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1、第一节 三相异步电动机的结构 第二节 三相异步电动机的转动原理 第三节 三相异步电动机的电路分析 第五节 三相异步电动机的启动 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 第六节 三相异步电动机的制动 第七节 三相异步电动机的调速 第八节 三相异步电动机的选择与使用 第九节 单相异步电动机 第十节 直流电动机 第七章 电动机 第七章 电动机 1、了解三相异步电动机的结构和转动原理； 2、理解三相异步电动机的机械特性，掌握起 动的基本方法,了解制动和调速的方法； 3、了解三相异步电动机的选择与使用，理解 三相交流异步电动机铭牌数据的意义。 教学要求： 交流电动机 直流电动机 鼠笼式 绕线式 异步
2、机 同步机 他励、并励、串励、复励 作用：电能转换成机械能 一、概述： 第七章 电动机 分类： （1）简化生产机械的结构 （2）提高生产效率和产品质量 （3）能实现自动控制 （4）实现远距离操纵 第七章 电动机 优点：使用电动机驱动生产机械可以实现 异步电动机的实物： 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 微型三相异步电动机的实物照片： 异步电动机的模型： 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 1、定子 2、转子 定子铁心 定子绕组 机座 异步机的组成结构 转子铁心 转子绕组 转轴 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 1、定子铁心： 由互
3、相绝缘的内圆周表面冲有很多槽的硅钢片 叠成。 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 一、定子 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 2、定子绕组： 可以Y接，也可以接 三相绕组对称分布在定子铁心 的圆周上， 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 接线盒 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 二、转子： 转子铁心：由外圆周冲有槽的硅钢片叠成 成 转子绕组: 转轴 绕线式转子 鼠笼式转子 :三相对称绕组Y接, 回路中
4、可外接附加电阻 注：转子电路必须是闭合的 绕线式转子 鼠笼式转子 第一节第一节 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 U1 U2 V1 V2 W1 W2 i i W i i U i i V 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 一、定子的旋转磁场 定子三相对称绕组 U1U2, V1V2 , W1W2 通入三相对称电 流，就会在空间产生旋转磁场。 假设电流正方向：从首端流入，尾端流出。 U1 U2 V1 V2 W1 W2 i i W i i U i i V A B C 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 一、定子的旋转磁场 得： U2 V
5、2 W1V1 W2 U1 N S U1 V2 W1 V1 W2 U2 “”电流流出 “”电流流入 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 一、定子的旋转磁场 同理分析，可得其它瞬间 产生的磁场方向： U1 U2 V2 W1 V1 W2 N S A U2 V2 W1 V1 W2 N S U1 S N U1 U2 V1 V2 W1 W2 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 一、定子的旋转磁场 与通入定子三相绕组U1U2, V1V2 , W1W2的 三相电流的相序有关。 U1 U2 V1 V2 W1 W2 i i W i i U i i V A C
6、 B 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 二、旋转磁场的转向 U2 V2 W1 V1 W2 U1 S N A U2 V2 W1V1 W2 N S U1 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 二、旋转磁场的转向 记： 任意调换两根电源 进线，则旋转磁场反转。 1、极对数p 此种接法下，合成磁场只有一对磁极。 U1 U2 V1 V2 W1 W2 U1 U2 V2 W1V1 W2 N S 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 三、旋转磁场的转速 W1 V2 U1 V1 W1 U2 V2 W2 U1 U2 V1 W2 第二
7、节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 三、旋转磁场的转速 若定子每相绕组由两个若定子每相绕组由两个 线圈串联线圈串联 ，绕组的始，绕组的始 端之间互差端之间互差6060空间角空间角 ，将产生，将产生两对磁极的旋两对磁极的旋 转磁场。转磁场。 极对数 U1 U2 U1 U2 V1 V2 V1 V2 W1 W2 W1 W2 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 三、旋转磁场的转速 U1 U2 U1 U2 2、旋转磁场的转速 电流频率为 f1，则每分钟电流变化 60 f1周，磁场旋转n0圈。即： p = 1时： p = 2时： 旋转磁场的转速取决于旋转
8、磁场的转速取决于磁场的极对数和电源频率磁场的极对数和电源频率 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 三、旋转磁场的转速 n0称为同步转速 极对数 每个电流周期 磁场转过的空间角度 同步转速 磁极数 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 三、旋转磁场的转速 感应电动势方向 用右手定则确定 受力F方向 用左手定则确定 假设磁场旋转 (1)转子的转动方向与磁场 的旋转方向一致; 结论： F F F F n n 电动机如何实 现 反转呢？ 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 四、电动机的转动原理 将电动机同电源相接的三根导
9、线中任意互换两根即可。 正转 反转 L1 L2L3 M 3 U1 V1 W1 电 源 M 3 L1 L2L3 U1 V1 W1 电 源 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 四、电动机的转动原理 (2)转子的转速小于旋转 磁场的转速 “异步” F F F F n n 结论： 第二节第二节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 四、电动机的转动原理 如转速相同 呢 异步电动机同步转速和转子转速之差与同步转速 之比称为转差率，用s表示。 电动机起动瞬间:（转差率最大） 电动机额定运行中: 略小于 空载转差率一般 TL ，电机启动 转速n，转矩T 稳定稳定 运行
10、区运行区 T O c b b点：T =TL，转速n不再上升 稳定运行 当TL TL T n T I2 稳定稳定 运行区运行区 T O c b 这种能力称为这种能力称为自适应负载能力自适应负载能力。 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 二、机械特性曲线二、机械特性曲线 达到新的平衡 （1）U1 变化对机械特性的影响 结论：结论： TL T O U 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 二、机械特性曲线二、机械特性曲线 结论：结论： R2增大 n T O 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 二、机械特性曲线二、机械特性曲线 （2）R2 变化对机械特性的影响 例例2 2 有一台
11、有一台4 4极三相笼型异步电动机，其额定功率极三相笼型异步电动机，其额定功率 P PN N =7.5kW=7.5kW，额定转速，额定转速 n nN N =1450r/min=1450r/min， T T maxmax / /T TN N =1.8, =1.8, T T stst / /T TN N =1.2=1.2，电源频率，电源频率 f f =50Hz=50Hz，求这台电动机的额，求这台电动机的额 定转矩定转矩 T TN N ，最大转矩，最大转矩 T T maxmax，起动转矩 ，起动转矩 T T stst和额定转差 和额定转差 率率 s sN N 。 解：解： 额定转矩为： 最大转矩为：
12、起起动转矩为： 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 例例2 2 有一台有一台4 4极三相笼型异步电动机，其额定功率极三相笼型异步电动机，其额定功率 P PN N =7.5kW=7.5kW，额定转速，额定转速 n nN N =1450r/min=1450r/min， T T maxmax / /T TN N =1.8, =1.8, T T stst / /T TN N =1.2=1.2，电源频率，电源频率 f f =50Hz=50Hz，求这台电动机的额，求这台电动机的额 定转矩定转矩 T TN N ，最大转矩，最大转矩 T T maxmax，起动转矩 ，起动转矩 T T stst和额定转
13、差 和额定转差 率率 s sN N 。 同步转速同步转速为： 额定转差率为：额定转差率为： 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 一、起动性能一、起动性能 启动瞬间： n = 0，s =1。 I2 1s 0 1 1、启动电流 大 ： 起动时n = 0，转子绕组切割磁力线速度很大。 转子感应电势转子电流定子电流 原因： 影响同一电网其他负载工作 后果： 频繁起动时造成热量积累 大电流 电机过热 2、起动转矩 小 ： T O 电机刚起动时， n = 0，s =1， 转子电流 I2 虽然很大，但转子功率 因数cos2很低，因而起动转矩Ts
14、t 并不大。 原因： 后果：电机启动时间拖长或不能带负载启动。电机启动时间拖长或不能带负载启动。 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 一、起动性能一、起动性能 1 1、直接起动、直接起动 电机容量不大于直接供电变压器容量的20-30， 可以采用直接起动。小容量20-30千瓦以下的异步电 动机一般都采直接起动。 2 2、减压起动、减压起动 采用降低定子绕组电压的方法起动，以减小起动电 流。起动后待电动机转速接近额定值时再换接额定电 压。 二、笼型电动机的起动方法二、笼型电动机的起动方法 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 第五节第五节 三相异步电动机的起动
15、三相异步电动机的起动 Y 换接起动 自耦变压器减压起动 2 2、减压起动、减压起动 （1 1）Y Y 换接起动：换接起动： 正常运行时，定子绕组为接法，起动时，把 定子绕组接成星形Y 。仅适用于正常运行为三角形 ()接法的电机。 二、笼型电动机的起动方法二、笼型电动机的起动方法 + U1 U2 V1 V2 W1 W2 起动 正常运行 + U1 U2 V1 V2 W1 W2 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 接： Y接： 注：注：降压起动时的电流为直接起动时的降压起动时的电流为直接起动时的1/31/3 vv 起动电流分析起动电流分析 vv 起动转矩分析：起动转矩分析： Y接
16、时，相电压为 接时，相电压为 起动转矩和相电压的平方成正比 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 二、笼型电动机的起动方法二、笼型电动机的起动方法 采用采用YY换接起动，换接起动，起动转矩为直接起动时的起动转矩为直接起动时的1/31/3 Y Y 换接换接起动适合于空载或轻载起动的场合。起动适合于空载或轻载起动的场合。 vv 起动转矩分析：起动转矩分析： 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 二、笼型电动机的起动方法二、笼型电动机的起动方法 （2 2）自耦减压起动）自耦减压起动 利用三相自耦变压器降低电动机起动时的 电压。 原理： 起动时，先合上开关Q1，将 手柄Q2扳到起动位置达 到额定转速时，迅速将手柄 扳到工作位置。 操作： 适用于容量较大的或正常工作时为星形联接， 不能采用星-三角起动的笼型电动机。 适用范围： 第五节第五节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 二、笼型电动机的起动方法二、笼型电动机的起动方法 三、绕线式异步电动机的起动 主要采用转子回路串联外接电阻的方法 滑环 电刷 定子 转子 起动时将适当的R串入转子电路中，起动后将R
