電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目化教程 課件 項(xiàng)目二　三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用與維護(hù)

三相異步電機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)TheFunctionandStructureofThreePhaseAsynchronousMotors三相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理NS三相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生principle對(duì)稱三相繞組通入三相交流電產(chǎn)生方法實(shí)現(xiàn)方法ABCXYZCBAit分析規(guī)定：電流I為正時(shí)，從首端流入、末端流出；為負(fù)時(shí)從首端流出、末端流入1NS1232NS3NS44NS55NS6NS6旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的分析principleABCXYZCBAit分析規(guī)定：電流I為正時(shí)，從首端流入、末端流出；為負(fù)時(shí)從首端流出、末端流入1NS1232NS3NS44NS55NS6NS6旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的分析principle三相異步電機(jī)工作原理電生磁三相對(duì)稱繞組通往三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1磁生電旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。2電磁力轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場(chǎng)作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3U2U1W2V1W1V2nprinciple三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)主要組成：定子鐵心、定子繞組等部分組成。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若干線圈連接而成。每個(gè)繞組即為一相，每個(gè)繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。U1V1W1U2V2W2（a）星形連接（b）三角形連接定子繞組的聯(lián)結(jié)示意圖作用：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩主要組成：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組等部分組成。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子繞組三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組籠型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：繞線型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的分類大小均勻，為機(jī)械條件所能允許達(dá)到的最小值。一般僅為0.2mm～1.5mm。氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠。氣隙其它部分端蓋、風(fēng)扇、接線盒等。三相異步電動(dòng)機(jī)的其它組成三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌產(chǎn)品型號(hào)接法額定電壓額定電流額定功率效率功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速頻率絕緣等級(jí)防護(hù)等級(jí)額定工作制三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌1.型號(hào)

磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y132M－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(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新代號(hào)漢字意義老代號(hào)Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌2.接法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常U2U1W2V1V2W1W2U2V2V1W1U1V1W2U1W1U2V2W1U1V1W2U2V2接電源W1U1V1W2U2V2接電源接線盒星型聯(lián)接三角型聯(lián)接3.額定電壓例如：380/220V、Y/Δ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Δ聯(lián)結(jié)。注意：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V,及6000V等多種。三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌4.額定電流例如：Y/Δ6.73/11.64A

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。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌

5.額定功率與效率

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，它不等于從電源吸取的電功率P1?；\型電機(jī)

=72~93％效率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2與從電源吸取的電功率P1的比率。6.功率因數(shù)

功率因數(shù)是指電機(jī)的有功功率對(duì)視在功率的比值。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。

三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌

7.額定轉(zhuǎn)速與額定頻率額定轉(zhuǎn)速是指電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。8.絕緣等級(jí)

指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為A、E、B、F、H五級(jí)。分為三種基本方式：連續(xù)運(yùn)行（S1）、短時(shí)運(yùn)行（S2）和斷續(xù)運(yùn)行（S3）。10.

額定工作制

額定頻率是指電機(jī)使用的交流電源的頻率。表示電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)的方式，兩位數(shù)字分別代表了防止固體及液體異物的等級(jí)。9.

防護(hù)等級(jí)三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向SpeedandDirectionofThree-PhaseAsynchronousMotor旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle取決于三相電流的相序。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向：U1V1W1

與三相電流的相序：L1→

L2→

L3一致。U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3i1i2ImOti3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle如何改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向？L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3L1L3L2U1U2V1V2W1W2i3i1i2U1V1W1U1V1W1U1V1W1U1V1W1交換任意兩根電源線改變電流相序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle▲極對(duì)數(shù)（p）的概念：以Y型接法為例，當(dāng)每相繞組只有一個(gè)線圈時(shí)，按右下圖放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，則極對(duì)數(shù)為1。即p=1。U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle以Y型接法為例，將每相繞組都改用兩個(gè)線圈串聯(lián)組成。按下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場(chǎng)則是兩對(duì)磁極。即p=2

i3W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i2U1U2U3U4V4V2V3W4W1W2W3L1L2L3V1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principleU1U2V1V2W2W1ωt=0ωt=π/2U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1ωt=πωt=3π/2U1U2V1V2W2W1ωt=2πU1U2V1V2W2W1iuivImOωtiw2π0π/2π3π/2P=1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)3000圈電流每分鐘變化(50×60)周p=1

時(shí)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principleiuivImOωtiw2π0π/2π3π/2P=2ωt=

0U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSSωt=π/2U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSSωt=

3π/2U1U2U3U4W3W2W4W1V4V1V2V3NNSSωt=πU1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSSωt=

2πU1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3NNSS旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)25圈→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)1500圈電流每分鐘變化(50×60)周p=2時(shí)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle600pfn=min）r/(

p123456n0/(r/min)300015001000750600500f=50Hz時(shí),不同極對(duì)數(shù)時(shí)的同步轉(zhuǎn)速如下:p為任意值時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）為：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principleNS轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向一致改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向就能改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向任意調(diào)換三相異步電機(jī)的兩根進(jìn)線，就能改變電源相序，改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle①轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n>磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n<磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0電機(jī)降速電機(jī)降速負(fù)載適當(dāng)時(shí)，電機(jī)勻速運(yùn)行旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速principle轉(zhuǎn)差率（S）：同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，n=0，s=1；電機(jī)理想空載時(shí)，n≈n0，s≈0。作為電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在0~n0范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)principle狀態(tài)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電磁制動(dòng)實(shí)現(xiàn)外力使電機(jī)快速旋轉(zhuǎn)定子繞組接對(duì)稱電源外力使電機(jī)沿磁場(chǎng)反方向旋轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩制動(dòng)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)能量關(guān)系機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能電能和機(jī)械能變成內(nèi)能旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序，改變電流相序就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速也叫同步轉(zhuǎn)速，可用公式表示為：n0=60f/p；電機(jī)的旋轉(zhuǎn)就是電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，它的方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向一致；電機(jī)對(duì)的旋轉(zhuǎn)速度與同步轉(zhuǎn)速的差異可以用轉(zhuǎn)差率來表示，轉(zhuǎn)差率等于同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值。三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理與工作特性Theoperatingprincipleandcharacteristicsofthree-phaseasynchronousmotorsReview三相異步電機(jī)的運(yùn)行原理變壓器三相異步電機(jī)原理電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理能量傳遞一次繞組二次繞組定子繞組轉(zhuǎn)子繞組磁場(chǎng)脈動(dòng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)輸出電功率機(jī)械功率靜止的異步電機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)物理量的分析與變壓器分析方法一致。principle定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定子繞組內(nèi)磁通定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)O

tiO定子繞組系數(shù)定子每相繞組匝數(shù)principle轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)nprinciple轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子繞組系數(shù)轉(zhuǎn)子每相繞組匝數(shù)principle轉(zhuǎn)子的等效電路E2~X2R2I2轉(zhuǎn)子每相繞組的漏電抗轉(zhuǎn)子每相繞組電阻轉(zhuǎn)子每相繞組電流:轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為：principle轉(zhuǎn)子的等效電路常數(shù)常數(shù)啟動(dòng)時(shí)：很大很低正常運(yùn)行時(shí)：空載運(yùn)行時(shí)：較高轉(zhuǎn)子回路開路很低

principle三相異步電機(jī)的