載時(shí)不能起動(dòng)可以起動(dòng)第五十八頁，共八十頁，2022年，8月28日1、變頻調(diào)速(無級調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲三種電氣調(diào)速方法二、調(diào)速調(diào)速是指在電動(dòng)機(jī)負(fù)載不變的情況下人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。第五十九頁，共八十頁，2022年，8月28日2、變極調(diào)速(有級調(diào)速)

變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS第六十頁，共八十頁，2022年，8月28日A1X1A2X2ii??P=1采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。A1··A2X1X2SN第六十一頁，共八十頁，2022年，8月28日To3、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

(無級調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。nn'??TLTLs

′s??Tso第六十二頁，共八十頁，2022年，8月28日三、制動(dòng)1、能耗制動(dòng)制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)

在斷開三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組斷電后，轉(zhuǎn)子及拖動(dòng)系統(tǒng)因慣性作用，總要經(jīng)過一段時(shí)間才能停轉(zhuǎn)，為此需要對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。第六十三頁，共八十頁，2022年，8月28日nF轉(zhuǎn)子Tn0=02、反接制動(dòng)停車時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

M3~+-運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)?RP第六十四頁，共八十頁，2022年，8月28日M3~運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)?nF轉(zhuǎn)子Tn03、發(fā)電反饋制動(dòng)

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制第六十五頁，共八十頁，2022年，8月28日動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子Tn0n>n0第六十六頁，共八十頁，2022年，8月28日

單相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于電動(dòng)工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。特點(diǎn)在于定子繞組通入的是單相交流電，所產(chǎn)生的是一個(gè)位置固定不變，而大小和方向隨時(shí)間作正弦變化的脈動(dòng)磁場。若不采取措施，將無法獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。必須再加一個(gè)與此脈動(dòng)磁場頻率相同、相位不同、在空間相差一個(gè)角度的另一脈動(dòng)磁場與其合成。一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

§7-5單相異步電動(dòng)機(jī)使用單相交流電源的異步電動(dòng)機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。

第六十七頁，共八十頁，2022年，8月28日為了獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單相異步電動(dòng)機(jī)的定子進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。常用的單相異步電動(dòng)機(jī)有電容分相式異步電動(dòng)機(jī)和罩極式異步電動(dòng)機(jī)。他們都采用鼠籠式轉(zhuǎn)子，但定子結(jié)構(gòu)不同。一、電容分相式異步電動(dòng)機(jī)

電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置有兩個(gè)繞組，一個(gè)是工作繞組A–A'，另一個(gè)是起動(dòng)繞組B–B',兩個(gè)繞組在空間相隔90o。起動(dòng)時(shí)，B–B'繞組經(jīng)電容接電源，兩個(gè)繞組的電流相位相差近90o，即可獲得所需的旋轉(zhuǎn)磁場。第六十八頁，共八十頁，2022年，8月28日電容分相式異步電動(dòng)機(jī)iAS??ABB'???A~iB設(shè)兩相電流為兩相電流正弦波形如圖所示。工作繞組iBiAO起動(dòng)繞組第六十九頁，共八十頁，2022年，8月28日ABB'A'ABB'A'ABB'A'兩相旋轉(zhuǎn)磁場動(dòng)畫450900iBiAO第七十頁，共八十頁，2022年，8月28日S???ABB'???iAiBA12~實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的電路改變電容C的串聯(lián)位置，可使單相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。將開關(guān)S合在位置1，電容C與B繞組串聯(lián)，電流iB較iA超前近90；當(dāng)將S切換到位置2，電容C與A繞組串聯(lián)，電流iA

較iB

超前近90。這樣就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，利用離心力將開關(guān)S斷開(S是離心開關(guān))，使起動(dòng)繞組B–B′斷電。M~第七十一頁，共八十頁，2022年，8月28日二、罩極式單相異步電機(jī)~~i12定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌(極靴)第七十二頁，共八十頁，2022年，8月28日當(dāng)電流i流過定子繞組時(shí)，產(chǎn)生了一部分磁通1，同時(shí)產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用生成了磁通2。由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的阻礙作用，使得2在相位上滯后1，從而在電動(dòng)機(jī)定子極掌上形成一個(gè)向短路環(huán)方向移動(dòng)的磁場，使轉(zhuǎn)子獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，轉(zhuǎn)向不能改變，常用于電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)中；電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)向可改變，故常用于洗衣機(jī)等電器中。

優(yōu)點(diǎn)：能在單相交流電源上使用，但它的效率、功率因數(shù)、和過載能力都較低，只生產(chǎn)額定功率小于1KW以下的小容量單相異步電動(dòng)機(jī)。第七十三頁，共八十頁，2022年，8月28日§7-6特種異步電動(dòng)機(jī)一、力矩電動(dòng)機(jī)

異步力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通籠型異步電動(dòng)機(jī)相同，但經(jīng)過參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)，它的機(jī)械特性曲線近似一條陡降的直線。