第十六章異步電動(dòng)機(jī)

1第十六章異步電動(dòng)機(jī)2電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種動(dòng)力設(shè)備?？梢杂脕硗蟿?dòng)生產(chǎn)機(jī)械。3第一節(jié)

三相電動(dòng)機(jī)的概述4一、分類：籠型三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠，使用最多。直流電動(dòng)機(jī)

交流電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)繞線型籠型單相電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)分串勵(lì)電動(dòng)機(jī)并勵(lì)電動(dòng)機(jī)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)5（一）定子定子鐵心：是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，二、基本結(jié)構(gòu)由0.3~0.5mm厚硅鋼片疊成，片間涂以絕緣漆，內(nèi)絕緣開有凹槽，以嵌放定子繞組。6定子繞組：Y形，△形由絕緣的漆包線或絲包線繞制，嵌放于定子鐵心的凹槽內(nèi)，以槽楔固定。繞組間以一定規(guī)律連接并構(gòu)成三相繞組。機(jī)座：鑄鐵制造。固定并保護(hù)定子鐵心和定子繞組，安裝端蓋，支撐轉(zhuǎn)子及其他零部件的固定部分。有熱量傳導(dǎo)和散熱的作用。77轉(zhuǎn)子鐵心：電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由0.5mm硅鋼片疊成，鐵心壓裝在軸上（支架上），外緣開有轉(zhuǎn)子槽，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組：籠型繞組為裸導(dǎo)體，兩端分別焊接在兩個(gè)銅環(huán)上，狀似鼠籠。繞線型繞組和定子繞組相同，三相繞組嵌放在槽內(nèi)，接成Y型。（二）轉(zhuǎn)子8支撐轉(zhuǎn)子鐵心并傳遞轉(zhuǎn)矩，由一定強(qiáng)度的型鋼加工而成。（三）氣隙：在中、小型異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙一般為0.2～2.0mm左右。轉(zhuǎn)軸：（四）端蓋及其附件端蓋：鑄鐵制成，（中小型異步電動(dòng)機(jī)）內(nèi)裝有滾珠或滾柱軸承，支撐轉(zhuǎn)子。保證定子與轉(zhuǎn)子間有均勻的空氣隙。內(nèi)外軸承蓋：使?jié)櫥煌庖顼L(fēng)扇。外風(fēng)罩：加強(qiáng)冷卻9Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)10

Y系列電動(dòng)機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。具有高效、節(jié)能，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，噪聲低，振動(dòng)小，可靠性高，使用維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備。額定功率：0.75---95kwY2系列中心高H63~355mm，0.18~315kW電動(dòng)機(jī)是全封閉、自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。達(dá)到90年代國際先進(jìn)水平。Y2系列：11三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌

三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y180M—2

額定功率22KW接法

額定電壓380V定額連續(xù)額定轉(zhuǎn)速2940絕緣等級(jí)B額定電流42.2A溫升600C額定頻率50HZ重量180kg出廠編號(hào)×××出廠日期年

月

日×××電機(jī)廠Δ

121、型號(hào)：用漢語拼音的大寫字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示電動(dòng)機(jī)的種類、規(guī)格和用途等。型號(hào)意義：Y180M—2異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座中心高磁極數(shù)機(jī)座長度代號(hào)L：長機(jī)座M：中機(jī)座S：短機(jī)座131）額定功率P：電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率（KW）。2）額定電壓UN：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組端的線電壓（V）。

3）額定電流IN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時(shí)，定子繞組中的線電流。2、額定值：

4）額定頻率HZ：電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率，我國電力系統(tǒng)頻率規(guī)定為50Hz。5）額定轉(zhuǎn)速nN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，電動(dòng)機(jī)軸上輸出額定機(jī)械功率時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min)。電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組的允許溫度與周圍環(huán)境溫度之差。6）溫升（0C）：7）額定功率因數(shù)：指電動(dòng)機(jī)定子加額定負(fù)載時(shí)，定子邊的功率因數(shù)。14銘牌上還標(biāo)明繞組接法，絕緣等級(jí)及工作制等級(jí)別Y級(jí)A級(jí)E級(jí)B級(jí)F級(jí)H級(jí)C級(jí)允許最高工作溫度900C1050C1200C1300C1550C1800C1800C以上主要絕緣材料舉例紙、紡織品、有機(jī)填料、塑料棉花、漆包線的絕緣高強(qiáng)漆包線的絕緣同左云母片制品、玻璃絲、石棉玻璃、漆布、硅有機(jī)彈性體、石棉布電磁石英絕緣材料的分級(jí)15四、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

1）三相定子繞組在空間對(duì)稱分布；

三相線圈匝數(shù)相同，空間沿定子鐵心的內(nèi)圓均勻分布，互差120°電角度。

2）通入三相正弦交流電；

iA=Imsin(ωt)iB=Imsin(ωt-1200)iC=Imsin(ωt+1200)

3)首尾端不得接錯(cuò)。16２、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有的特點(diǎn)1）電流變化的角度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變化的角度相同，電流變化一周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過360°電角度。磁極對(duì)數(shù)P=1時(shí)，電角度=機(jī)械角度(電流變化一周=磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過360°電角度)磁極對(duì)數(shù)為P時(shí)

n1=60f1/pn1:旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）

f1:定子繞組的電流頻率

p:磁極對(duì)數(shù)17183）電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向總是與三相繞組電流的相序一致。改變?nèi)嗬@組電流的相序，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向隨之改變。2）合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的大小和速度是恒定不變的。只是方向在旋轉(zhuǎn)。19五、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理20六、轉(zhuǎn)差及轉(zhuǎn)差率當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n＜旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n11、轉(zhuǎn)差：旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差2、轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù)

S=3、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)：n=0S=1

同步時(shí)：n=n1S=0×100﹪n1n1－n電動(dòng)機(jī)在額定條件下運(yùn)行時(shí)：

SN=0.01---0.07214、轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2的關(guān)系?2==p(n1－n）60=s?1pn160s旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相對(duì)速度切割導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為：

225、機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)只能在穩(wěn)定區(qū)工作，選用電機(jī)時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能大于電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系曲線23第二章異步電動(dòng)機(jī)額定電流估算方法及熔絲選擇24一、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全要求（一）正確選擇電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線截面積1、由計(jì)算選擇：電動(dòng)機(jī)的電流I=P×10003√Ucosφη252、導(dǎo)線截面與直徑的關(guān)系

10下5；百上2；25、35,4、3界；70、95兩倍半。穿管、溫升八、九折；銅線升級(jí)算；裸線加一半。2.5、4、6、10|16、25|35、50|70、95|120-----mm2

50A5A|4A|3A|2.5A|2A100A150A200A261、短路保護(hù)2）多臺(tái)電動(dòng)機(jī)電路總?cè)垠w的選擇（二）短路、過負(fù)荷以及失壓保護(hù)熔斷器就是常用的短路保護(hù)裝置之一。常用的熔斷器有RC1A、RLI、RT0型熔斷器等。熔斷器熔熔的選擇：1）一臺(tái)電動(dòng)機(jī)熔體的選擇

IRN=（1.5~2.5）IN總保護(hù)熔體的經(jīng)驗(yàn)公式：

IRN=（1.5~2.5）INM+ΣIN（n-1）

算出的熔體額定電流，選取相應(yīng)規(guī)格的熔體。再按照熔斷器額定電流大于或等于熔體額定電流的原則選取恰當(dāng)?shù)娜蹟嗥鳌?7

2、過負(fù)荷過負(fù)荷的原因：1）電網(wǎng)電壓太低；2）機(jī)械負(fù)荷過重；3）起動(dòng)時(shí)間過長或電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)；4）電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行；5）機(jī)械方面故障等。28過負(fù)荷保護(hù)通常采用熱繼電器來實(shí)現(xiàn)。JR10系列熱繼電器的保護(hù)特性整定電流倍數(shù)動(dòng)作時(shí)間備

注1.0長期不動(dòng)作冷態(tài)開始1.2小于20分鐘熱態(tài)開始1.5小于8分鐘熱態(tài)開始6.0大于5秒冷態(tài)開始熱繼電器的動(dòng)作電流：一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1~1.25倍。熱繼電器可以反映電動(dòng)機(jī)的過熱狀態(tài)并發(fā)出信號(hào)。293、失壓保護(hù)1）運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)電壓過低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，而電流必然大大增高。時(shí)間長了，電動(dòng)機(jī)將會(huì)因過熱而燒毀。2）運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)因故造成停電時(shí)，若不具備失壓保護(hù)，則在來電時(shí)會(huì)自動(dòng)起動(dòng)，可能發(fā)生設(shè)備事故和人身事故。常用的有失壓保護(hù)裝置有：接觸器、電壓繼電器等。30第三節(jié)

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速31一、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求起動(dòng)：三相電動(dòng)機(jī)接通三相交流電源后，轉(zhuǎn)速由零逐漸加速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程。要求：⑴有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；⑵在具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩前提下，起動(dòng)電流盡可能的??；⑶起動(dòng)設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)，操作方便；⑷起動(dòng)過程中的能量損耗要小。32二、籠形異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式1、直接起動(dòng)全壓起動(dòng)，將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接到額定電壓的電源上起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：方法簡單，操作方便，設(shè)備簡單，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)快。缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大，造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)大，影響同一電源供電的其他負(fù)載的正常運(yùn)行。33一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)與下列因素有關(guān)：（1）供電變壓器容量的大??；（2）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的頻繁程度；（3）電動(dòng)機(jī)與供電變壓器間的距離；（4）同一變壓器供電的負(fù)載種類及允許電壓波動(dòng)的范圍。允許直接起動(dòng)：由公用低壓電網(wǎng)供電時(shí)，容量在10kw及以下者；由小區(qū)配電室供電時(shí)，容量在14kw及以下者；由專用變壓器供電時(shí)，經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)電壓損失值不超過10﹪，不經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)不超過15﹪。34三相異步電動(dòng)機(jī)單方向運(yùn)行控制KML1L2L3QSFU1FRMFU2FRSB1SB2KMKM13572352、降壓起動(dòng)1）利用一定的設(shè)備先行減低電壓，來起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待轉(zhuǎn)速達(dá)到一定時(shí)，再加額定電壓運(yùn)行。2）目的：減小起動(dòng)電流，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩按照電壓的平方變化減小。（1）定子串電阻器或電抗器起動(dòng)特點(diǎn)：設(shè)備簡單，造價(jià)低；能量損耗較大適用于中小容量電動(dòng)機(jī)空載或輕載起動(dòng)36星—三角降壓起動(dòng)特點(diǎn)：設(shè)備簡單，造價(jià)低維修方便，可以頻繁起動(dòng)；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只有直接起動(dòng)的1/3。適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接法電動(dòng)機(jī)空載或輕載啟動(dòng)37電動(dòng)機(jī)Y－△起動(dòng)L1L2L3QS

KM1FU1MFU2FRSB1SB2KM1KM2KM1KM3SB3KM2FRKM2KM2KM3KM3U1V1W1U2V2W213579111315238特點(diǎn)：起動(dòng)電壓的大小可通過改變自耦變壓器的抽頭來調(diào)整，Y接，△接法的電機(jī)均可采用；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不許頻繁起動(dòng)適用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較大的場(chǎng)合自耦（降壓）減壓起動(dòng)39

L1L2L3QFFU1FU2KM1KM2KM3TFRSB1SB2KM2KTKTKTKTKM1KM2KM3KM2KM2KM1FRM3~電氣原理接線圖QJ3系列抽頭有80％和65％兩種，控制電動(dòng)機(jī)容量為10~75KW4040

UL1VL2WL365%80%FRSBFV電氣原理接線圖（手動(dòng)）啟動(dòng)停止運(yùn)行41繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)變阻器起動(dòng)42雙重聯(lián)鎖13579111315172三、電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行方法：改變輸入電動(dòng)機(jī)三相電源的相序。43四、三相異步電動(dòng)機(jī)的異常情況分析處理運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)發(fā)生下述情況時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)：1、電動(dòng)機(jī)或所帶生產(chǎn)機(jī)械有嚴(yán)重故障；2、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)裝置或電動(dòng)機(jī)溫升過高、冒煙或起火；3、發(fā)生人身事故；4、電動(dòng)機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)；5、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降；6、電動(dòng)機(jī)聲響異常或出現(xiàn)焦糊氣味；7、電動(dòng)機(jī)軸承的溫度或溫升超過允許數(shù)值；8、電動(dòng)機(jī)電流超過銘牌額定值或運(yùn)行中電流猛增；9、電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行等。44五、電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行1、異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)測(cè)與維護(hù)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)各部分發(fā)熱情況監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的工作電流和三相平衡度監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的聲響和氣味監(jiān)視電源電壓的波動(dòng)六、電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)1、繞組絕緣電阻的測(cè)量1）絕緣搖表電壓的選