電工電子技術(shù) 第二版 課件 第5章 電動(dòng)機(jī)

第五章電動(dòng)機(jī)

第一節(jié)

三相異步電動(dòng)機(jī)

第二節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)返回主目錄

第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)圖5-1軸承蓋端蓋接線盒散熱筋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子風(fēng)扇罩殼軸承機(jī)座第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（3）機(jī)座定子繞組組成一個(gè)在空間依次相差電角度的三相對(duì)稱繞組，其首端分別為、、，末端分、、，可接成星形或三角形，如圖5-2

所示。主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1．定子電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，有良好的導(dǎo)磁性能。為了減小鐵心損耗，采用0.5mm厚硅鋼沖片疊成圓筒形，并壓裝在機(jī)座內(nèi)。在定子鐵心內(nèi)圓上沖有均勻分布的槽，用于嵌放三相定子繞組。（2）定子繞組（1）定子鐵心固定和支撐作用。星形接法三角形接法圖5-22．轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路部分，其作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過(guò)電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。（3）轉(zhuǎn)子繞組支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩。（2）轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，也用0.5mm厚且相互絕緣的硅鋼片疊壓成圓柱體，中間壓裝轉(zhuǎn)軸，外圓上沖有均勻分布的槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組。（1）轉(zhuǎn)子鐵心圖5-3籠型轉(zhuǎn)子

銅條籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子圖5-4繞線式轉(zhuǎn)子

三相轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸集電環(huán)電刷電刷外接線轉(zhuǎn)子繞組出線端圖5-5

三、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理在三相定子繞組中流過(guò)三相對(duì)稱交流電流，其波形如圖5-6。1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)示意圖接線原理圖據(jù)電流的參考方向（首端流入）和波形圖判斷電流的實(shí)際方向電流為負(fù)時(shí)，實(shí)際電流從線圈末端流進(jìn)，首端流出。電流為正時(shí)，實(shí)際電流從線圈首端流進(jìn)，末端流出；圖5-7旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生對(duì)于對(duì)磁極電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速3)對(duì)于兩極（即磁極對(duì)數(shù)=1）電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)1）定子三相繞組的合成磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向決定于三相電流的相序。若要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向，只須將三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)即可。(5-1)式中，是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，亦稱同步轉(zhuǎn)速（r/min）；是電源頻率（）；是磁極對(duì)數(shù)。問(wèn)題1.怎樣產(chǎn)生兩對(duì)磁極?2．旋轉(zhuǎn)原理結(jié)論：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致。若改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)右手定則感應(yīng)電流左手定則電磁力電磁轉(zhuǎn)矩圖5-8因?yàn)椋绻D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將不再切割磁力線，因而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩均為零，轉(zhuǎn)子將減速，因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速。“異步”的含義是指轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)比同步轉(zhuǎn)速（既旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速）小。異步電動(dòng)機(jī)的“異步”的含義感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用表示，即轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是三相異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。它對(duì)電機(jī)的運(yùn)行有著極大的影響。其大小也能反映轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。即

(5-2)

若定子繞組增加一倍，且每個(gè)繞組在空間以相差的角度排列，并把相差的兩個(gè)繞組首尾相串，組成一相繞組，則可構(gòu)成四極（=2）電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率=1；理想空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率；因此，電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率=0～1。答案1已知Y112M－4三相電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速r/min，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，空載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。求該電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，額定轉(zhuǎn)差率和空載轉(zhuǎn)速。r/min例5-1解式中，是線電壓，是線電流，是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性式中，是定子繞組及轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗，鐵心中存在的鐵損耗，是在運(yùn)行過(guò)程中克服機(jī)械摩擦、風(fēng)的阻力等所形成的機(jī)械損耗。此式稱為功率平衡方程式。１．功率和轉(zhuǎn)距的關(guān)系1）三相異步電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率2）軸上輸出的機(jī)械功率3）機(jī)械效率根據(jù)力學(xué)知識(shí)，旋轉(zhuǎn)體的機(jī)械功率等于作用在旋轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)矩與它的機(jī)械角速度的乘積，即。額定輸出轉(zhuǎn)矩為式中，是額定輸出功率（kW）；是額定轉(zhuǎn)速（r/min）；是額定輸出轉(zhuǎn)矩（N?m）。(5-5)故式中，為輸出功率（kW）有兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率均為10kW，其中一臺(tái)額定轉(zhuǎn)速為980r/min，另一臺(tái)為1430r/min。試求它們?cè)陬~定狀態(tài)下的輸出轉(zhuǎn)矩。

N·m≈66.78N·mN·m≈97.45N·m由式（5-5）可得例5-2解三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與定子繞組上的電壓和頻率、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電路參數(shù)等有著密切聯(lián)系，其關(guān)系式為

式中，是定子繞組電壓；是交流電源的頻率；是轉(zhuǎn)子繞組每相的電阻；是電動(dòng)機(jī)靜止不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組每相的感抗；是電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；是轉(zhuǎn)差率。對(duì)于某臺(tái)電動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)定子繞組上的電壓及頻率一定時(shí)，轉(zhuǎn)子電路等參數(shù)均為常數(shù)。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩僅與轉(zhuǎn)差率有關(guān)。(5-6)2、轉(zhuǎn)矩特性圖5-9轉(zhuǎn)矩特性曲線由圖看出：當(dāng)時(shí)，，隨著增大，也開(kāi)始增大，達(dá)到最大值以后，隨增大而減小。

把圖5-9順時(shí)針轉(zhuǎn)并把換成，變成圖5-10所示的與之間的關(guān)系曲線，該曲線稱為機(jī)械特性曲線。2．機(jī)械特性圖5-10機(jī)械特性曲線

（5-7）電動(dòng)機(jī)剛接通電源,但尚未開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)（=1）的一瞬間，軸上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于電動(dòng)機(jī)所帶機(jī)械負(fù)載的阻力矩，否則不能起動(dòng)。通常用起動(dòng)能力表示，它定義為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，即電動(dòng)機(jī)能夠提供的極限轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，也稱過(guò)載系數(shù)，用表示，即（5-8）（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（2）最大轉(zhuǎn)矩問(wèn)題3：電動(dòng)機(jī)一但過(guò)載，會(huì)很快停轉(zhuǎn)。停轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？問(wèn)題2.若電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載阻力矩大于最大轉(zhuǎn)矩，會(huì)怎樣？臨界轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)矩所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率分別稱為臨界轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)差率，的值約在0.04～0.4之間，通過(guò)分析可知，可用下式計(jì)算（5-9）由上式可知，出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率和成正比，當(dāng)=，（起動(dòng)時(shí)），則可使最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在起動(dòng)瞬間。應(yīng)用起重設(shè)備中廣泛采用的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)就是利用了這一特點(diǎn)，保證電動(dòng)機(jī)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)提升重。即轉(zhuǎn)速?gòu)牡街g的區(qū)域（電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工作區(qū)）。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略有下降。轉(zhuǎn)速?gòu)?到之間的區(qū)域。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大到超過(guò)電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降，直到停轉(zhuǎn)。通常電動(dòng)機(jī)都有一定的過(guò)載能力，起動(dòng)后會(huì)很快通過(guò)不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)而進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)工作。由于三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)比較平坦，即隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很小，因此其機(jī)械特性為硬特性。（2）非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)對(duì)于機(jī)械特性曲線，可分為兩個(gè)區(qū)域：（1）穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)電動(dòng)機(jī)將因拖不動(dòng)負(fù)載而被迫停轉(zhuǎn)。

答案21）電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，因此電源電壓的波動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩影響很大。結(jié)合式（5-6）、式（5-9），得出結(jié)論：2）最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無(wú)關(guān)，因此適當(dāng)調(diào)整可改變機(jī)械特性，而最大轉(zhuǎn)矩不變。電動(dòng)機(jī)電流很大，若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。答案3

一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的=380V，=20A，=10kW，0.84，1460r/min，1.8，2.2，試求額定轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩，額定效率。

據(jù)式（5-5）據(jù)式（5-7）據(jù)式（5-8）例5-3解故W≈11.06kW輸入功率為2.2×65.41N·m≈143.90N·m1.8×65.41N·m≈117.74N·mN·m≈65.451N·m四、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速1．起動(dòng)（1）三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

1）全壓起動(dòng)

2）減壓起動(dòng)·定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)·Y/△減壓起動(dòng)·自耦變壓器減壓起動(dòng)（2）三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

1）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)2．反轉(zhuǎn)

3．調(diào)速（1）變極調(diào)速（2）變頻調(diào)速（3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速4．制動(dòng)

（1）能耗制動(dòng)

（2）反接制動(dòng)1）電源反接制動(dòng)2）倒拉反接制動(dòng)

3）起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便、運(yùn)行可靠。三相異步電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)的瞬間，由于轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以最大的相對(duì)速度切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此，起動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流最大，這樣就使定子繞組也出現(xiàn)很大的起動(dòng)電流，其值約為額定電流的4～7倍，1．起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的三個(gè)基本要求：

1）起動(dòng)電流應(yīng)盡量?。?）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大；起動(dòng)電流大?（1）三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1）全壓起動(dòng)一般10kＷ以下的電動(dòng)機(jī)可采用全壓起動(dòng)。2）減壓起動(dòng)減壓起動(dòng)可減小起動(dòng)電流，但由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方而降低，因此也大大減小了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此減壓起動(dòng)僅適用于在空載或輕載情況下起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。

·定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)

·Y/△減壓起動(dòng)

·自耦變壓器減壓起動(dòng)

圖5-11直接起動(dòng)·

定子繞組串電阻或電抗減壓起動(dòng)圖5-12串電阻減壓起動(dòng)缺點(diǎn):只適合輕載起動(dòng)，且起動(dòng)時(shí)電能損耗大。優(yōu)點(diǎn):起動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單。這種起動(dòng)方式，其起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有直接起動(dòng)時(shí)的1/3。圖5-13Y/△減壓起動(dòng)線路圖·

Y/△減壓起動(dòng)缺點(diǎn)：只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，而且只能輕載起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行可靠；·

自耦變壓器減壓起動(dòng)圖5-14自耦變壓器減壓起動(dòng)定子缺點(diǎn)：設(shè)備成本較高，不能頻繁起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較其他方法大，而且可靈活選擇自耦變壓器的抽頭以得到合適的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖5-15繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（2）三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)起動(dòng)時(shí)觸點(diǎn)全部斷開(kāi)，在起動(dòng)過(guò)程中，逐級(jí)依次閉合觸點(diǎn)，切除起動(dòng)電阻。特點(diǎn)：減小起動(dòng)電流，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：適用于重載起動(dòng)2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是其電阻和電抗值隨頻率而變化的裝置。特點(diǎn)：減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)起動(dòng)的平滑性優(yōu)于轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，使用壽命長(zhǎng)。圖5-162．調(diào)速

在一定的負(fù)載下，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足生產(chǎn)機(jī)械的工作速度稱為調(diào)速。

機(jī)械調(diào)速——通過(guò)改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法。

電氣調(diào)速——通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電氣參數(shù)的調(diào)速方法。由此可知，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過(guò)改變電源頻率、改變磁極對(duì)數(shù)和改變轉(zhuǎn)差率的方法來(lái)調(diào)節(jié)。根據(jù)式（5-2）可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（1）變頻調(diào)速

由于電源是固定不變的50HZ交流電，因此變頻調(diào)速需要專用的變頻設(shè)備，以便給定子繞組提供不同頻率的交流電，才能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。有關(guān)變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法將在相關(guān)書(shū)中討論，這里不再述之。圖5-17（2）變極調(diào)速

這種調(diào)速方法是通過(guò)改變定子繞組的接線方式，來(lái)改變定子磁極對(duì)數(shù)，從而改變同步轉(zhuǎn)速，以達(dá)到改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的目的。變極調(diào)速一般只用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。（3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速1）對(duì)于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路中串電阻調(diào)速。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路的電阻改變時(shí)，它的轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖5-18所示（電源電壓及頻率保持不變）。圖5-18

圖5-18

改變s調(diào)速的轉(zhuǎn)矩特性曲線一定，（<）缺點(diǎn)：電阻有能量損耗，空載或輕載時(shí)調(diào)速范圍窄，且低速時(shí)機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單。主要用于運(yùn)輸、起重設(shè)備。繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻調(diào)速五．三相異步電動(dòng)機(jī)的反接的制動(dòng)

1．反轉(zhuǎn)

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致的，因此改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。而改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，只須把三相異步電動(dòng)機(jī)的任意兩根電源線對(duì)調(diào)即可。通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電氣參數(shù)使其產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。電氣制動(dòng)包括能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)。利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)在切斷電源后停轉(zhuǎn)。機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)2.制動(dòng)（1）反接電源制動(dòng)特點(diǎn)：比能耗制動(dòng)更加強(qiáng)烈，制動(dòng)更快，適用于使反抗性負(fù)載快速停車(chē)或反轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：耗能大，經(jīng)濟(jì)性差。電源反接制動(dòng)圖5-19圖5-20三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)（2）能耗制動(dòng)斷開(kāi)電源，加直流勵(lì)磁，串制動(dòng)電阻優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)，快速停車(chē)，且只吸取少量的直流勵(lì)磁電能，制動(dòng)經(jīng)濟(jì)。型號(hào)

Y112M－4編號(hào)4.0kW8.8A380V1440r/minLW82dB接法

△防護(hù)等級(jí)IP4450Hz45kg標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)工作制SIB級(jí)絕緣年

月××電機(jī)廠六、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌圖5-21三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌在三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)出了該電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。磁極數(shù)，4表示四極機(jī)座類型（L表示長(zhǎng)機(jī)座，M表示中機(jī)座，S表示短機(jī)座）中心高度（mm）異步電動(dòng)機(jī)

Y112M—4型號(hào)(Y112M－4）圖5-22電容器端蓋機(jī)座定子繞組軸承轉(zhuǎn)子端蓋第三節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1．基本結(jié)構(gòu)

2．工作原理接通單相電源后，只能產(chǎn)生脈振磁場(chǎng)，而不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如果轉(zhuǎn)子原靜止，則在脈振磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。若用外力撥動(dòng)轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子就會(huì)順著撥動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。因?yàn)槊}振磁場(chǎng)可以分解成兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的正向電磁轉(zhuǎn)矩和反向電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反，因而轉(zhuǎn)子不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)撥動(dòng)轉(zhuǎn)子正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于正向電磁轉(zhuǎn)矩大于反向電磁轉(zhuǎn)矩，這樣轉(zhuǎn)子就會(huì)沿著撥動(dòng)方向(正向)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。結(jié)論：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。二、電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)如圖5-23所示為電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。適當(dāng)選擇電容器C

的容量，使起動(dòng)繞組流過(guò)的電流與主繞組流過(guò)的電流在相位上相差。此時(shí)，在定子內(nèi)圓便產(chǎn)生一圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其原理如圖5-23所示。轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。問(wèn)題4：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，起動(dòng)繞組還有用嗎？圖5-23電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)圖5-24單相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

·在起動(dòng)前，若起動(dòng)繞組斷開(kāi)，則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。認(rèn)識(shí)起動(dòng)繞組·

在起動(dòng)后，若把起動(dòng)繞組去掉，電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

對(duì)問(wèn)題4，你有答案了嗎？三、電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)

將圖5-23中的電容C換成電阻R即可構(gòu)成電阻分相單相異步電動(dòng)機(jī)。原理：起動(dòng)繞組的導(dǎo)線較細(xì)、主繞組的導(dǎo)線較粗，起動(dòng)繞組的電阻就比主繞組的電阻大，使得二者流過(guò)的電流有一定的相位差，一般小于，從而在定子內(nèi)圓產(chǎn)生一橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而起動(dòng)。小知識(shí)：電冰箱在工作中突然斷電時(shí)不能馬上恢復(fù)供電，否則有可能燒壞電動(dòng)機(jī)！特點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，適應(yīng)于空載起動(dòng)。單相異步電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)的比較

單相異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前，若定子起動(dòng)繞組斷開(kāi)，則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，但在運(yùn)行過(guò)程中，若起動(dòng)繞斷開(kāi)，則電動(dòng)機(jī)仍將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

三相異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前，若定子某相繞組斷開(kāi)，則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，但在運(yùn)行過(guò)程中，若某一相斷開(kāi)，則電動(dòng)機(jī)仍將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于電動(dòng)機(jī)的負(fù)載未變，因此電動(dòng)機(jī)取用的電功率也幾乎不變，這樣，其他兩相繞組中的電流將劇增，以致引起電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而損壞。由此可見(jiàn)，在實(shí)際工作中必須特別注意三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中有無(wú)發(fā)生某相熔絲燒斷的現(xiàn)象。三相異步電動(dòng)機(jī)不能缺相運(yùn)行！第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種電磁裝置。1．定子（1）主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組組成。當(dāng)勵(lì)磁繞組通入直流電流后，就在鐵心和氣隙中產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)。（2）換向極由換向極鐵心和換向極繞組組成。換向極用以改善電機(jī)換向，減小運(yùn)行時(shí)電刷與換向器間產(chǎn)生的火花。（3）電刷裝置由電刷、刷握、刷桿座、彈簧等組成。（4）機(jī)座圖5-25一、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)一、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子電樞繞組是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要部件。換向器將外部通入的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交流電流。電樞鐵心是電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分。由0.5mm厚兩面涂有絕緣漆的硅鋼沖片疊制而成，圖5-25二、直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理

1.旋轉(zhuǎn)原理圖5-26直流電流通過(guò)電刷流過(guò)電樞繞組，電樞繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。2。勵(lì)磁方式直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式可分為：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)及復(fù)勵(lì)。圖5-27直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁方式a)他勵(lì)b)并勵(lì)c)串勵(lì)d)復(fù)勵(lì)三、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)

1．電磁轉(zhuǎn)矩（5-10）

2．電壓平衡關(guān)系（5-11）

（5-12）

式中，是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，取決于電機(jī)的結(jié)構(gòu)。電磁轉(zhuǎn)矩是由載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而產(chǎn)生的，與每極磁通及電樞電流成正比，即電樞電動(dòng)勢(shì)是由電樞導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線而產(chǎn)生的。與每極磁通及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，即3。轉(zhuǎn)速特性：當(dāng)電源電壓和勵(lì)磁電流為額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電流之間的關(guān)系稱作它的轉(zhuǎn)速特性。

(5-13)四、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)1.起動(dòng)起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)接至電源后，轉(zhuǎn)速?gòu)牧汩_(kāi)始逐漸升到穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速的全部過(guò)程。三個(gè)基本要求：起動(dòng)電流(即起動(dòng)瞬間的電樞電流)應(yīng)盡量??；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(即起動(dòng)瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩)足夠大；起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作方便、運(yùn)行可靠。(1)全壓起動(dòng)

全壓起動(dòng)：指不采取任何限流措施，利用刀開(kāi)關(guān)把靜止的電樞直接投入額定電壓的電網(wǎng)上起動(dòng)。起動(dòng)開(kāi)始瞬間，由于機(jī)械慣性的影響，轉(zhuǎn)速，則。對(duì)于并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，約為額定電流的(10～20)倍。注意：起動(dòng)前，應(yīng)先建立勵(lì)磁磁場(chǎng)，然后再起動(dòng)。全壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、起動(dòng)時(shí)間短，毋須起動(dòng)設(shè)備。全壓起動(dòng)的缺點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響；使電機(jī)的電刷與換向器之間產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，使其表面受損傷；由于也很大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸上所帶工作機(jī)構(gòu)受到嚴(yán)重沖擊。限制起動(dòng)