第二章-電動(dòng)機(jī)課件

06六月20231第二章異步電動(dòng)機(jī)06六月20232§第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)一.三相異步電動(dòng)機(jī)的分類異步（感應(yīng)）電動(dòng)機(jī)：應(yīng)用廣泛。同步電動(dòng)機(jī)：用于功率較大，不需要調(diào)速，長(zhǎng)期工作的機(jī)械。交流直流：他勵(lì)，并勵(lì)，串勵(lì)，復(fù)勵(lì)。電動(dòng)機(jī)06六月20233三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。線繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子06六月20234三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。組成：定子鐵心、定子繞組和機(jī)座。06六月20235

轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。組成：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸。06六月20236一.轉(zhuǎn)動(dòng)原理：

演示圖§2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

06六月20237實(shí)際的異步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子之所以轉(zhuǎn)動(dòng)，是由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用。06六月20238二、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生AYCBZ異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出()電流入X06六月20239三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流就形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。06六月20231006六月202311旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速大小

一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°。則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度）為：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ06六月202312極對(duì)數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即：AXYCBZ06六月202313極對(duì)數(shù)（P）的改變C'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(chǎng)則是兩對(duì)磁極。AXBYCZ06六月202314極對(duì)數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'06六月202315極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系06六月202316三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速06六月202317電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動(dòng)機(jī)無(wú)轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無(wú)轉(zhuǎn)子電流提示：如果06六月202318轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）06六月202319旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向06六月202320方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源06六月202321一、三相異步電動(dòng)機(jī)的“電－磁”關(guān)系i2轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。e1e2、e

1e

2、設(shè)：則：定子邊：§3三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性06六月202322三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，輸出額定功率

時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛頓?米）nN（電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。）06六月202323如果電機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。n0Tn求解06六月202324過(guò)載系數(shù)：三相異步機(jī)工作時(shí)，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機(jī)的和電壓的平方成正比，所以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。（2）電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱06六月202325起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：(3)電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若電機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。06六月2023264三相異步電動(dòng)機(jī)的使用三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)06六月202327一、三相異步機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)電流：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過(guò)熱影響：06六月202328三相異步機(jī)的起動(dòng)方法：（1）直接起動(dòng)。二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。（2）降壓起動(dòng)。Y－起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）智能型軟起動(dòng)。以下介紹Y－起動(dòng)和智能軟啟動(dòng)。06六月202329§2.

三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)Y132M-4型電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M-4 功率7.5KW頻率50Hz電壓380V 電流15.4A 接法 轉(zhuǎn)速1440r/min 絕緣等級(jí)B工作方式：連續(xù)功率因數(shù)0.85效率(%)87

年月編號(hào)XX電機(jī)廠06六月2023301.型號(hào)：表明不同用途，不同環(huán)境。三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座中心高機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)磁極數(shù)Y132M--4磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分06六月202331轉(zhuǎn)差率2.轉(zhuǎn)速:電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分06六月2023323.聯(lián)接方式：Y/接法：Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：06六月202333圖1圖206六月2023344.聯(lián)接方式：智能型軟起動(dòng)：基本接線圖軟起動(dòng)原理圖06六月20233506六月2023364.額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓.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5％。線電壓AZBYXC相電壓ABCXYZ例：380/220Y/是指：線電壓為380V時(shí)采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時(shí)采用接法。06六月202337電壓波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響06六月2023385.額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。如：表示三角接法下，電機(jī)的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時(shí)線、相電流均為6.48A。6.額定功率：

額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)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(jī)=72－93％06六月202339額定負(fù)載時(shí)一般為0.7~0.9，空載時(shí)功率因數(shù)很低約為0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最大。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇合適容量的電機(jī)，防止“大馬”拉“小車”的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)(cos1)：P2PN此外還有絕緣等級(jí)等參數(shù)，不一一介紹。cos1第二節(jié)三相同步電動(dòng)機(jī)大型直聯(lián)傳動(dòng)水泵機(jī)組一般采用立式同步電動(dòng)機(jī)。大型立式電機(jī)為分散式結(jié)構(gòu)，需在泵站現(xiàn)場(chǎng)安裝組合。由于機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量和作用在葉片上的軸向水推力全部靠電動(dòng)機(jī)上機(jī)架中的推力軸承支承，故又稱懸吊式電機(jī)。

一、同步電機(jī)結(jié)構(gòu)立式同步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子，是產(chǎn)生電磁作用的主要部件，上機(jī)架、下機(jī)架、推力軸承，上下導(dǎo)軸承、炭刷及滑環(huán)、頂蓋等是支持或輔助部件。轉(zhuǎn)子及主軸為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，它與泵軸用剛性聯(lián)軸器連接，帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功。

800kW立式同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)1.6m彎管式軸流泵配用800kW立式同步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示.

一、定子定子由機(jī)座、鐵芯和線圈等部件組成，其結(jié)構(gòu)作用如下。（1）機(jī)座。即定子的外殼，一般用鋼板焊接而成，它必須具有較大的剛度，以免變形和振動(dòng)。機(jī)座的上法蘭面支承著上機(jī)架傳來(lái)的全部重量和作用力；下法蘭面是整個(gè)電機(jī)的基礎(chǔ)；四周筒壁是定子鐵芯等部件的支承部分，筒壁上開(kāi)有若干圓孔，供電機(jī)散熱用。（2）鐵芯。它由0.35～0.5mm厚的扇形矽鋼片兩面涂有絕緣漆經(jīng)疊壓而成?？绽涫借F芯，其高度常分為若干段，每段高40～45mm，段與段之間放10mm厚的工字形襯條，作為通風(fēng)散熱的風(fēng)溝，鐵芯上下端放齒壓板，用拉緊螺桿把矽鋼片收緊，鐵芯外圓有燕尾槽，通過(guò)托板和拉緊螺桿，將整個(gè)鐵芯固定在機(jī)座上，鐵芯內(nèi)圈有嵌線槽，供嵌放繞組線圈用。

（3）線圈定子線圈用帶有絕緣的扁銅線外包絕緣布繞制而成。6kV定子線圈采用疊繞式，即在定子鐵芯槽內(nèi)放上下兩層線圈，嵌線時(shí)把疊繞線圈的兩層相連，并分別嵌入相鄰的指定槽內(nèi)，分上層和下層依次疊裝，使之聯(lián)成一體。二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由主軸、輪輻、磁軛、磁極等部件組成（1）主軸。它用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩并承受轉(zhuǎn)子部分的軸向力，800kW同步電動(dòng)機(jī)主軸為實(shí)心軸，800kW以上電機(jī)為配合全調(diào)節(jié)葉輪，一般為空心軸。（2）磁軛。它用作產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和固定磁極用，同時(shí)也是磁路的一部分。一般用熱套的方法套在主軸上，磁軛外圓上設(shè)有T形槽或螺孔，供固定磁極用。

1—磁軛2—T型鍵(固定)

3—傳動(dòng)鍵

4—轉(zhuǎn)子中心體5—墊片（3）磁極。它是產(chǎn)生磁場(chǎng)的主要部件，由磁極鐵芯、勵(lì)磁線圈及阻尼條三部分組成，用T形或螺桿式接頭固定在磁軛上，通過(guò)改變磁極與磁軛之間木墊板厚度調(diào)整磁極外緣的不圓度。磁極鐵芯是用1～1.5mm厚的矽鋼片，經(jīng)沖壓成形后疊壓而成，上下加極靴壓板，并用雙頭螺栓拉緊，鐵芯勵(lì)磁線圈用扁銅條匝在磁極鐵芯上，匝層間用粘貼石棉紙或玻璃絲布作為絕緣隔層。三、上機(jī)架上機(jī)架為輻射式十字形荷重機(jī)架，安裝在定子的上端面，用來(lái)承受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量以及葉片上的水壓力。上機(jī)架頂部裝有罩殼，內(nèi)裝炭刷架，中間為上油槽（又稱上油缸），槽底為推力軸承座，上面裝有8只抗重螺絲，頂著8塊推力瓦，支承著轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量。油槽中設(shè)有導(dǎo)軸瓦架，上面裝有4塊上導(dǎo)軸瓦，用來(lái)控制主軸的徑向位移；油槽內(nèi)裝有供潤(rùn)滑、冷卻用的透平油，油面控制在上導(dǎo)軸瓦的中心位置，油由裝在油槽內(nèi)的4只管組式油冷卻器通水冷卻。推力軸承（1）推力頭為鑄鋼件，徑向用平鍵，軸向用卡環(huán)，固定在軸上隨軸旋轉(zhuǎn)，推力頭下面放兩副分半式絕緣墊，用帶有絕緣套的沉頭螺絲與鏡板連接，以阻止形成軸電流。1、推力頭2、導(dǎo)向瓦

3、微調(diào)裝置

4、推力瓦與承板

5、導(dǎo)軸承座（2）鏡板為鍛鋼件，其材質(zhì)和加工要求很高，如尺寸精度（平行度、平直度）和表面粗糙度都是電動(dòng)機(jī)中要求最高的零件。分半式絕緣墊一般用抗壓性能好、耐沖擊、耐剪切的酚醛層壓布板制成。（3）推力瓦為鍛鋼件，在扇形分塊面上，鑄有一層厚5mm的錫基軸承合金，軸瓦底部開(kāi)有放抗重螺絲的