電機(jī)與變壓器課件：交流電機(jī)

交流電機(jī)

交流電機(jī)任務(wù)1認(rèn)識(shí)交流電動(dòng)機(jī)

任務(wù)2認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

任務(wù)3三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析

任務(wù)4三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析

任務(wù)5三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行任務(wù)6認(rèn)識(shí)單相異步電動(dòng)機(jī)

任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)任務(wù)8認(rèn)識(shí)單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)任務(wù)9認(rèn)識(shí)三相同步發(fā)電機(jī)任務(wù)10認(rèn)識(shí)三相同步電動(dòng)機(jī)

任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)知識(shí)目標(biāo)：1.學(xué)習(xí)三相異步電動(dòng)機(jī)的組成、工作原理及工作特性。2.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理。3.了解同步電機(jī)的工作原理、并聯(lián)運(yùn)行及啟動(dòng)。技能目標(biāo)：1.三相、單相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝及檢測(cè)。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。3.三相、單相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)、常見(jiàn)故障及檢修。任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)

交流電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活當(dāng)中起著非常重要的作用，你是否認(rèn)識(shí)下面幾個(gè)電機(jī)？

任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)

所謂交流電動(dòng)機(jī)是指使能實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與交流電能之間互相轉(zhuǎn)換的一種裝置或設(shè)備。

一、三相異步電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)及用途1.按電源相數(shù)分(1)單相異步電動(dòng)機(jī)

用途：主要用于功率較小的家用電器，如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等。

任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)

(2)三相異步電動(dòng)機(jī)用途：主要用于拖動(dòng)功率要求較大的場(chǎng)合，如用于工業(yè)上的拖動(dòng)中小型軋鋼機(jī)、各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備中；在農(nóng)業(yè)上，拖動(dòng)脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、磨粉機(jī)以及其他各種農(nóng)用加工機(jī)械等設(shè)備中。

任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)

2.按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分(1)籠式

廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為電力拖動(dòng)的原動(dòng)機(jī)(2)繞線式

適用于要求起動(dòng)電流小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大和頻繁起動(dòng)的場(chǎng)合，如吊車(chē)、電梯、空調(diào)壓縮機(jī)等任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)

3.按防護(hù)形式分(1)開(kāi)啟式適用于清潔、干燥的工作環(huán)境(2)防護(hù)式適用于比較干燥、少塵、無(wú)腐蝕性和爆炸性氣體的工作環(huán)境(3)封閉式多用于灰塵多、潮濕、易受風(fēng)雨、有腐蝕性氣體、易引起火災(zāi)等各種較惡劣的工作環(huán)境(4)防爆式適用于易燃、易爆氣體工作環(huán)境，如有瓦斯的煤礦井下、油庫(kù)、煤氣站等任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)(1)變極調(diào)速多用于籠型異步電動(dòng)機(jī)且調(diào)速要求不高的場(chǎng)合。(2)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速多用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)，如起重設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械的調(diào)速等。(3)變頻調(diào)速多用于調(diào)速要求較高場(chǎng)合。4.按調(diào)速方式分任務(wù)1

認(rèn)識(shí)交流電機(jī)二、交流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

，制造方便。（2）運(yùn)行可靠,價(jià)格低廉。（3）對(duì)工作環(huán)境要求較低。2.缺點(diǎn)（1）功率因數(shù)滯后。（2）調(diào)速性能較差。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)端蓋（驅(qū)動(dòng)端）定子

轉(zhuǎn)子風(fēng)扇

冷空氣流

罩殼（非驅(qū)動(dòng)端）三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的部件圖任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的外形任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)一、靜止部分

三相異步電動(dòng)機(jī)的靜止部分主要由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座和端蓋組成。

定子鐵心的硅鋼片任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)1.定子鐵心

※定子鐵心用來(lái)形成電動(dòng)機(jī)的磁路和安放定子繞組。

※定子鐵心用0.35～0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成。

※定子鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來(lái)嵌放定子繞組。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

2.定子繞組

※定子繞組是用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。

※三相繞組有三個(gè)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°。

※定子三相繞組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端分別標(biāo)為U1、V1、W1

，末端分別標(biāo)為U2、V2、W2

。

※這六個(gè)出線端在接線盒里的排列，可以接成星形（Y）或三角形（△）。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接線U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1W2

U2V23~U1V1

W1W2

U2V23~U1V1

W1U2V2

W2星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

3.機(jī)座

機(jī)座是作為整個(gè)電機(jī)的支架。在機(jī)座上可固定定子鐵心和定子繞組，并以前后兩個(gè)端蓋支撐轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸。它的外部有散熱筋，以增加散熱面積，提高散熱效果。機(jī)座通常用鑄鐵或鑄鋼鑄造而成。

4.端蓋端蓋裝在機(jī)座的兩側(cè)，起支撐轉(zhuǎn)子的作用，一般為鑄鐵件。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)二、轉(zhuǎn)動(dòng)部分電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱(chēng)為轉(zhuǎn)子，它由鐵心、繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)葉等組成。

1.轉(zhuǎn)子鐵心

轉(zhuǎn)子鐵心作為電機(jī)磁路的一部分，并放置轉(zhuǎn)子繞組。一般用0.5mm厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來(lái)安置轉(zhuǎn)子繞組。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

2.轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組的主要作用是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。

轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)切割定子磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下受力而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

3.轉(zhuǎn)軸

轉(zhuǎn)軸用以傳遞轉(zhuǎn)矩及支撐轉(zhuǎn)子的重量。轉(zhuǎn)軸必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以保證負(fù)載時(shí)氣隙均勻及轉(zhuǎn)軸本身不致斷裂，一般都由碳鋼或合金鋼制成。

4.風(fēng)葉

風(fēng)葉的作用是用來(lái)散熱，冷卻電動(dòng)機(jī)。風(fēng)葉可強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣流動(dòng)，帶走內(nèi)部的熱量，加強(qiáng)散熱。一般用塑料制成。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)三、其他部分

1.轉(zhuǎn)軸用來(lái)連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不轉(zhuǎn)部分，目前都采用滾動(dòng)軸承以減小摩擦。2.轉(zhuǎn)軸端蓋保護(hù)軸承，使軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油不致溢出。

3.風(fēng)扇罩風(fēng)葉罩起保護(hù)風(fēng)葉的作用，同時(shí)起安全防護(hù)作用。任務(wù)2

認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)

4.氣隙氣隙是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。異步電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子之間有一個(gè)很小的間隙，稱(chēng)為氣隙。當(dāng)氣隙大時(shí)，勵(lì)磁電流也大，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；但氣隙不能太小，否則使電動(dòng)機(jī)裝配困難，且運(yùn)行不可靠。一般中、小型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間氣隙為0.2～1.5mm。任務(wù)3三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相電流→三相繞組→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相繞組任務(wù)3三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析U1U2W2W1V1V2橫截面

流入

流出U1V1

W1U2V2

W2任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析U1U2V1V2W2W1U←V←W←iu=Imsin

tiv=Imsin(

t－120O)iw=Imsin(

t＋120O)

t=0O

時(shí)iu=0，iv＜0，iw

＞0

tOi1Imiu

iv

iw任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析U1U2V1V2W2W1NSU1U2V1V2W2W1

t=0O

時(shí)iu=0，iv＜0，iw＞0

t=120O

時(shí)iu＞0，iv=

0，iw＜

0任務(wù)3三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1

t=240O

時(shí)iu＜

0，iv＞0，iw=0

t=360O

時(shí)iu=0，iv＜0，iw＞0任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向

U(iu)→V(iv)→W(iw)※旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向由三相繞組中電流相序決定※改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序

※將三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)即可

V(iu)→U(iv)→W(iw)任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析3.磁極與轉(zhuǎn)速的關(guān)系

同步轉(zhuǎn)速n0

i

變化1周i每秒鐘變化50周i每分鐘變化(50×60)周

→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)1圈→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)3000圈

n0=3000=60f

(r/min)

同步轉(zhuǎn)速n0的大小怎樣改變？

任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析

U1U2V1V2W2W1U1V1W1U2V2

W2U3V3

W3U4V4

W4U1每相繞組由一個(gè)線圈組成每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)組成V1V4V2V3U1U3U4U2W4W1W2W3任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析

f=50Hz時(shí)：

123456300015001000750600500pn0/(r/min)4.轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速:

n=(1－s)n0轉(zhuǎn)差率:s=n0－nn0任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析

起動(dòng)時(shí)

n=0，s=1

理想空載時(shí)

n=n0

，s=0

正常運(yùn)行時(shí)

0＜n＜n0

，1＞s＞0

額定運(yùn)行時(shí)

sN=0.01~0.07異步電機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)

狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)理想空載狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率n＜0s＞1n=0s=10＜n＜n1

1＞s＞0n=n1s=0n＞n1s＜0任務(wù)3

三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理分析二、工作原理對(duì)稱(chēng)三相繞組通入對(duì)稱(chēng)三相電流三相交流電能

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)能量）

磁感線切割轉(zhuǎn)子繞組

轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生e和

i

轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用電磁轉(zhuǎn)矩

轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)

機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來(lái)感應(yīng)任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析一、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在額定電壓和額定頻率運(yùn)行的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、定子電流Is

、功率因數(shù)、電磁轉(zhuǎn)矩Te、效率η等與輸出功率P2的關(guān)系。1.轉(zhuǎn)速特性異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化的n=f(P2)曲線稱(chēng)為轉(zhuǎn)速特性。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子銅耗和電磁功率的關(guān)系式為

當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，輸出功率P2≈0，在這種情況下Ir≈0，由上列關(guān)系展示出轉(zhuǎn)差率s差不多與Ir

成正比，所以s≈0，轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。負(fù)載增大時(shí)，會(huì)使轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)增大，所以轉(zhuǎn)子電流Ir

增大，以產(chǎn)生更大一些的電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。因此，隨著輸出功率P2的增大，轉(zhuǎn)差率s也增大，則轉(zhuǎn)速稍有下降。為了保證電動(dòng)機(jī)有較高的效率，在一般異步電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子的銅耗是很小的，額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)差率為1.5～5%，且電機(jī)容量越大，s越小，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n=(1-s)n1就越高。

所以異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性為一條稍向下傾斜的曲線（如圖3-11中曲線1所示）與并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性極為相似。

任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析

2.定子電流特性

異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，定子電流的變化曲線稱(chēng)為定子電流特性。異步電動(dòng)機(jī)的定子電流方程式（即磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式）為

上面已經(jīng)說(shuō)明，空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流，此時(shí)定子電流幾乎全部為勵(lì)磁電流。隨著負(fù)載的增大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)子電流增大，定子電流及磁動(dòng)勢(shì)也隨之增大，抵消轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)，以保持磁動(dòng)勢(shì)的平衡。定子電流幾乎隨P2按正比例增加。異步電動(dòng)機(jī)的工作特性如圖3-11中曲線2所示。

任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析3.功率因數(shù)特性

異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，定子功率因數(shù)的變化曲線稱(chēng)為功率因數(shù)特性。由異步電動(dòng)機(jī)等效電路求得的總阻抗是電感性的。所以對(duì)電源來(lái)說(shuō)，異步電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)感性阻抗，其功率因數(shù)總是滯后的，它必須從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功功率。空載時(shí)，定子電流基本上是勵(lì)磁電流，主要用于無(wú)功勵(lì)磁，所以功率因數(shù)很低，約為0.1～0.2。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，轉(zhuǎn)子電流的有功分量增加，定子電流的有功分量也隨之增加，即可使功率因數(shù)提高。在接近額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)達(dá)到最大。由于在空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s很小，而且變化很小，所以轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角幾乎不變，但負(fù)載超過(guò)額定值時(shí)，s值就會(huì)變得較大，因此變大，轉(zhuǎn)子電流中的無(wú)功分量增加，因而使電動(dòng)機(jī)定子功率因數(shù)又重新下降。功率因數(shù)特性如圖7-16中曲線3所示。任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析

4.電磁轉(zhuǎn)矩特性

異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線稱(chēng)為電磁轉(zhuǎn)矩特性。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式為

因?yàn)檩敵龉β?，所?/p>

異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)額定值時(shí)，轉(zhuǎn)速n和角速度

變化很小。而空載轉(zhuǎn)矩T0又可認(rèn)為基本上不變。

電磁轉(zhuǎn)矩特性近似為一條斜率為1/

的直線（見(jiàn)圖3-11的曲線4）。任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析

5.效率特性

異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，輸出功率變化時(shí)，效率的變化曲線稱(chēng)為效率特性。

任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析二、三相異步電動(dòng)機(jī)的功率當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速n穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，從電源輸入的功率為三、三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通與轉(zhuǎn)子電流相互作用而產(chǎn)生的。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。經(jīng)理論證明，它們的關(guān)系為：任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析四、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1.基本概念三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、頻率和其他參數(shù)固定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率（或轉(zhuǎn)速）之間的函數(shù)關(guān)系，得出的曲線圖稱(chēng)為機(jī)械特性曲線。任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析2.固有機(jī)械特性

當(dāng)U1、f1、R2、X2=常數(shù)時(shí)：

T=f(s)——轉(zhuǎn)矩特性

n=f(T)——機(jī)械特性當(dāng)U1L=

U1N、f1=fN，且繞線型轉(zhuǎn)子中不外串電阻或電抗時(shí)的特性稱(chēng)為

固有特性。

任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析工作段n0TnONnNTN額定狀態(tài)（N點(diǎn)）

額定狀態(tài)是指各個(gè)物理量都等于額定值的狀態(tài)。N點(diǎn)：n=nN，s=sN

，

T=TN，P2=PN。

額定狀態(tài)說(shuō)明了電動(dòng)機(jī)

長(zhǎng)期運(yùn)行的能力

TL≤TN，P2≤

PN，I1≤

IN。

sN=0.01~0.09很小，T

增加時(shí)，n下降很少——硬特性。任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析臨界狀態(tài)（M

點(diǎn)）

對(duì)應(yīng)s=sM，T=

TM

的狀態(tài)。

臨界狀態(tài)明了電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過(guò)載能力。

過(guò)載倍數(shù)αMT=TMTN

Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)

MT

=2~2.2n0nTOMnMTM

臨界轉(zhuǎn)速

任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析

堵轉(zhuǎn)狀態(tài)（S

點(diǎn)）

對(duì)應(yīng)s=1，n=0的狀態(tài)。

——又稱(chēng)為起動(dòng)狀態(tài)。

堵轉(zhuǎn)狀態(tài)說(shuō)明了電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的能力。

起動(dòng)條件

(1)TS>(1.1~1.2)TL。

(2)IS＜允許值。

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)

ST=TSTN

起動(dòng)電流倍數(shù)

SC=ISIN

Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)

ST=1.6~2.2

SC=5.5~7.0n0TnOSTS任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析3、人為特性（1）降低定子電壓時(shí)的人為特性SM與U1無(wú)關(guān)，T

正比于

U12sMTsOU1'U1"sMnTOU1'U1"任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析

（2）增加轉(zhuǎn)子電阻時(shí)的人為特性sM正比于

R2，TM與R2

無(wú)關(guān)。TMTsOR2'<R2"R2'R2"nTOTMR2'R2"R2'<R2"任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析R2增加后，TST大小則與R2和

X2的相對(duì)大小有關(guān)。

當(dāng)R2＜X2時(shí)，sM＜1，R2

→TST

。

當(dāng)R2=X2時(shí)，sM=1，TS=

TM。

當(dāng)R2＞X2時(shí)，sM＞1，R2

→TST

。

TsOTMR2＜X2R2=X2R2＞X2R2'

＜R2"sM＜1sM＞1sM=1任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析（3）定子回路串三相對(duì)稱(chēng)電抗的人為機(jī)械特性定子回路串入三相對(duì)稱(chēng)電抗的人為機(jī)械特性與串電阻的相似，只是這種情況下電抗不消耗有功功率，而串電阻時(shí)電阻消耗有功功率。

（4）轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱(chēng)電阻的人為機(jī)械特性

繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)滑環(huán)，可以把三對(duì)稱(chēng)電阻串入轉(zhuǎn)子回路后再三相短路。轉(zhuǎn)子回路串入電阻并不影響同步轉(zhuǎn)速。因?yàn)樽畲箅姶呸D(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子回路電阻無(wú)關(guān)，即轉(zhuǎn)子串入電阻后不變。由于臨界轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子回路電阻成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)子串入電阻后增大。任務(wù)4

三相異步電動(dòng)機(jī)的特性分析任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行一、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)

當(dāng)改變通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的三相電源相序，即把接入電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)接線時(shí)，電動(dòng)機(jī)就可以反轉(zhuǎn)。如圖所示是利用接觸器使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的原理圖。線路中采用了兩個(gè)接觸器KM1或KM2，即正轉(zhuǎn)用的接觸器KM1、反轉(zhuǎn)用的接觸器KM2。當(dāng)把接入電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)接線時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接入電網(wǎng)后，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程，稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。

在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，通常要求電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以拖動(dòng)負(fù)載較快地達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，而啟動(dòng)電流又不要太大，以免引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)過(guò)大，而影響電網(wǎng)上其它負(fù)載的正常工作。因此，衡量異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的主要指標(biāo)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)KT和啟動(dòng)電流倍數(shù)KI

。一般籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流倍數(shù)

啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行1.直接啟動(dòng)

直接啟動(dòng)就是利用開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接到具有額定電壓的電網(wǎng)上，也稱(chēng)為全壓起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)設(shè)備少，線路簡(jiǎn)單，維修量較小缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流大，會(huì)引起其他設(shè)備的正常工作。直接啟動(dòng)應(yīng)滿足：1.小容量的電動(dòng)機(jī)（PN≤7.5kW）2.電動(dòng)機(jī)容量滿足如下要求：ISTINKI=≤≤14〔〕3+電源總?cè)萘?kV·A)電動(dòng)機(jī)容量(kW)任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行2.降壓?jiǎn)?dòng)若電動(dòng)機(jī)容量較大，起動(dòng)電流倍數(shù)不滿足上述公式，則不能直接起動(dòng)。此時(shí)，若仍是輕載起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)的主要矛盾是起動(dòng)電流大而電網(wǎng)允許沖擊電流有限的矛盾，對(duì)此只要減小起動(dòng)電流才能予以解決。而對(duì)于籠型異步電動(dòng)機(jī)，減小起動(dòng)電流的主要方法就是降低電壓。降低籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓來(lái)起動(dòng)的方法，稱(chēng)為降壓起動(dòng)。

由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，所以在減小起動(dòng)電流的同時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小了。這說(shuō)明降壓起動(dòng)方法都會(huì)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低，不能用于滿負(fù)載起動(dòng)，只適用于輕載或空載起動(dòng)場(chǎng)合。

常見(jiàn)的降壓?jiǎn)?dòng)方法有定子繞組串接電阻降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、星形（Y）——三角形（△）降壓?jiǎn)?dòng)、延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)等等。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（1）定子串電阻降壓起動(dòng)3~RSQ1FUQ2M3~運(yùn)行M3~XSQ1FUQ23~任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（2）自耦變壓器降壓起動(dòng)適用于：適用于Y型或△形接法的電動(dòng)機(jī)。TA3~UNQ1FUQ2M3~任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行3~UNQ1FUQ2TAM3~起動(dòng)任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行TA3~UNQ1FUQ2M3~運(yùn)行任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（3）

星形－三角形減壓起動(dòng)（Y－

起動(dòng)）適用于：正常運(yùn)行為△形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。3~UN3~UNQ1FUQ2U1U2V1V2W1W2任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（1）

星形－三角形減壓起動(dòng)（Y－

起動(dòng)）適用于：正常運(yùn)行為△形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。3~UNQ1FUQ2U1U2V1V2W1W2任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（1）

星形－三角形減壓起動(dòng)（Y－

起動(dòng)）適用于：正常運(yùn)行為△形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。Q23~UNQ1FUU1U2V1V2W1W2任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

Y－

起動(dòng)的使用條件

(1)正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)采用

形連接的電動(dòng)機(jī)。(2)ISTY＜Imax（線路中允許的最大電流）。(3)TSTY＞(1.1～1.2)TL。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（4）延邊三角形降壓起動(dòng)(a)直接啟動(dòng)(b)延邊三角形啟動(dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)延邊三角形起動(dòng)具有體積小、質(zhì)量輕、允許經(jīng)常起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，而且采用不同的抽頭比例，可以得到延邊三角形聯(lián)結(jié)法的不同相電壓，其值比星形-三角形換接起動(dòng)時(shí)星形聯(lián)結(jié)法的電壓值高，因此其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比星形-三角形換接起動(dòng)時(shí)大，它能用于重載起動(dòng)。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行3.繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

中、大容量電動(dòng)機(jī)重載啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)的兩種矛盾同時(shí)起作用，問(wèn)題最尖銳。如果上述特殊形式的籠型電動(dòng)機(jī)還不能適應(yīng)，則只能采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)了。在繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上串接電阻時(shí)，如果阻值選擇合適，可以既增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又減小起動(dòng)電流，兩種矛盾都能得到解決。三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法通常有轉(zhuǎn)子串接電阻啟動(dòng)和轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動(dòng)兩種方法。（1）轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)

繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是三相繞組，它通過(guò)集電環(huán)與電刷可以串接附加電阻，因此可以實(shí)現(xiàn)一種很理想的啟動(dòng)方法。即在啟動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子繞組中串接適當(dāng)?shù)膯?dòng)電阻，以減小啟動(dòng)電流，增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,啟動(dòng)完畢后，將啟動(dòng)電阻從轉(zhuǎn)子電路中切除，使電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻啟動(dòng)原理圖（2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)

頻敏變阻器頻率高：損耗大，電阻大。頻率低：損耗小，電阻小。

轉(zhuǎn)子電路起動(dòng)時(shí)

f2高，電阻大，

TST'大，IST'小。

轉(zhuǎn)子電路正常運(yùn)行時(shí)

f2低，電阻小，自動(dòng)切除變阻器。

頻敏變阻器任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行三、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1.轉(zhuǎn)差功率消耗型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法

轉(zhuǎn)差功率消耗型是將全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)），這類(lèi)調(diào)速方法的效率最低。轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速方法主要有改變定子電壓調(diào)速法、轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速法等（1）改變定子電壓調(diào)速

異步電動(dòng)機(jī)在同步轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)差率保持不變的情況下，輸出轉(zhuǎn)矩與所加定子電壓的平方成正比。因此，改變定子電壓就可以改變其機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電動(dòng)機(jī)在一定輸出轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。

任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行n0TnOnMUNTLU1TLn0TnOnMUNU1TL①.調(diào)速方向

U1(＜UN)↓→n↓②.調(diào)速范圍較小。③.調(diào)速的平滑性若能連續(xù)調(diào)節(jié)U1，

n

可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行④.調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性差。⑤.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性較差。

(1)需要可調(diào)交流電源。

(2)cos

1和

均較低。⑥.調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，又非恒功率調(diào)速。

（2）轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速這種方法只適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行M3~3~RrKMn0TnOTMR2R2+RrTL①.調(diào)速方向n

②.調(diào)速范圍較?、?調(diào)速的平滑性取決于Rr

的調(diào)節(jié)方式④.調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性差⑤.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性初期投資不大，但運(yùn)行效率較低⑥.調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行2.轉(zhuǎn)差功率回饋型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法——串級(jí)調(diào)速

轉(zhuǎn)差功率回饋型是將轉(zhuǎn)差功率的一部分消耗掉，大部分則通過(guò)變流裝置回饋電網(wǎng)或轉(zhuǎn)化成機(jī)械能予以利用，轉(zhuǎn)速越低時(shí)，回收的功率越多。針對(duì)上述串電阻調(diào)速存在的低效問(wèn)題，設(shè)想如果在繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中串入附加電動(dòng)勢(shì)來(lái)取代電阻，通過(guò)電動(dòng)勢(shì)這樣一種電源裝置吸收轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)差功率，并回饋給電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)高效平滑調(diào)速，這就是串級(jí)調(diào)速的思想。

根據(jù)電機(jī)的可逆性原理，異步電機(jī)既可以從定子輸入或輸出功率，也可以從轉(zhuǎn)子輸入或輸出轉(zhuǎn)差功率，因此同時(shí)從定子和轉(zhuǎn)子向電機(jī)饋送功率也能達(dá)到調(diào)速的目的。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行串級(jí)調(diào)速的調(diào)速性能①調(diào)速方向②調(diào)速范圍

較大。③調(diào)速的平滑性平滑性好。④調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性好。⑤調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性初期投資大,運(yùn)行效率較高,運(yùn)行費(fèi)用不大。⑥調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行3.轉(zhuǎn)差功率不變型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法

轉(zhuǎn)差功率中轉(zhuǎn)子銅損部分的消耗是不可避免的，但由于這類(lèi)調(diào)速方法無(wú)論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差率均保持不變，所以轉(zhuǎn)差功率的消耗也基本不變，因此效率最高。這類(lèi)調(diào)速方法主要有變極調(diào)速和變頻調(diào)速兩種。n0TnOYYY0.5n0TLn0TnO△YY0.5n0TL任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行①.調(diào)速方向Y(△)→YY：n

YY→Y(

)：n

②.調(diào)速范圍2-4③.調(diào)速的平滑性平滑性差④.調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性好⑤.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性好。⑥.調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載YY－Y——

恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

YY－

（近似）恒功率調(diào)速任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（2）變頻調(diào)速n0TnOn0'f1＜fN，=常數(shù)U1f1

TLn0TnOn0'f1＞fNU1L=UNTLM3~3~

直流逆變電路控制電路

U、f可變整流電路50Hz任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

①.調(diào)速方向

f1＜fN時(shí)：n

,f1＞fN時(shí)：n

②.調(diào)速范圍

較大

③.調(diào)速的平滑性平滑性好（無(wú)級(jí)調(diào)速）④.調(diào)速的穩(wěn)定性穩(wěn)定性好

⑤.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性初期投資大；運(yùn)行費(fèi)用不大⑥.調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載

f1＜fN時(shí)——恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

f1＞fN時(shí)時(shí)——恒功率調(diào)速任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

變頻器

任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

三相異步電動(dòng)機(jī)工作在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，起著制止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，電動(dòng)機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，并轉(zhuǎn)換成電能。電動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用有制動(dòng)停車(chē)、加快減速過(guò)程和變加速運(yùn)動(dòng)為等速運(yùn)動(dòng)等三種，制動(dòng)的方法主要有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種。1.能耗制動(dòng)

將轉(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在轉(zhuǎn)子回路中，所以稱(chēng)為能耗制動(dòng)。采用能耗制動(dòng)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降為零時(shí)，其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為零，因此能耗制動(dòng)可用于反抗性負(fù)載準(zhǔn)確停機(jī)，也可使位能負(fù)載勻速下放。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

制動(dòng)原理制動(dòng)前

Q1合上，Q2斷開(kāi)，

M為電動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)時(shí)

Q1斷開(kāi)，Q2合上。定子:U→I1→Φ

轉(zhuǎn)子:n→E2→I2M為制動(dòng)狀態(tài)。M3~3~Q1＋U－Q2

Rb×ΦI1I1FnFT任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行2.反接制動(dòng)實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)有轉(zhuǎn)速反向與定子兩相對(duì)調(diào)兩種方法。(1)轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)

這種反接制動(dòng)相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)反向反接制動(dòng)，適用于位能性負(fù)載的低速下放，也稱(chēng)為倒拉反接制動(dòng).任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行（2)定子兩相對(duì)調(diào)反接制動(dòng)

異步電動(dòng)機(jī)定子兩相反接制動(dòng)也稱(chēng)為電壓反接制動(dòng)，其接線原理圖如圖所示。制動(dòng)前的電路3~M3~3~M3~Rb制動(dòng)時(shí)的電路任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行3.再生發(fā)電制動(dòng)

當(dāng)電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載是位能負(fù)載時(shí)(如起重機(jī))，由于外力的作用（如起重機(jī)在下放重物時(shí)），電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

超過(guò)同步轉(zhuǎn)速

，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，定子電流方向反了，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的受力方向也反了，驅(qū)動(dòng)力矩變成了制動(dòng)力矩，即電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，向電網(wǎng)反送電，這種制動(dòng)方法稱(chēng)為回饋制動(dòng)。因它制動(dòng)經(jīng)濟(jì)性較好，常用于起重機(jī)、電力機(jī)車(chē)和多速電動(dòng)機(jī)中。任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行重物時(shí)的回饋制動(dòng)3~M3~RbGTTLnOnTTLn0反接制動(dòng)d－n0反向電動(dòng)回饋制動(dòng)acb任務(wù)5

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行任務(wù)6認(rèn)識(shí)單相異步電動(dòng)機(jī)一、單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上與三相籠形異步電動(dòng)機(jī)類(lèi)似，轉(zhuǎn)子繞組也為一籠形轉(zhuǎn)子。定子上有一個(gè)單相工作繞組和一個(gè)啟動(dòng)繞組，為了能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在啟動(dòng)繞組中還串聯(lián)了一個(gè)電容器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。二、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入單相交流電后，產(chǎn)生一個(gè)大小和方向按正旋規(guī)律周期性變化，但磁場(chǎng)軸線位置不變（定子繞組軸線方向）的脈動(dòng)磁場(chǎng)。此脈動(dòng)磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)大小一樣、轉(zhuǎn)速相等、旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B1、B2

。任務(wù)6認(rèn)識(shí)單相異步電動(dòng)機(jī)任務(wù)6認(rèn)識(shí)單相異步電動(dòng)機(jī)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B1對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩；逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。由于在任何時(shí)刻這兩個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩都大小相等、方向相反，也就是說(shuō)單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，無(wú)法自行起動(dòng)。如果起動(dòng)時(shí)用外力朝任意一個(gè)方向撥動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子兩邊產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就有了差距，就會(huì)產(chǎn)生該方向的合成轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)就會(huì)朝著被撥動(dòng)的方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。任務(wù)6認(rèn)識(shí)單相異步電動(dòng)機(jī)三、單相異步電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)根據(jù)獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方式不同，單相異步電動(dòng)機(jī)主要分為罩極式和分相式兩大類(lèi)。

單相異步電動(dòng)機(jī)罩極式分相式單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)任務(wù)6認(rèn)識(shí)單相異步電動(dòng)機(jī)任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)一、單相電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)圖示為單相電阻起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。圖中“1”為主繞組，匝數(shù)比啟動(dòng)繞組多，主要呈感性?！?”為啟動(dòng)繞組，匝數(shù)較少、導(dǎo)線較細(xì)，相對(duì)于主繞組呈阻性。由電流、電壓矢量圖可以看出，工作時(shí)啟動(dòng)繞組中的電流I2超前于工作繞組的電流I1一個(gè)φ角，兩者之間有一定的相位差，從而可以形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。二、單相電容起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)圖示為單相電容起動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組中串聯(lián)了一個(gè)電容器，選擇合適的電容量，可使工作繞組與啟動(dòng)繞組的電流相位差接近90

，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)三、單相電容運(yùn)行式異步電動(dòng)機(jī)圖示為單相電容運(yùn)行式異步電動(dòng)機(jī)的原理圖。與電容啟動(dòng)式電動(dòng)機(jī)相比較，其啟動(dòng)繞組中不串起動(dòng)開(kāi)關(guān)S，因此啟動(dòng)繞組和啟動(dòng)電容器在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后也參與運(yùn)行，因此稱(chēng)為電容運(yùn)行式異步電動(dòng)機(jī)。任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)四、雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)為了使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行性能都比較好，可以在啟動(dòng)繞組中串聯(lián)兩個(gè)相互并聯(lián)的電容器，其中C1與啟動(dòng)開(kāi)關(guān)S串聯(lián)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，兩個(gè)電容器都參與工作；啟動(dòng)結(jié)束，由S斷開(kāi)啟動(dòng)電容器，只有C2參與運(yùn)行，這樣電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行性能都能得到保障。任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)五、分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和調(diào)速1.反轉(zhuǎn)要想使單相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，必須使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。改變單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組或工作繞組的電流方向，就可以改變單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，電路原理如圖所示?！压ぷ骼@組或起動(dòng)繞組的首端和尾端與電源的接線對(duì)調(diào)※將電容從一個(gè)繞組改接到另一個(gè)繞組

任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)2.調(diào)速通過(guò)改變電源電壓或電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，從而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的過(guò)程，稱(chēng)為調(diào)速。單相異步電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方法一般有串電抗器調(diào)速、繞組抽頭調(diào)速和晶閘管調(diào)速等?！娍蛊髡{(diào)速

將電動(dòng)機(jī)主、副繞組并聯(lián)后再與電抗器串聯(lián)。調(diào)速開(kāi)關(guān)接高速檔，電機(jī)繞組直接接電源，轉(zhuǎn)速最高；調(diào)速開(kāi)關(guān)接中、低速檔，電機(jī)繞組串聯(lián)不同的電抗器，總電抗增大，轉(zhuǎn)速降低。任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)※繞組抽頭調(diào)速

繞組抽頭法調(diào)速，實(shí)際上是把電抗器調(diào)速法的電抗嵌入定子槽中，通過(guò)改變中間繞組與主、副繞組的連接方式，來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)的大小和橢圓度，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。實(shí)際應(yīng)用中有L型和T型繞組抽頭調(diào)速兩種方法。?

L型繞組抽頭調(diào)速任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)?

T型繞組抽頭調(diào)速任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)※晶閘管調(diào)速晶閘管調(diào)壓調(diào)速是通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的電壓波形，從而改變電壓的有效值已達(dá)到調(diào)速的目的。任務(wù)7認(rèn)識(shí)分相式單相異步電動(dòng)機(jī)任務(wù)8認(rèn)識(shí)單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)一、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)罩極式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是籠型的,定子有凸極式和隱極式兩種。圖為凸極式罩極電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。在凸出的定子磁極約1/3處開(kāi)一小槽,套入罩極線圈(一個(gè)短路銅環(huán)),作為副繞組,凸極上的另一個(gè)線圈作為主繞組。轉(zhuǎn)子罩極定子繞組定子鐵芯二、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理當(dāng)定子繞組通入電流產(chǎn)生脈動(dòng)磁場(chǎng)后，有一部分磁通穿過(guò)銅環(huán)，使銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，銅環(huán)中的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，阻止銅環(huán)部分磁通的變化，結(jié)果使得沒(méi)套銅環(huán)的那部分磁極中的磁通與套有銅環(huán)的這部分磁極內(nèi)的磁通有了相位差，即Φ2滯后于Φ1,這種相位差相當(dāng)于磁場(chǎng)未罩的部分向被罩的部分連續(xù)移動(dòng),磁場(chǎng)的中心線始終是由磁極的未罩部分移向被罩部分。隨著定子繞組中電流變化率的改變，單相異步電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)的方向也就不斷發(fā)生變化，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就能夠起動(dòng)起來(lái)了。任務(wù)8認(rèn)識(shí)單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理任務(wù)8認(rèn)識(shí)單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)三、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低、運(yùn)行時(shí)噪聲小、維護(hù)方便

缺點(diǎn)起動(dòng)