電工技術(shù)基礎(chǔ)講解課程課件一二

第八章交流電動機第八章交流電動機8.1三相異步電動機的結(jié)構(gòu)8.2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理8.3三相異步電動機的電路分析8.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性8.5三相異步電動機的起動8.6三相異步電動機的調(diào)速8.7三相異步電動機的制動8.8三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)8.9三相異步電動機的選擇（自學）8.11單相異步電動機§§§§§§§§§§交流電動機電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、異勵、串勵、復(fù)勵鼠籠式交流異步電動機授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機械特性、控制方法電動機的分類：YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。繞線式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子§8.1三相異步電動機的構(gòu)造三相感應(yīng)電動機的定子

定子由機座、定子鐵心、定子繞組組成：1、機座：起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。2、定子鐵心：由厚0.5mm的硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開有均勻的槽，嵌放定子繞組。3、定子繞組：由完全相同的三個繞組組成，空間互差120度，可接成Y或Δ。三相感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成：1、轉(zhuǎn)子鐵心：和定子鐵心一樣，既是電動機磁路的一部分，又能安放轉(zhuǎn)子繞組。2、轉(zhuǎn)子繞組：有籠型和繞線型兩種。（1）籠型繞組：導(dǎo)體用銅條或鋁條，兩頭用端環(huán)聯(lián)接。結(jié)構(gòu)可靠簡單，但是轉(zhuǎn)子電阻固定。（2）繞線型轉(zhuǎn)子：接成星型的三相繞組通過滑環(huán)與外電路聯(lián)接，便于串入電阻改善電動機的運行性能?！?.2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理磁鐵閉合線圈磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線長度磁感應(yīng)強度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致

結(jié)論：異步2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢

由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向是一致的，所以如果n=n1，則磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。所以，感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子速度不可能等于磁場速度。因此，這種電動機一般也叫做異步電動機。三相感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速小于磁場速度1、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ在異步機中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出()電流入XAXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：三相感應(yīng)電動機的工作原理（圖解）nNSTfn1fU1V1W1U2V2W2WVUit分析規(guī)定：

電流I為正時，從首端流入、末端流出；電流I為負時，從首端流出、末端流入。1旋轉(zhuǎn)磁場的定性分析圖解NS1232NS3NS44NS55NS6NS6U1V1W1U2V2W2旋轉(zhuǎn)磁場的連續(xù)觀察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序（換接其中兩相）2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向

方法：將與電源相接的任意兩相互換(改變相序)，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源3、極對數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法（每相繞組只有一組線圈）下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：AXYCBZC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'3、旋三轉(zhuǎn)磁三場的轉(zhuǎn)速三大小

一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°。則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ極對三數(shù)和三轉(zhuǎn)速三的關(guān)三系：三相三異步三電動三機的三同步三（旋三轉(zhuǎn)磁三場）三轉(zhuǎn)速三：極對三數(shù)每個三電流三周期磁場三轉(zhuǎn)過三的空三間角三度同步三轉(zhuǎn)速電動三機轉(zhuǎn)三速和三旋轉(zhuǎn)三磁場三同步三轉(zhuǎn)速三的關(guān)三系：電動機轉(zhuǎn)速:電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動機無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果5、轉(zhuǎn)三差率三的三概念三：異步三電機三運行三中:轉(zhuǎn)差三率為三旋轉(zhuǎn)三磁場三的同三步轉(zhuǎn)三速和三電動三機轉(zhuǎn)三速之三差。三即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）三相三異步三電動三機的三“電三－磁三”關(guān)三系：i2轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2：漏磁通產(chǎn)生的漏感應(yīng)電動勢。：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。e1e2、e

1e

2、設(shè)：則：定子邊：§8三.3三相三異步三電動三機的三電路三分析R1R2i1u1e1e

1e2e

2同理得轉(zhuǎn)子邊：i2：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度電磁三轉(zhuǎn)矩T：轉(zhuǎn)子三中各三載流三導(dǎo)體三在旋三轉(zhuǎn)磁三場的三作用三下,受到三電磁三力所三形成三的轉(zhuǎn)三距之三總和三。常數(shù)每極三磁通轉(zhuǎn)子三電流轉(zhuǎn)子電路的8.三4.三1轉(zhuǎn)矩三公式§8三.4三相三異步三電動三機的三轉(zhuǎn)矩三與機三械特三性R1R2i1u1e1e

1e2e

2其中轉(zhuǎn)子功率因數(shù)：i2COSψ2I2I2,COSψ21S0結(jié)論三：轉(zhuǎn)子三電路三的電三動勢三、電三流、三頻率三、感三抗、三功率三因數(shù)三等都三與轉(zhuǎn)三差率S有關(guān)三，與轉(zhuǎn)三差率S的關(guān)三系如三右圖三所示三。I2、CO三Sψ2將其中參數(shù)代入：得到轉(zhuǎn)矩公式8.三4.三2三相三電動三機的三機械三特性根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式10n0Tn得特性曲線：電動三機的三自適三應(yīng)負三載能三力：電動三機的三電磁三轉(zhuǎn)矩三可以三隨負三載的三變化三而自三動調(diào)三整，這種三能力三稱為三自適三應(yīng)負三載能三力。常用特性段n0nT自適應(yīng)負載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點。（如：柴油機當負載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負載。）直至新的平衡。此過程中，時，電源提供的功率自動增加。三個三重要三轉(zhuǎn)矩三：n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運行，輸出額定功率

時，電機轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛三頓?米）nN如果電機將會因帶不動負載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機帶動最大負載的能力。n0Tn求解過載系數(shù)：三相異步機工作時，一定令負載轉(zhuǎn)矩，否則電機將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機的和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。（2）電機嚴重過熱起動轉(zhuǎn)矩：(3)電機起動時的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若電機能起動，否則將起動不了。機械三特性三和電三路參三數(shù)的三關(guān)系和電三壓的三關(guān)系結(jié)論：和轉(zhuǎn)三子電三阻的三關(guān)系R2的

改變

：鼠籠式電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機外接電阻不同。

令：得：結(jié)論：機械三特性三的軟三硬硬特三性：三負載三變化三時，三轉(zhuǎn)速三變化三不大三，運三行特三性好三。軟特三性：三負載三增加三轉(zhuǎn)速三下降三較快三，但三起動三轉(zhuǎn)矩三大，三起動特三性好三。硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）不同場合應(yīng)選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機?！?.三5三相三異步三機的三起動起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響：三相三異步三機的三起動三方法三：（1）三直接三起動三。二三三十三千瓦三以下三的異三步電三動機三一般采用三直接三起動三。（2）降壓起動。Y－起動自耦降壓起動（3）轉(zhuǎn)三子串三電阻三起動三。以下介紹Y－起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。Y－起動三：正常運行AZBYXC

起動ABCXYZ設(shè)：電機每相阻抗為AZBYXC正常運行UPABCXYZ起動UP'（2）Y－起動應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合Y－起動。轉(zhuǎn)子三串電三阻起三動定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動三時將三適當三的R串入三轉(zhuǎn)子三繞組三中，三起動三后將R短路三。轉(zhuǎn)子三串電三阻起三動的三特點三：適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動機起動。（1）（2）R2選的適當，轉(zhuǎn)三子串三電阻三既可三以降三低起三動電三流，又可三以增三加起三動力三矩?！?.三6三相三異步三電動三機的三調(diào)速1.改變極對數(shù)有級調(diào)速。2.

改變轉(zhuǎn)差率

無級調(diào)速調(diào)速方法：ST3.改變?nèi)娫慈l率(變頻三調(diào)速)無級三調(diào)速變頻三電源可變此種三調(diào)速三方法三發(fā)展三很快三，且三調(diào)速三性能三較好三。其三主要三環(huán)節(jié)三是研三制變?nèi)l電三源（三常由三整流三器、三逆變?nèi)鞯热M成三）。制動三方法三：1.抱閘：加三機械三抱閘三；2.反接三制動：停三車時三，將三電動三機接三電源三的意兩相三反接三，使三電動三機由三原來三的旋三轉(zhuǎn)方三向反三過來三，以三達制三動的三目的三；§8.三7三相三異步三電動三機的三制動反接制動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動時要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成，引起。注意：4.發(fā)電三反饋三制動三：令電三機轉(zhuǎn)三子的三轉(zhuǎn)速三超過旋轉(zhuǎn)三磁場三的同三步轉(zhuǎn)三速，三便會產(chǎn)三生制三動轉(zhuǎn)三矩。M3~+-運行制動nF轉(zhuǎn)子3.能耗三制動：停三車時三，斷三開交三流電三源，三接至三直流電源三上，三產(chǎn)生三制動三轉(zhuǎn)矩三；nFno1.型號Y三13三2M－4磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率8.三8三相三異步三電動三機的銘牌三數(shù)據(jù)§2.轉(zhuǎn)速:電機軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分3.聯(lián)接三方式：Y/接法三：Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：三相三異步三電動三機的三接線三方法V2U1U2V1W1W2定子繞組在接線盒中布置定子繞組的Y型連接定子繞組的Δ型連接4.額定三電壓三：定三子繞三組在指定三接法下應(yīng)三加的線電三壓.說明三：一三般規(guī)三定電三動機三的運三行電三壓不三能高三于或三低于三額定三值的5％。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ例：38三0/三22三0三Y三/是指三：線三電壓三為38三0V時采三用Y接法三；當線三電壓三為22三0V時采三用接法三。電壓三波動三對電三動機三的影三響5.額定三電流三：定子三繞組三在指定三接法下的線電三流。如：表示三：三角三形接三法時，電三機的線電三流為11三.2三A，相電三流為6.三48三A；星形三接法三時線三、相三電流三均為6.三48三A。6.額定功率P2：

額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率（），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：其中鼠籠電機=72－93％額定三負載三時co三s1一般三為0.三7三~三0.三9，三空三載時三功率三因數(shù)三很低三約為0.三2三~三0.三3。額三定負三載時三，功三率因三數(shù)最三大。注意三：實三用中三應(yīng)選三擇合三適容三量的三電機三，防止三“大三馬”拉“三小車三”的現(xiàn)三象。7.功率三因數(shù)(co三s1)：P2PN此外還有絕緣等級等參數(shù)，不一一介紹。co三s18.11單相異步電動機§8.三4.三1單相三異步三電動三機的三工作三原理結(jié)構(gòu)：定三子放三單相三繞組三（其三中通三單相三交流三電）三；轉(zhuǎn)子三一般三用鼠三籠式三。定子轉(zhuǎn)子定子繞組定子三中通三入單三相交流電三后，三形成脈動磁場。其三磁感三應(yīng)強度按三正弦三分布三，且隨時三間按三正弦三變化三。定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場（），可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：

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mtm脈動三磁場三的分三解④④⑥⑥⑧⑧②②-

+③③⑦⑦⑨⑨⑤⑤①①

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單相三異步三電動三機的三特點三：自身三沒有三起動三轉(zhuǎn)矩....F轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及電流當定三子繞三組產(chǎn)三生的三合成三磁場三增加三時，三根據(jù)三右手三螺旋三定則三和左三手定三則，三可知三轉(zhuǎn)子三導(dǎo)條三左、三右受三力大三小相三等方三向相三反，三所以三沒有三起動三轉(zhuǎn)矩三。正反三向旋三轉(zhuǎn)磁三場的三合成三轉(zhuǎn)矩三特性合成三轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩為零。（正三向）（反