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1、资产评估师机电设备评估考点精讲：第三章(2)第二节交流电动机及其控制 交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。前者转子的转速和负载有关，和电源频率无关；后者转子与电源频率有严格的比例关系。异步电动机按定子相数的不同有单相异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。三相异步电动机由于其结构简单、运行可靠、效率高、成本低而被广泛应用于工农业生产中。一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。（一）定子定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁芯、定子绕组和机座等组成。1.定子铁芯。定子铁芯由互相绝缘的硅钢片叠成圆筒形状，内圆周表面有均匀分布的槽，用来安
2、放三相绕组。2.定子绕组。定子绕组由许多线圈连接而成。线圈由带有绝缘的铜导线或铝导线绕制而成。三相定子绕组的三个首端和三个末端分别接在电动机出线盒的6个接线柱上。3.机座。用来安装定子铁心和固定端盖。固定整个电机。（二）转子转子是电动机转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成。其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。按照构造的不同，转子分为鼠笼式和绕线式两种。1.鼠笼式转子。这种转子用铜条安装在转子铁芯槽内，两端用端环焊接，形状像鼠笼。对于中、小功率的电动机（100kW以下）目前大部分采用铸铝方式。将转子线槽内的导体、两端环和风扇铸成一个整体。鼠笼式异步电动机结构简单，工作可靠，使用维护方
3、便，因而得到广泛应用。2.绕线式转子。绕线式转子的绕组和定子绕组相似，但三相绕组连接成星形，三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。【提示】转子绕组中的电流是感应电流，而非外界直接接入的三相电。特点：可以通过滑环和电刷，将附加电阻接入转子电路，从而改善起动性能和调节转速。气隙厚度多在0.2mm1.5mm之间。气隙过大，需要较大的励磁电流，从而降低电动机的功率因数。【例题单选题】下列关于鼠笼式三相异步电动机的表述中，正确的是（）。A.其定子由铁芯和定子绕组组成B.三相定子绕组的首端、末端分别接在出线盒的接线柱上C.三相定子绕组的首端连接在一起，末端分别接线盒的接线柱上
4、D.功率较大的电动机（100kW以上），其鼠笼转子多采用铸铝材料 正确答案B答案解析定子由定子铁芯、定子绕组和机座组成，所以选项A不正确；选项B正确，选项C就不正确了，定子绕组可以有不同的接法，并不仅仅局限于星形接法（注意这里和绕线式异步电动机转子绕组接法相区别）；功率较小的电动机（100kW以下），其鼠笼转子多采用铸铝材料。 【例题单选题】（）定、转子绕组都为三相绕组的电动机是（）。A.鼠笼式三相异步电动机B.绕线式三相异步电动机C.直流他励电动机D.同步电动机正确答案B答案解析三相异步电动机的绕组均为三相绕组，但是鼠笼式三相异步电动机的转子是用铜条焊接而成的“鼠笼”，而非绕组。直流电动机中
5、的绕组接通的是直流电，而非三相交流电，所以不是三相绕组。 二、三相异步电动机的工作原理基本原理：通入定子绕组的三相电流共同产生的合成磁场随着电流的交变而在空间不断地旋转，称为旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体，在闭合的导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。需要解决的两个问题：转子如何受力（分析转子绕组）；旋转磁场如何产生（分析定子绕组）。转子如何受力：1.在旋转磁场的作用下，转子绕组的导体中会产生感应电流，方向有右手定则判定；2.感应电流在磁场中，会受力，力的方向用左手定则判定。【拓展】右手定则判断感应电流。方法是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并
6、且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。左手定则判断受力方向。方法是：伸开左手,让磁感线穿入手心（手心对准N极，手背对准S极），四指指向电流方向，那么大拇指的方向就是导体受力方向。三相异步电动机的三相定子绕组U1U2、V1V2、W1W2以Y形（星形）联接方式与三相电源相接，便有对称电流流入。【注意】以下分析的是定子绕组。在t0的瞬间，定子绕组中电流的方向：U相电流为零；V相电流自V2流向V1；W相电流自W1流向W2。将各相电流产生的磁场相加得到合成磁场，其方向由上向下。【拓展】通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直
7、导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。【例题多选题】下列关于三相异步电动机的叙述中，正确的是（）。A.定子绕组通入三相交变电流会产生旋转磁场B.旋转磁场的转速与电源频率有关C.旋转磁场磁极对数越多则旋转磁场的转速越高D.在额定负载下，转子转速总是低于旋转磁场转速E.空载运行时，转差率接近于1 正确答案ABD答案解析旋转磁场的转速n60f/P，所以磁极对数越多，旋转磁场转速越低；空载运行时，转差率约等于0，起动时，转差率等于1。 【例题单选题】（）按中国标准生产的6磁极三相异步电动机，采用50Hz交流电源供电。若额定转速为965rmin，则转差率为（）。A.O.03B
8、.O.035C.0.04D.0.045 正确答案B答案解析旋转磁场的转速60f/P6050/31000（r/min），转差率S（1000965）/10000.035，特别注意，这里告诉的是6个磁极，是3对磁极。 【例题单选题】（）三相异步电动机在起动的最初瞬间，其转差率（）。A.S0B.0.01S0.06C.0.1S0.6D.S1正确答案D答案解析当转子空载运行时，S0；当电动机起动瞬间或严重过载而堵转时，S1。 三、三相异步电动机铭牌及主要系列若电动机按铭牌规定的方式运行，且在运行中其有关电量和机械量与铭牌上标明的额定值相符，则该电动机的运行情况称为额定运行。（一）型号三相异步电动机型号主要
9、说明电动机的机型、规格。【提示】掌握教材中两个异步电动机的举例，即Y160L-4和JO2-62-4每个字母和数字代表的含义。（二）额定值异步电动机的额定数据主要有：1.额定功率PN。在额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率称为额定功率，单位为kW（千瓦）。2.额定电压UN。在额定运行情况下，外加于定子绕组上的线电压称为额定电压，单位为V（伏）或kV（千伏）。3.额定电流IN。电动机在额定电压下，轴端有额定功率输出时，定子绕组线电流，单位为A（安）。4.额定频率fN。我国规定标准工业用电的频率为50Hz。5.额定转速nN。指电动机在额定运行时电动机的转速，单位为r/min（转/分）。（三）连接
10、方法电动机出线盒中有六个接线柱，分上下两排用金属连接板可以把三相定子绕组接成星形（Y形）或三角形（形）。定子绕组结成星型还是三角形，视定子每相绕组的额定电压和电源线电压而定。星形接法是把三个末端连接在一起，三角形接法是首尾相接。【提示】星形连接：相电流等于线电流，但相电压不等于线电压，相电压= 线电压。三角形连接：相电压等于线电压，但相电流不等于线电流，相电流= 线电压。 【结论1】当线电压为380V时，若定子绕组每相绕组额定电压为220V，应该用星形连接；若定子绕组每相绕组额定电压为380V，应该用三角形连接。【结论2】对于Y系列电动机（鼠笼式异步电动机），功率在4kW以上时，其电压为380
11、V，采用三角形连接；功率在4kW以下时，其电压为380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时采用Y联结；线电压为 220V 时采用联结（这种表示方式下，定子绕组的额定相电压为220V）。（四）绝缘等级和温升绝缘等级是指电动机所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F等级。常用B级绝缘材料的允许温度为120左右。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。例如B级绝缘的电动机温升为80（环境温度以40为标准）。（五）工作方式表示电动机的运行方式，可分为连续、短时、断续三种。【例题单选题】（）下列关于三相异步电动机型号“YR160L4”的说明中，错误的是（）。A.YR绕线式异步电动机
12、B.160机座中心高度为160mmC.L长机座D.4磁极对数为4 正确答案D答案解析4表示的是磁极数，而非磁极对数。 【例题单选题】（）下列我国生产的交流异步电动机四个系列产品中，（）系列为多速鼠笼式三相异步电动机。A.YB.J2、L02、J02LC.JD2、JD02D.JR 正确答案C答案解析JD2、JD02系列分别是从J2、J02派生出来的防护式和封闭式多速鼠笼式三相异步电动机。 【例题单选题】下列关于异步电动机额定数据的叙述中，错误的是（）。A.在额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率称为额定功率B.在额定运行情况下，外加于定子绕组上的线电压称为额定电压C.在额定电压下，定子绕组的线电流称为额定电流D.在额定运行情况下，电动机的转速称为额定转速正确答案C答案解析在额定电压下，轴端有额定功率输出时，定子绕组的线电流称为额定电流。
