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1、7.17.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造7.27.2 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相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理7.37.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析7.47.4 三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性7.57.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7.67.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动
2、机的调速三相异步电动机的调速7.77.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动7.87.8 三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据7.97.9 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择7.117.11 单相异步电动机单相异步电动机单相异步电动机单相异步电动机7.107.10 同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机( ( ( (自学自学自学自学) ) ) )第第七七章章 交流电动机交流电动机7.127.12 直线异步电动机直线异步电动机直线异步电动机直线异步电动
3、机( ( ( (自学自学自学自学) ) ) )异步交流电动机授课内容：异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法、机械特性、控制方法、机械特性、控制方法、机械特性、控制方法、正确使用正确使用正确使用正确使用 电动机电动机电动机电动机交流电动机交流电动机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机单相电动机单相电动机同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电
4、动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机电动机的分类：电动机的分类：控制用电动机：控制用电动机：控制用电动机：控制用电动机：司服电动机、步进电动机司服电动机、步进电动机定子铁芯及定子绕组定子铁芯及定子绕组定子定子端盖及端盖及轴承轴承端盖及端盖及轴承轴承转子转子转子铁芯及转子绕组转子铁芯及转子绕组接线盒接线盒机壳及底座机壳及底座7.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造定子铁芯与定子绕组定子铁芯与定子绕组XACZYB定子铁芯定子铁芯B YA XC Z定子铁芯定子铁芯：定子三相绕组定子三相绕组：匝数相同匝数相同空间排列互差空间排列互差1200 由内
5、周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。由内周有槽的硅钢片叠成。（作为导磁路经）（作为导磁路经）定子绕组定子绕组AXBYCZ首端首端末端末端2. .转子转子转子铁心：转子铁心：转子铁心：转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2) 绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样
6、，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。转子绕组：转子绕组：转子绕组：转子绕组：鼠笼式鼠笼式鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式绕线式绕线式根据转子的不同，交流异步电动机分为：根据转子的不同，交流异步电动机分为：鼠笼式转子鼠笼式转子鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。绕线式：绕线式：绕线式：绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护
7、工作量大；转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。f一对磁极一对磁极一对磁极一对磁极NSn0ei闭合闭合闭合闭合线圈线圈线圈线圈7.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理转动原理：转动原理： 一对磁极一对磁极一对磁极一对磁极形成旋转磁场形成旋转磁场形成旋转磁场形成旋转磁场在空间旋转，在空间旋转，在空间旋转，在空间旋转，放入闭合线圈，由轴承架起放入闭合线圈，由轴承架起线圈导体切割磁力线，感线圈导体切割磁力线，感生电动势生电动势 e (右手定则）右手定则）感生电动势感生电动势 e e 在线圈中在线圈中驱动电流驱
8、动电流 i i电流电流 i i 在磁场中受力在磁场中受力 f f产生转距，使线圈转动产生转距，使线圈转动转动的必要条件：转动的必要条件：空间旋转磁场空间旋转磁场空间旋转磁场空间旋转磁场可转动闭合线圈可转动闭合线圈 定子三相对称绕组，定子三相对称绕组，定子三相对称绕组，定子三相对称绕组， ( (星形联接星形联接星形联接星形联接) )加三相电压，加三相电压，加三相电压，加三相电压，通入三相交流电流。通入三相交流电流。通入三相交流电流。通入三相交流电流。AXBYCZ1 1. . . .旋转磁场的产生旋转磁场的产生旋转磁场的产生旋转磁场的产生o7. 2. 1 旋转磁场旋转磁场 i 0: 首端流入，尾端
9、流出。首端流入，尾端流出。 AYCBZX规定规定 i 0, iB0, iC0, iB0, iC=0iA=0, iB0AXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相电流产生三相电流产生三相电流产生三相电流产生旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转6060 合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转9090600动画动画i0iAiBiC2 900结论：结论： 分析可知，三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁分析可知，三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场，场， 即：即：一个电流周期，旋转磁场在空间
10、转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360360AXYCBZAXYCBZAXYCBZ2. .旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 从上图可以看出，从通入从上图可以看出，从通入iA的绕组转向通入的绕组转向通入iB的绕的绕组再转向通入组再转向通入iC的绕组的绕组任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。3. .旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P当定子每相一个绕组时：当定子每相一个绕组时：当定
11、子每相一个绕组时：当定子每相一个绕组时：AXBYCZAXYCBZ产生一对磁极的旋转磁场产生一对磁极的旋转磁场产生一对磁极的旋转磁场产生一对磁极的旋转磁场若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联CYABCXYZAXBZAXBYC形成形成形成形成两对磁极的旋转磁场两对磁极的旋转磁场两对磁极的旋转磁场两对磁极的旋转磁场, ,。绕组的分布如图：绕组的分布如图：绕组的分布如图：绕组的分布如图：iA=0, iB0 同理：若定子每相绕组由同理：若定子每相绕组由 n 个线圈串联个线圈串联则则: 形成形成 n 对磁极的旋转磁场。对磁极的旋转
12、磁场。P = 2P = 2P = n4 4. . . .旋转磁场的转速旋转磁场的转速旋转磁场的转速旋转磁场的转速p=1时时:电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一圈电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一圈电流每秒变化电流每秒变化 f1周期周期, 工频：工频： f1 =50HZ同步转速：同步转速：p=2时时:电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转半圈电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转半圈同步转速：同步转速：p=p时时:电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转1/n圈圈同步转速：同步转速：旋转磁场的转速称为旋转磁场的转速称为旋转磁场的转速称为旋转磁场的转
13、速称为同步转速同步转速同步转速同步转速，记为，记为，记为，记为 n0极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。可见可见可见可见: :旋转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速n n0 0与极对数与极对数与极对数与极对数 p p 的关系的关系的关系的关系7. 2. 2 电动机的转动原理电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电方向方向方向方向: :顺时针顺时针顺时针顺时针磁场切割转子
14、导体磁场切割转子导体磁场切割转子导体磁场切割转子导体右手定则右手定则右手定则右手定则感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势 E E2020旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流感应电流感应电流 I I2 2旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则左手定则左手定则电磁力电磁力电磁力电磁力F FF电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T T转子转动，转速为转子转动，转速为转子转动，转速为转子转动，转速为 n nF结论：结论：结论：结论： 转子的转动方向与磁场旋转的方向一致转子的转动方向与磁场旋转的方向一致转子的转动方向与磁场旋转的方向一致转子的转动方向与磁场旋转的方向一致 转子转速转
15、子转速转子转速转子转速 n n n n 不可能达到与旋转磁场的转速不可能达到与旋转磁场的转速不可能达到与旋转磁场的转速不可能达到与旋转磁场的转速 n nn nn nn T T2 2电机能起动，否则不能起动。电机能起动，否则不能起动。电机能起动，否则不能起动。电机能起动，否则不能起动。讨论讨论: U1 和和 R2变化对机械特性的影响：变化对机械特性的影响：OTS1(1) U1对机械特性的影响对机械特性的影响当当U U1 1变化时：变化时： Tm变化，变化，Tst变化变化, , Sm不变不变T2当当U U1 1时：若负载时：若负载 T2不不变，变，则：则：Sn(2) R2变化对机械特性的影响变化对
16、机械特性的影响OTS1R2若若 R2变化：变化：Sm变化变化, Tm不变不变当当 R2时：时：Sm，Tst负载负载负载负载T T T T2 2 2 2一定时：一定时：一定时：一定时：若若若若 R R2 2SnSnT2绕线式电机改变转子附加绕线式电机改变转子附加电阻电阻R2 可实现调速。可实现调速。对绕线式电机改变转子附对绕线式电机改变转子附加电阻加电阻 R2 , 可增大可增大Tst，最大，最大可使可使Tst =Tmax 。4. 4. 电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析硬特性：硬特性：硬特性：硬特性：负载变化时，转速负载变化时，转速负载变化时，转速负载变化时，转速变
17、化不大，运行特性好，适变化不大，运行特性好，适变化不大，运行特性好，适变化不大，运行特性好，适于金属切削。于金属切削。于金属切削。于金属切削。软特性：软特性：软特性：软特性：负载增加时转速下负载增加时转速下负载增加时转速下负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起降较快，但起动转矩大，起降较快，但起动转矩大，起降较快，但起动转矩大，起动特性好，适于重载启动。动特性好，适于重载启动。动特性好，适于重载启动。动特性好，适于重载启动。 TO稳定工作区：稳定工作区：稳定工作区：稳定工作区：此过程中，此过程中，此过程中，此过程中， n n s sE E2 2 I I2 2 I I1 1 电源提供的功率自动
18、增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。T2 T2 TT =T2n (s)T2aT2b设负载转距为设负载转距为T T2 2，转速为，转速为n n，电机运行与，电机运行与a a点（点（T=TT=T2 2) )若负载转距变化时若负载转距变化时T达到新的平衡，达到新的平衡，电机运行与电机运行与b b点点7.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7. 5. 1 起动性能起动性能一般中小型鼠笼电动机的一般中小型鼠笼电动机的 IstIN= 5 7 (指线电流）指线电流） 大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作大电流使电网
19、电压降低，影响邻近负载的工作大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热影响：影响：影响：影响：起动：起动：起动：起动： n n = = 0 0，s =1, =1, 接通电源。接通电源。接通电源。接通电源。起动时起动时起动时起动时 ，n = n = n = n = 0 0 0 0，转子导体相对与旋转磁场的速度为，转子导体相对与旋转磁场的速度为，转子导体相对与旋转磁场的速度为，转子导体相对与旋转磁场的速度为n n n n0 0 0 0E E2 2大大大大I I2 2
20、大大大大起动电流起动电流起动电流起动电流 I I1 1大大大大（记为（记为（记为（记为I Ist st) )1、起动电流、起动电流切割速度最大切割速度最大切割速度最大切割速度最大一般电动机的一般电动机的 Tst TN= (1.02.2) (1.02.2) 。2 2、起动转矩起动转矩起动时起动时起动时起动时 ，I I2 2大，但大，但大，但大，但cos2cos2小小小小, ,所以起动所以起动转矩并不大。转矩并不大。转矩并不大。转矩并不大。指电动机起动时定子的线电流，记为指电动机起动时定子的线电流，记为指电动机起动时定子的线电流，记为指电动机起动时定子的线电流，记为 I I I Ist st st
21、 st 。7.5.2 起动方法起动方法(1) (1) 直接起动直接起动直接起动直接起动 (2) (2) 降压起动：降压起动：降压起动：降压起动：星形星形-三角形三角形(Y ) 换接降压起动换接降压起动自耦降压起动自耦降压起动（适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机）(3) 转子串电阻起动转子串电阻起动（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）二、三十千瓦以下的异步电动机可采用直接起动。二、三十千瓦以下的异步电动机可采用直接起动。将异步电动机直接接到额定电压电源上启动。将异步电动机直接接到额定电压电源上启
22、动。起动时，将异步电动机接到低于额定电压电源上。起动时，将异步电动机接到低于额定电压电源上。设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为1. 1. 降压起动降压起动降压起动降压起动(1) Y(1) Y 换接起动换接起动换接起动换接起动 降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的+ 起动起动起动起动U1U2V1V1W1W2+正常正常正常正常运行运行运行运行U1U2V1V2W1W2Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1
23、L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静触点静触点Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图Y Y起动起动起动起动L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 起动起动起动起动UPU1+Ul+U2V1V2W1W2Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图 工作工作L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2 正常正常正常正常运行运行运行运行Ul+U1V1V2W1W2(a) 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。仅适用于正常运行为三角形联结的电机。 (b)
24、 Y 起动起动Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y- Y- 换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题 正常正常正常正常运行运行运行运行UlU1W2V2W1+U2V1UP 起动起动起动起动+Ul+U1W2V2W1U2V1(2) (2) 自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动L1L3L2FUQ Q Q2 2下合：下合：下合：下合： 接入自耦变接入自耦变接入自耦变接入自耦变 压器，降压压器，降压压器，降压压器，降压 起动。起动。起动。起动。 Q Q2 2上合：上合：上合：上合： 切除自耦变切除自耦变切除自耦变切除
25、自耦变 压器，全压压器，全压压器，全压压器，全压 工作。工作。工作。工作。合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关QQQ2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成联成联成联成 Y Y形不能采用形不能采用形不能采用形不能采用Y Y 起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。设自耦变压器的变设自耦变压器的变设自耦变压器的变设自耦变压器的变比为比为比为比为 k k降压后起动转距降压后起动转距降压后起动转距降压后起动转距T
26、Tst st为为为为分析：分析：分析：分析：ABP+启动电流：启动电流：启动电流：启动电流：启动转距：启动转距：启动转距：启动转距：若降压启动若降压启动若降压启动若降压启动 由电流电压关系：由电流电压关系：直接启动直接启动直接启动直接启动 折算到变压器原方折算到变压器原方折算到变压器原方折算到变压器原方 RRR滑环滑环电刷电刷定子定子转子转子起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的R R 串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将R R 短路。短路。短路。短路。起动电阻起动电阻 2. .绕线式电动机绕线式电动机转子电路串电阻
27、起动转子电路串电阻起动 若若若若R R2 2选得选得选得选得适当适当适当适当，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。R2 Tst TO转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点 方法：任意调换电源的两根
28、进线，电动机反转。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。 电动机电动机电动机电动机正转正转正转正转电动机电动机电动机电动机反转反转反转反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转电电电电 源源源源U UV V WWM3U UV V WW电电电电 源源源源M37.6.1 变频调速变频调速 f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+变频调速方法变频调速方法:f1f1N时，应采用恒功率调速：
29、保持时，应采用恒功率调速：保持U1 U1N频率调节范围：频率调节范围：频率调节范围：频率调节范围：0.50.5几几几几百赫兹百赫兹百赫兹百赫兹三种电气三种电气三种电气三种电气调速方法调速方法调速方法调速方法7.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速(可实现无级调速可实现无级调速)通过改变旋转磁场级对数通过改变旋转磁场级对数 p 实现调速实现调速A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS7.6.2 变极调速变极调速 (有级调速有级调速)改变级对数的方法：改变绕组的接法改变级对数的方法：改变绕组的接法A1X1A2X2iiP=1采用变极调速方法的电动机称作双速电机采用变极调速方法的电动
30、机称作双速电机A1A2X1X2SN变级后，变级后，n0增加一倍，转速约增加一倍增加一倍，转速约增加一倍缺点缺点:TLs sTso绕线式电动机转子串联电阻绕线式电动机转子串联电阻7.6.3 变转差率调速变转差率调速优点优点:调速平滑、设备简单投资少，调速平滑、设备简单投资少，能耗较大。能耗较大。7.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动7.7.1 能耗制动能耗制动电气制动电气制动: 电磁转距与转向相反电磁转距与转向相反 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组绕组通入直流电流通入直流电流。nF转子转子T n0=0MM33+-运转运转制动制动RP 停车
31、时，将接入电动机的三相电源线中的任停车时，将接入电动机的三相电源线中的任停车时，将接入电动机的三相电源线中的任停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，旋转磁场反向。意两相对调，旋转磁场反向。意两相对调，旋转磁场反向。意两相对调，旋转磁场反向。7.7.2 反接制动反接制动MM33运转运转制动制动制动制动nF转子转子转子转子T n0转子接近停止转动时，应迅速切断电源。转子接近停止转动时，应迅速切断电源。转子接近停止转动时，应迅速切断电源。转子接近停止转动时，应迅速切断电源。注意：注意： 当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋转磁场产生的电磁转
32、距作用方向发生变化，由驱动转转磁场产生的电磁转距作用方向发生变化，由驱动转距变为制动转距。距变为制动转距。7.7.3 发电反馈制动发电反馈制动 电动机进入发电状态，将外力作用于转子的能量转电动机进入发电状态，将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。换成电能回送给电网。nF转子转子T n0n n07.8 铭牌数据、技术数据及计算举例铭牌数据、技术数据及计算举例1. 1. 型号型号型号型号 磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座长度代号机座中心高（机座中心高（mm）
33、三相异步电动机三相异步电动机教材表教材表7.8.1中列出了各种电动机的系列代号。中列出了各种电动机的系列代号。异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号产品名称产品名称产品名称产品名称异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机新代号新代号新代号新代号汉字意义汉字意义汉字意义汉字意义老代号老代号老代号老代号Y Y异异异异异绕异绕异绕异绕异爆异爆异爆异爆异起异起异起异起YRYRYBYBYQYQ
34、YQYQJ J、JOJOJRJR、JROJROJBJB、JBOJBOJQJQ、JQOJQO2. 2. 接法接法接法接法接线盒接线盒定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法。通常。通常V V1 1WW2 2U U1 1WW1 1U U2 2V V2 2U2U1W2V1V2W1U1V V1 1WW1 1WW2 2U2V V2 2W2U2V2V1W1U1Y Y 联结联结联结联结W1U U1 1V1W2U U2 2V2 联结联结联结联结3. 3. 电压电压电压电压例如：例如：380/220V、Y/ 是指线电压为是指线电压为 380V 时时 采用采用 Y联
35、结联结；线电压为；线电压为 220V 时采用时采用 联结联结。说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低低低低 于额定值的于额定值的于额定值的于额定值的 5% 5% 。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使或过低都会使或过低都会使或过低都会使 电动机的电流大于额定值电动机的电流大于额定值电动机的
36、电流大于额定值电动机的电流大于额定值, , 从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压压压压值值值值。 三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有380V380V，3000V,3000V, 及及及及6000V6000V等多种。等多种。等多种。等多种。4. 4. 电流电流电流电流 例如：例如：例如：例如： Y / Y / 6.73 / 11.64 A6.
37、73 / 11.64 A 表示星形表示星形联结联结下电下电机的线电流为机的线电流为 6.73A；三角形；三角形联结联结下线电流为下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为两种接法下相电流均为 6.73A。 5. 5. 功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率 鼠笼电机鼠笼电机 =7293电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。线电流值。线电流值。线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。注意：实用中应选注意：实用中应选注意：实用中应选注
38、意：实用中应选择容量合适的电机，择容量合适的电机，择容量合适的电机，择容量合适的电机，防止出现防止出现防止出现防止出现 “ “大马拉大马拉大马拉大马拉小车小车小车小车” ” 的现象。的现象。的现象。的现象。6. 6. 功率因数功率因数功率因数功率因数PN 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。 7. 7. 额定转速额定转速额定转速额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运
39、行时的转速。P2cos O如：如： n N =1440 1440 转转转转/ /分分分分 sN = 0.040.048. 8. 绝缘等级绝缘等级绝缘等级绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105C)，H级最高级最高(180C)。 一台一台Y225M-4型的三相异步电动机，定子绕组型的三相异步电动机，定子绕组型联型联结，其额定数据为：结，其额定数据为：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Ist / IN=7.0, Tst / TN
40、=1.9，Tmax / TN=2.2求：求： 1) 1) 1) 1) 额定电流额定电流额定电流额定电流 IN ? 2) ? 2) ? 2) ? 2) 额定转差率额定转差率额定转差率额定转差率 sN ? ? ? ? 3) 3) 3) 3) 额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩 TN 、最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩Tmax 、和起动转矩和起动转矩和起动转矩和起动转矩TN 。例例例例7.5.17.5.1: : : : 1) 求求 额定电流额定电流 IN 解解:输入电功率：输入电功率：效率：效率： N = P2NP1N得：得：由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四极电动机）（四极电动机
41、） 2 2）求）求额定转差率额定转差率 sN 3 3）求）求额定转矩额定转矩 T TN N 、最大转矩最大转矩T Tmaxmax 、和起动转矩和起动转矩T TN N 例例7.5.2: 在在上例中上例中 ：如果负载转矩为如果负载转矩为 510.2Nm, 在在在在U U= =U UN N时，时，时，时，Tst = 551.8Nm 510.2 N. m 不能起动不能起动不能起动不能起动Ist =7IN=7 84.2=589.4 A能起动能起动能起动能起动(1) 试问：试问：在在U=UN时，时，电动机能否起动？电动机能否起动？试问：试问：在在U= 0.9UN 时时，电动机能否起动？电动机能否起动？(2
42、)试问：试问：采用采用Y- 换接起动时，求起动电流和起动转矩换接起动时，求起动电流和起动转矩解：解：解：解：解：解：解：解：解：解：解：解：在在在在80%80%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时不能起动不能起动不能起动不能起动在在在在50%50%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时可以起动可以起动可以起动可以起动(3)试问：试问：采用采用Y- 换接起动，当负载转矩为起动转矩的换接起动，当负载转矩为起动转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？解：解：解：解： 上例中，若上例中，若电动机采用自耦变压器降压起动，设电动机采用自耦变压器降压起动，设起动时加到电动机上的电
43、压为额定电压的起动时加到电动机上的电压为额定电压的64%，求这，求这时的线路起动电流时的线路起动电流Ist和电动机的起动转矩和电动机的起动转矩Tst。解：解：解：解：变压器的变比为变压器的变比为 k = UN / 0.64 UN = 1 / 0.64例例例例7.5.3:7.5.3:已知已知起动电流起动电流 Ist7IN589.4 A 单相异步电动机使用单相交流电源，主要应用于电动单相异步电动机使用单相交流电源，主要应用于电动单相异步电动机使用单相交流电源，主要应用于电动单相异步电动机使用单相交流电源，主要应用于电动工具、洗衣机、冰箱、空调、电扇等小功率电器中。工具、洗衣机、冰箱、空调、电扇等小
44、功率电器中。工具、洗衣机、冰箱、空调、电扇等小功率电器中。工具、洗衣机、冰箱、空调、电扇等小功率电器中。定子定子定子定子绕组绕组转子转子AA NS7.11 单相异步电动机单相异步电动机 单相异步电动机的单相异步电动机的单相异步电动机的单相异步电动机的定子中放置单相工作绕组定子中放置单相工作绕组定子中放置单相工作绕组定子中放置单相工作绕组, , , ,转子转子一般用鼠笼式一般用鼠笼式。 电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，7.11.1 电容分相式异步电动机电
45、容分相式异步电动机BBAA 一个是工作绕组一个是工作绕组一个是工作绕组一个是工作绕组 A A A A ，另一个是起动绕组，另一个是起动绕组，另一个是起动绕组，另一个是起动绕组 B B B B , ,两个绕组在空间相隔两个绕组在空间相隔两个绕组在空间相隔两个绕组在空间相隔9090 。 起动时，起动时，起动时，起动时， B B B B 绕组经电容接电源，两个绕组的电绕组经电容接电源，两个绕组的电绕组经电容接电源，两个绕组的电绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相差近流相位相差近流相位相差近流相位相差近9090 ，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得
46、所需的旋转磁场。电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机iAS SABBA iB设两相电流为设两相电流为设两相电流为设两相电流为正弦波形如图所示。正弦波形如图所示。工作绕组工作绕组工作绕组工作绕组起动绕组起动绕组起动绕组起动绕组两相电流两相电流两相电流两相电流iBiAOABBAABBAABBA两相旋转磁场两相旋转磁场动画动画450900iBiAOS SABBiAiBA 12实现正反转的电路实现正反转的电路实现正反转的电路实现正反转的电路 改变电容改变电容改变电容改变电容C C的串联位置，可使的串联位置，可使的串联位置，可使的串联位置，可使单相异步电动机反
47、转。单相异步电动机反转。单相异步电动机反转。单相异步电动机反转。 将开关将开关S合在位置合在位置1，电容，电容C与与B绕组串联，电流绕组串联，电流 iB较较iA超前近超前近90 ；当；当将将S切换到位置切换到位置2，电容，电容C与与A绕组串联，电流绕组串联，电流iA 较较iB 超超前近前近90 。这样就改变了旋转磁。这样就改变了旋转磁场的转向，从而实现电动机的场的转向，从而实现电动机的反转。反转。 电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用离心力将开关离心力将开关离心力将开关离心力将开关S S断开断开断开断开(S(S是离心开是离心开
48、是离心开是离心开关关关关) )，使起动绕组，使起动绕组，使起动绕组，使起动绕组B B B B 断电。断电。断电。断电。MM 7.11.2 罩极式单相异步电机罩极式单相异步电机i 1 2定子绕组定子绕组鼠笼式转子鼠笼式转子短路环短路环极掌极掌(极靴极靴) 当电流当电流i 流过定子绕组时，产生了一部分磁流过定子绕组时，产生了一部分磁通通 1 ，同时产生的另一部分磁通与短路环作用，同时产生的另一部分磁通与短路环作用生成了磁通生成了磁通 2 。由于短路环中感应电流的阻碍。由于短路环中感应电流的阻碍作用，使得作用，使得 2在相位上滞后在相位上滞后 1 ，从而在电动机，从而在电动机定子极掌上形成一个向短路
49、环方向移动的磁场，定子极掌上形成一个向短路环方向移动的磁场，使转子获得所需的起动转矩。使转子获得所需的起动转矩。 罩极式单相异步电动机起动转矩较小，转向罩极式单相异步电动机起动转矩较小，转向不能改变，常用于电风扇、吹风机中；电容分相不能改变，常用于电风扇、吹风机中；电容分相式单相异步电动机的起动转矩大，转向可改变，式单相异步电动机的起动转矩大，转向可改变，故常用于洗衣机等电器中。故常用于洗衣机等电器中。本章结束本章结束下一章下一章总目录总目录结束放映结束放映7.9.1 功率的选择功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。容易因过载
50、而损坏。1. 对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。大于生产机械的功率。2. 对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。的功率。7.9 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择7.9.2 种类和型式的选择种类和型式的选择1. 1. 种类的选择种类的选择种类的选择种类的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场只有在需要调速、不能采
51、用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。合才选用绕线式电动机。2. 2. 结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。如开启式、防护式、封闭式电动机。7.9.3 电压和转速的选择电压和转速的选择 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。源电压来决定。 Y系列鼠笼电动机的额定电压只有系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个一个等级。大功率电动机才采用等级。大功率电动机才采用3000V和和6000V。 单相异步电动机主要应用于电
52、动工具、洗衣机、单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的动机的动机的动机的定子中放置单相绕组定子中放置单相绕组定子中放置单相绕组定子中放置单相绕组, , , ,转子一般用鼠笼式转子一般用鼠笼式。 定子绕组中通入单相交流电后定子绕组中通入单相交流电后定子绕组中通入单相交流电后定子绕组中通入单相交流电后, , 形成脉动磁场，形
53、成脉动磁场，形成脉动磁场，形成脉动磁场，若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。定子定子定子定子绕组绕组转子转子AA NS7.11.1 单相异步电动机的工作原理单相异步电动机的工作原理7.11 单相异步电动机单相异步电动机 定子绕组产生的脉动磁场定子绕组产生的脉动磁场 ，可用，可用正、反两个正、反两个旋转磁场合成来等效。即旋转磁场合成来等效。即 + - m= + -=t O脉动磁场的分解脉动磁场的分解脉动磁场的分解脉动磁场的分解 + - - + + - 正反向旋转磁场的合成转
54、矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩合成转矩( (正向正向正向正向) )起动转矩起动转矩为零为零( (反向反向反向反向) )正正转转转转反反 .F鼠笼式转子鼠笼式转子导条及电流导条及电流 当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。右受
55、力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。AA 为了获得所需的起动转矩，单相异步电动为了获得所需的起动转矩，单相异步电动为了获得所需的起动转矩，单相异步电动为了获得所需的起动转矩，单相异步电动机的机的机的机的定子进行了特殊设计。定子进行了特殊设计。定子进行了特殊设计。定子进行了特殊设计。常用的单相异步电常用的单相异步电常用的单相异步电常用的单相异步电动机有电容分相式异步电动动机有电容分相式异步电动动机有电容分相式异步电动动机有电容分相式异步电动机和罩极式异步电机和罩极式异步电机和罩极式异步电机和罩极式异步电动机。他
56、们都采用鼠笼式转子，但定子结构不动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构不动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构不动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构不同。同。同。同。8.11.2 电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机 电容分相式异步电动机的定子中放置有两个电容分相式异步电动机的定子中放置有两个电容分相式异步电动机的定子中放置有两个电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，一个是工作绕组绕组，一个是工作绕组绕组，一个是工作绕组绕组，一个是工作绕组 A A A A ，另一个是起动绕，另一个是起动绕，另一个是起动绕，另一个是起动绕组组组组 B B B B , ,两个绕组在空间相隔两个绕组在空
57、间相隔两个绕组在空间相隔两个绕组在空间相隔9090 。起动时，。起动时，。起动时，。起动时， B B B B 绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相差近差近差近差近9090 ，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得所需的旋转磁场。电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机iAS SABBA iB设两相电流为设两相电流为设两相电流为设两相电流为两相电流两相电流两相电流两相电流正弦波形如图所示。正弦波
58、形如图所示。工作绕组工作绕组工作绕组工作绕组iBiAO起动绕组起动绕组起动绕组起动绕组ABBAABBAABBA两相旋转磁场两相旋转磁场动画动画450900iBiAOS SABBiAiBA 12实现正反转的电路实现正反转的电路实现正反转的电路实现正反转的电路 改变电容改变电容改变电容改变电容C C的串联位置，可使的串联位置，可使的串联位置，可使的串联位置，可使单相异步电动机反转。单相异步电动机反转。单相异步电动机反转。单相异步电动机反转。 将开关将开关S合在位置合在位置1，电容，电容C与与B绕组串联，电流绕组串联，电流 iB较较iA超前近超前近90 ；当；当将将S切换到位置切换到位置2，电容，电
59、容C与与A绕组串联，电流绕组串联，电流iA 较较iB 超超前近前近90 。这样就改变了旋转磁。这样就改变了旋转磁场的转向，从而实现电动机的场的转向，从而实现电动机的反转。反转。 电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用离心力将开关离心力将开关离心力将开关离心力将开关S S断开断开断开断开(S(S是离心开是离心开是离心开是离心开关关关关) )，使起动绕组，使起动绕组，使起动绕组，使起动绕组B B B B 断电。断电。断电。断电。MM 7.11.2 罩极式单相异步电机罩极式单相异步电机i 1 2定子绕组定子绕组鼠笼式转子鼠笼式转子短路
60、环短路环极掌极掌(极靴极靴) 当电流当电流i 流过定子绕组时，产生了一部分磁流过定子绕组时，产生了一部分磁通通 1 ，同时产生的另一部分磁通与短路环作用，同时产生的另一部分磁通与短路环作用生成了磁通生成了磁通 2 。由于短路环中感应电流的阻碍。由于短路环中感应电流的阻碍作用，使得作用，使得 2在相位上滞后在相位上滞后 1 ，从而在电动机，从而在电动机定子极掌上形成一个向短路环方向移动的磁场，定子极掌上形成一个向短路环方向移动的磁场，使转子获得所需的起动转矩。使转子获得所需的起动转矩。 罩极式单相异步电动机起动转矩较小，转向罩极式单相异步电动机起动转矩较小，转向不能改变，常用于电风扇、吹风机中；
61、电容分相不能改变，常用于电风扇、吹风机中；电容分相式单相异步电动机的起动转矩大，转向可改变，式单相异步电动机的起动转矩大，转向可改变，故常用于洗衣机等电器中。故常用于洗衣机等电器中。 三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程中，若其中一相与若其中一相与若其中一相与若其中一相与电源断开，就成为单相电动机运行。电源断开，就成为单相电动机运行。电源断开，就成为单相电动机运行。电源断开，就成为单相电动机运行。此时电动机仍此时电动机仍此时电动机仍此时电动机仍将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过将继续转动。若此时还带动额定负载，则
62、势必超过将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，额定电流，额定电流，额定电流，时间一长，会使电动机烧坏。时间一长，会使电动机烧坏。时间一长，会使电动机烧坏。时间一长，会使电动机烧坏。这种情况这种情况这种情况这种情况往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如果三往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如果三往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如果三往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如果三相异步电动机在相异步电动机在相异步电动机在相异步电动机在起动前就断了一线，则不能起动，起动前就断了一线，则不能起动，起动前就断了一线，则不能起动，起动前
63、就断了一线，则不能起动，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。7.11.3 三相异步电动机的单相运行三相异步电动机的单相运行 解：解：电动机电磁转矩电动机电磁转矩T U12 ，当电源电压下降低，当电源电压下降低时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转子电流和定子电流子电流和定子电流都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：使使T =TC 。 例：例： 三相异步电动机在一定的负载转矩下运行三相异步电动机在一定的负载转矩下运行时，如电源电压降低，电动机的转矩、电流及转速时，如电源电压降低，电动机的转矩、电流及转速有无变化？有无变化？
