第七章异步电动机

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1、跳转到第一页第第7章章 异步电动机异步电动机n n7.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理n n7.2 三相异步电动机的特性三相异步电动机的特性n7.3 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用n7.4 单相异步电动机和特种电动机单相异步电动机和特种电动机跳转到第一页7.1 三相异步电动机的结构和三相异步电动机的结构和工作原理工作原理实现机械能和电能互相转换的旋转机械称为电机。实现机械能和电能互相转换的旋转机械称为电机。电机主要分为发电机和电动机。电机主要分为发电机和电动机。发电机主要是把机械能转换为电能。发电机主要是把机械能转换为电能。电动机把电能转换为机械能。电

2、动机把电能转换为机械能。跳转到第一页交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、异励、串励、复励他励、异励、串励、复励电动机的分类电动机的分类 三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以广泛应用。但是，功率因数低、起动和调效率高，得以广泛应用。但是，功率因数低、起动和调速性能差。速性能差。异步电动机异步电动机单相电动机单相电动机三相电动机三相电动机跳转到第一页7.1.1 三

3、相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三相异步电动机由定子和转子构成。三相异步电动机由定子和转子构成。跳转到第一页下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。跳转到第一页一、定子部分1.1.定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成 导磁部分。导磁部分。2 2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内导电导电部分。部分。3 3、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。强度和刚度。定子由机座、定子铁心、定子绕组和端盖等组成。定子由机座、定子铁心、定子绕组和端盖等组成。跳转到第一页二、

4、转子部分1 1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。2 2、转子绕组转子绕组： 1 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2 2）绕）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。心槽内。转子由转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等组成。转子由转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等组成。跳转到第一页鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。铜条鼠笼式铜条鼠笼式转

5、子铁心和转子铁心和绕组结构示绕组结构示意图意图采用铸铝的采用铸铝的鼠笼式转子鼠笼式转子跳转到第一页三相绕线型三相绕线型转子结构图转子结构图 绕线式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，绕线式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个绕组的末端连接在一起构成星形连接，个绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始端连个始端连接在接在3个铜集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻个铜集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻器相连接，用于起动和调速。器相连接，用于起动和调速。跳转到第一页7.1.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理1.定子的旋转磁场定子的旋转磁场 把三相定子绕组接成星形接到对称把三相定子

6、绕组接成星形接到对称三相电源，定子绕组中便有对称三相电三相电源，定子绕组中便有对称三相电流流过。流流过。跳转到第一页跳转到第一页AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下跳转到第一页同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：跳转到第一页结论结论： 在在对对称称的的三三相相绕绕组组中中通通入入三三相相电电流流，可可以以产生在空间旋转的合成磁场。产生在空间旋转的合成磁场。 各各瞬瞬时时合合成成磁磁场场的的磁磁通通大大小小和和分分布布相相同同，但但方方向向不不同同，其其值值等等于于通通过过每每项项绕绕组组的的磁磁通通最最大值。大值。 当当电电流

7、流变变化化一一周周时时，旋旋转转磁磁场场在在空空间间正正好好转过一周。转过一周。跳转到第一页旋转磁场的转速大小旋转磁场的转速大小 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360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：跳转到第一页极对数（极对数（P）的概念的概念AXBYCZ此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZ跳转到第一页极对数（极对数（P）的改变的改变CYABCXYZAXBZ 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的

8、磁场则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ跳转到第一页极对数极对数CYABCXYZAXBZ跳转到第一页极对数和转速的关系极对数和转速的关系跳转到第一页三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速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跳转到第一页旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向跳转到第一页磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈2.转子的转动转子的转动跳转到第一页磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力

9、线产生感应电动势导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力跳转到第一页1. 线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：异步异步2. 线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢跳转到第一页无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果跳转到第一页 转差率转差率 的概念：的概念：异步电机运行中异步电机运行中:转差率为旋转磁

10、场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:（转差率最大）转差率最大）跳转到第一页跳转到第一页3.电动势和电流电动势和电流 1）.异步电动机中的电磁关系异步电动机中的电磁关系 异步电动机转动时的电磁关系与变压器相似。定异步电动机转动时的电磁关系与变压器相似。定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于副绕子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于副绕组。组。 当当 3 个定子绕组接上三相电源电压时，将有三相个定子绕组接上三相电源电压时，将有三相电流流过，并产生旋转磁场。这个旋转磁场不仅要在电流流过，并产生旋转磁场。这个旋转磁场

11、不仅要在每相转子绕组中感应出电动势每相转子绕组中感应出电动势e2，而且要在每相定子绕而且要在每相定子绕组中感应出电动势组中感应出电动势e1。下图是每相定子绕组和转子绕组。下图是每相定子绕组和转子绕组的电路。图中的电路。图中, e1和和e2是定子电流和转子电流在周围是定子电流和转子电流在周围形成的漏磁通产生的感应电动势。形成的漏磁通产生的感应电动势。跳转到第一页i2转、定子电路转、定子电路R1R2i1u1e1e 1e2e 2跳转到第一页 2）. 定子电路分析定子电路分析 电动机内部的旋转磁场在垂直于电动机内部的旋转磁场在垂直于N、S的方向近似呈正弦分的方向近似呈正弦分布，因此当它匀速转动时切割每

12、相定子绕组的磁通量布，因此当它匀速转动时切割每相定子绕组的磁通量1也将按也将按正弦规律变化。设正弦规律变化。设1=msin1t。其中其中m为通过每相绕组的最为通过每相绕组的最大磁通量，等于磁感应强度的平均值与每极磁场面积的乘积大磁通量，等于磁感应强度的平均值与每极磁场面积的乘积(也就是旋转磁场每极的磁通量也就是旋转磁场每极的磁通量)。由上图可知：。由上图可知： 式中，式中，R1为定子绕组的损耗电阻。由于磁通为定子绕组的损耗电阻。由于磁通1按正弦规律变按正弦规律变化，因此化，因此i1，e1、e1也都按正弦规律变化，上式用相量表示也都按正弦规律变化，上式用相量表示为为跳转到第一页 定子绕组的电阻定

13、子绕组的电阻R1和漏磁通和漏磁通1都很小，和都很小，和 相比可相比可以忽略不计。以忽略不计。 所以所以 上式说明，电源电压上式说明，电源电压U1主要用来克服旋转磁场的感生电主要用来克服旋转磁场的感生电动势动势E1。根据法拉第电磁感应定律，旋转磁场产生的感应电根据法拉第电磁感应定律，旋转磁场产生的感应电动势动势 ， 由此可求出其有效值为由此可求出其有效值为式中，式中，N1为每相定子绕组的匝数（假设每匝情况相同），为每相定子绕组的匝数（假设每匝情况相同），f1为旋转磁场的频率。为旋转磁场的频率。跳转到第一页3）三相异步电动机的转子电路）三相异步电动机的转子电路 旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动

14、势为旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为 其有效值为其有效值为 式中，式中，f2为转子电动势为转子电动势e2或转子电流或转子电流i2相对于旋转磁场的频率相对于旋转磁场的频率. 因为旋转磁场和转子间的因为旋转磁场和转子间的相对转速相对转速为为 n0-n 在在 n=0 ，即，即S=1时，转子电动势为时，转子电动势为为转子最大电动势为转子最大电动势 可见转子可见转子电动势电动势E2与转差率与转差率S有关。有关。跳转到第一页 和和定定子子电电流流一一样样，转转子子电电流流也也要要产产生生漏漏磁磁通通，从从而而在在转转子子每每相相绕组中还要产生漏磁电动势。绕组中还要产生漏磁电动势。 因此，对于因此，

15、对于转子每相电路转子每相电路，有，有 如用复数表示，则为如用复数表示，则为 式中，式中，R2和和X2转子每相绕组的电阻和漏磁感抗转子每相绕组的电阻和漏磁感抗 在在 n=0 ，即即 S=1 时，转子感抗为时，转子感抗为为转子最大感抗为转子最大感抗 可见可见转子感抗转子感抗X2与转差率与转差率S有关。有关。跳转到第一页 转子每相电路转子每相电路的的电流电流为为 可见可见转子电流转子电流I2也与转差率也与转差率S有关。当有关。当S增大，即增大，即转速转速n降低时降低时，转子与旋转磁场间的转子与旋转磁场间的相对转速增加相对转速增加，转子导体被磁力线切割的，转子导体被磁力线切割的速度速度提高，于是提高，

16、于是E2增加，增加，I2也增加。也增加。 结论：结论：转子转动时，转转子转动时，转 子电路中的各量均与转子电路中的各量均与转 差率差率 s有关，即与转速有关，即与转速n有关。有关。跳转到第一页7.2 三相异步电动机的特性三相异步电动机的特性7.2.1 转矩特性转矩特性常数常数每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的跳转到第一页将其中参数代入：将其中参数代入：得到得到转矩公式转矩公式跳转到第一页跳转到第一页7.2.2 机械特性机械特性 在在异异步步电电动动机机中中，转转速速 n=(1-S)n0，为为了了符符合合习习惯惯画画法法，可可将将曲曲线换成线换成转速与转矩转速与转矩之间的关系曲

17、线，即称为之间的关系曲线，即称为异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性。 根据根据 三相异步电动机的固有机械特性曲线如图所示。三相异步电动机的固有机械特性曲线如图所示。跳转到第一页OT异步电动机自动适应机械负载的变化OT额定工作点稳定区不稳定区三相异步电动机的机械特性曲线1、稳定区和不稳定区、稳定区和不稳定区 以最大转矩为界，机械特性分为两个区，上边为稳定运行区，下以最大转矩为界，机械特性分为两个区，上边为稳定运行区，下边为不稳定运行区。边为不稳定运行区。跳转到第一页三个重要转矩三个重要转矩. 额定转矩额定转矩 ：电机在额定电压下，以额电机在额定电压下，以额定转速定转速 运行，输出额运行，输

18、出额定功率定功率 时，电机转轴时，电机转轴上输出的转矩。上输出的转矩。( 1 )（牛顿（牛顿米）米）跳转到第一页 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。. 最大转矩最大转矩 ：( 2 )电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。求解求解跳转到第一页过载系数：过载系数：三相异步机三相异步机 工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意： （1）三相异步机的）三相异步机的 和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。

19、（2）电机严重过热电机严重过热跳转到第一页. 起动转矩起动转矩 ：( 3 )电机起动时的转矩。电机起动时的转矩。其中其中则则体现了电动机带载起动的能力。若体现了电动机带载起动的能力。若 电机能电机能起动，否则将起动不了。起动，否则将起动不了。跳转到第一页和电压的关系和电压的关系结论：结论： 3 3、U U1 1 和和和和 R R2 2变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响跳转到第一页和转子电阻的关系和转子电阻的关系R2的的 改变改变 ： 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电机外接电阻不同。机外接电阻不同。

20、 令：令：得：得：结论结论： 跳转到第一页机械特性的软硬机械特性的软硬 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。动特性好。 硬特性硬特性 （R2小）小）软特性软特性（R2大）大） 不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。电机；重载起动则选软特性电机。跳转到第一页三、运行特性三、运行特性三、运行特性三、运行特性 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电

21、磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。 自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载

22、）操作者加大油门，才能带动新的负载）操作者加大油门，才能带动新的负载）操作者加大油门，才能带动新的负载） 。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 sT2 TT =T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T2常用特常用特常用特常用特性段性段性段性段TO跳转到第一页7.3 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用7.3.1 三相异步电动机的铭牌和技术数据三相异步电动机的铭牌和技术数据跳转到第一页1. 型号型号 Y 132M4 跳

23、转到第一页2. 额定功率：额定功率： 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率功率（ ），不等于从电源吸收的功率（），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的）。两者的 关系为：关系为： 其中其中鼠笼电机鼠笼电机 =7293跳转到第一页3. 频率：频率：电动机所接交流电源的频率。电动机所接交流电源的频率。4. 额定电压：额定电压： 定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压.5. 额定电流：额定电流： 定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下的下的线电流。线电流。跳转到第一页6. 联接方式联接方式：Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：

24、接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：跳转到第一页转差率转差率7. 转速转速: 电机轴上的转速（电机轴上的转速（n)。 如：如： n =1440 转转/分分 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很空载时功率因数很低约为低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适注意：实用中应选择合适容量的电机，容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。8. 功率因数功率因数(cos 1)：P2PNcos 1跳转到第一页一、类型的选择一、类型的选择一、类型

25、的选择一、类型的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有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合才选用绕在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。线式电动机。 7.3.27.3.2 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择 在只有单相交流电源或需要功率较小的场合，可在只有单相交流电源或需要功率较小的场合，可采用单相异步电动机。采用单相异步电动机。 在有特殊要求的场合，可选用特种异步电动机。在有特殊要求的场合，可选用特种异步电动机。跳转到第一页 二、容量（额定功率）的选择二、容量（额定功率）的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电

26、动机容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。易因过载而损坏。1. 对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于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。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的过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功率。载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。3、对于断续工作的电动机，应考虑其负载的持续率，对于断续工作的电动机，应考虑其负载的持续率，同一型号的电动机，负载持续率越小，其额定功率越同一型号的电动机，负载持续率越小，其额定功率越大。大。跳转到第一页 三、额定

27、三、额定电压的选择电压的选择 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一个等级。一个等级。大功率电动机才采用大功率电动机才采用3000V和和6000V。单相电动机都单相电动机都选用额定电压为选用额定电压为220V。 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源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。压来决定。四、额定额定转速的选择转速的选择由由 可知，额定功率相同的电动机，额定转速越高，可知，额定功率相同的电动机，额定转速越高，则额定转矩越小；由则额定转矩越小；由 可知，转矩与电流和磁可知，转矩与电流和磁通的乘机成正比，而电流和磁通又大体上决定了电动机通的乘

28、机成正比，而电流和磁通又大体上决定了电动机所用的导线和铁心的重量。所以转速高的电动机体积小，所用的导线和铁心的重量。所以转速高的电动机体积小，价格低。同时必须全面考虑电动机和传动机构各方面因价格低。同时必须全面考虑电动机和传动机构各方面因素，确定最合适的额定转速。素，确定最合适的额定转速。跳转到第一页五、结构的选择五、结构的选择五、结构的选择五、结构的选择 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启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、封闭式和防爆式电动机。式、防护式、封闭式和防爆式电动机。开启式：在结构上无特殊防护装置，通风散热好，价开启式：在结构上无特殊防护装置，通风散

29、热好，价格便宜，适合干燥无灰尘的场所。格便宜，适合干燥无灰尘的场所。防护式：一般可防雨、防溅及防止杂物掉入电机内部，防护式：一般可防雨、防溅及防止杂物掉入电机内部，但不能防尘防潮。适用于灰尘不多且较干燥的场所。但不能防尘防潮。适用于灰尘不多且较干燥的场所。封闭式：外壳严密封闭，适用于潮湿、多尘或含有酸封闭式：外壳严密封闭，适用于潮湿、多尘或含有酸性气体的场所。性气体的场所。防爆式：整个电机（包含接线端）全部蜜蜂，适用于防爆式：整个电机（包含接线端）全部蜜蜂，适用于有爆炸性气体的场所，例如在石油、化工企业及矿井有爆炸性气体的场所，例如在石油、化工企业及矿井中。中。跳转到第一页7.3.3 起动起动

30、起动电流起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。倍。定子电流定子电流 原因：起动时原因：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过热电机过热影响：影响：跳转到第一页三相异步机的起动方法：三相异步机的起动方法：(1). 直接起动。直接起动。(2). 减压起动。减压起动。Y 起动起动自耦降压起动自耦降压起动(3). 转子串电阻起动。转子串电阻起动。跳转到第

31、一页1直接起动直接起动直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上的起动方式，又叫全压起动。接接到额定电压上的起动方式，又叫全压起动。优点优点：起动简单。：起动简单。缺点缺点：起动电流较大，将使线路电压下降，影：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负载正常工作。响负载正常工作。适用范围适用范围：电动机容量在：电动机容量在10kW以下，并且小以下，并且小于供电变压器容量的于供电变压器容量的20。跳转到第一页2. Y 起动：起动： 正常正常运行运行AZBYXC 起动起动ABCXYZ设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为跳转到第一页AZBYXC正常正

32、常运行运行UPABCXYZ起动起动UP（2）Y 起动应注意的问题：起动应注意的问题：（1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。 所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合Y 起动起动。跳转到第一页自耦降压起动自耦降压起动：利用：利用三相自耦变压器将电三相自耦变压器将电动机在起动过程中的动机在起动过程中的端电压降低，以达到端电压降低，以达到减小起动电流的目的。减小起动电流的目的。自耦变压器备有自耦变压器备有40、60、80等多种抽等多种抽头，使用时要根据电头，使用时要根据电动机起动转矩的要求动机起动转矩的要求具体选择。具体选

33、择。跳转到第一页（3）软起动）软起动 软起动是指，起动时通软起动是指，起动时通过过软起动器软起动器（一种晶闸管调（一种晶闸管调压装置）使电压从某一较低压装置）使电压从某一较低值逐渐上升至额定值，起动值逐渐上升至额定值，起动后再用旁路接触器后再用旁路接触器KM使电使电动机投入正常运行。图动机投入正常运行。图FU1中是普通熔断器，而中是普通熔断器，而FU2是是快速熔断器，保护软起动器快速熔断器，保护软起动器用的。用的。M3软起动器软起动器L1L2L3QSFU1FU2KM跳转到第一页3.转子串电阻起动转子串电阻起动定子定子RRR线绕式转子线绕式转子起动时将适当的起动时将适当的R串入转子绕组中，起动后

34、将串入转子绕组中，起动后将R短路。短路。跳转到第一页转子串电阻起动的特点：转子串电阻起动的特点：适于转子为线绕式的电动机起动。适于转子为线绕式的电动机起动。（1） （2）R2选的选的适当适当，转子串电阻既可以降低起动电流，转子串电阻既可以降低起动电流， 又可以增加起动力矩。又可以增加起动力矩。跳转到第一页7.3.4 调速调速 调速是指在电动机负载不变的情况下人为地改变电动调速是指在电动机负载不变的情况下人为地改变电动机的转速。机的转速。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1、 变频调速变频调速 (无级调速无级调速) f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整

35、流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+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跳转到第一页2、变极调速、变极调速 (有级调速有级调速) 变频调速方法可实现无级平滑调速变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS跳转到第一页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机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳跃性变化

36、，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SN跳转到第一页To3 、 变转差率调速变转差率调速 (无级调速无级调速) 变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。提升、起重设备中。nnTLTLs sTso跳转到第一页7.3.5 反转和制动反转和制动 方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现

37、方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。反转。 1 1、反转反转正转正转反转反转A B CM3电电 源源ABCM3电电 源源跳转到第一页 2、制动、制动制动方法制动方法机械制动机械制动电气制动电气制动能耗制动能耗制动反接制动反接制动发电反馈制动发电反馈制动 当电动机的定子绕组断电后，转子及拖动系统因惯性当电动机的定子绕组断电后，转子及拖动系统因惯性作用，总要经过一段时间才能停转，为此需要对电动机进作用，总要经过一段时间才能停转，为此需要对电动机进行制动。行制动。机械制动：机械制动： 抱闸抱闸：加机械抱闸；：加机械抱闸； 跳转到第一页M3M3抱闸抱闸电磁铁电磁铁制动轮制动轮弹簧弹簧跳转到第

38、一页M3抱闸抱闸电磁铁电磁铁制动轮制动轮弹簧弹簧跳转到第一页1）、能耗制动、能耗制动 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通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。转距（制动转距），使转子迅速停止转动。nF转子转子T n0=0MM33+-运转运转制动制动RP跳转到第一页 2）. 反接制动反接制动：停车时，将电动机接电源的意：停车时，将电动机接电源的意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，两

39、相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的；以达制动的目的； 反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。即切割磁力线的速度很大，造成即切割磁力线的速度很大，造成 ，引起，引起 。注意：注意：MM33运转运转制动制动制动制动nF转子转子转子转子T n0跳转到第一页7.4 单相异步电动机和特种异步电动机单相异步电动机和特种异步电动机7.5.1 单相异步电动机单相异步电动机 使用单相交流电源的异步电动机称为单相异步电动机。使用单相交流电源的异步电动机称

40、为单相异步电动机。 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、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。 特点在于定子绕组通入的是单相交流电，所产生特点在于定子绕组通入的是单相交流电，所产

41、生特点在于定子绕组通入的是单相交流电，所产生特点在于定子绕组通入的是单相交流电，所产生的是一个位置固定不变，而大小和方向随时间作正弦的是一个位置固定不变，而大小和方向随时间作正弦的是一个位置固定不变，而大小和方向随时间作正弦的是一个位置固定不变，而大小和方向随时间作正弦变化的脉动磁场。变化的脉动磁场。变化的脉动磁场。变化的脉动磁场。若不采取措施，将无法获得所需的若不采取措施，将无法获得所需的若不采取措施，将无法获得所需的若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。必须再加一个与此脉动磁场频率相同、相起动转矩。必须再加一个与此脉动磁场频率相同、相起动转矩。必须再加一个与此脉动磁场频率相同、相起动转矩

42、。必须再加一个与此脉动磁场频率相同、相位不同、在空间相差一个角度的另一脉动磁场与其合位不同、在空间相差一个角度的另一脉动磁场与其合位不同、在空间相差一个角度的另一脉动磁场与其合位不同、在空间相差一个角度的另一脉动磁场与其合成。成。成。成。跳转到第一页 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

43、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。一一、 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

44、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。跳转到第一页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iA

45、S 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跳转到第一页ABBAABBAABBA两相旋转磁场两相旋转磁场动画动画450900iBiAO跳转到第一页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

46、，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。

47、断电。断电。断电。S SABBiAiBA 12MM 跳转到第一页二、二、 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)跳转到第一页 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

48、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。 优点：能在单相交流电源上使用，但它的效率、优点：能在单相交流电源上使用，但它的效率、功率因数、和过载能力都较低，只生产额定功率功率因数、和过载能力都较低，只生产额定功率小于小于1KW以下的小容量单相异步电动机。以下的小容量单相异步电动机。跳转到

49、第一页7.4.2 特种异步电动机特种异步电动机一、力矩电动机一、力矩电动机 异步力矩电动机的结构与普通笼型异步电动机相同，异步力矩电动机的结构与普通笼型异步电动机相同，但经过参数设计和结构上的改动，它的机械特性曲线但经过参数设计和结构上的改动，它的机械特性曲线近似一条陡降的直线。近似一条陡降的直线。 若它的转矩增大，则转速急剧下降，而且在起动时有若它的转矩增大，则转速急剧下降，而且在起动时有最大转矩。可在低速下稳定运行。最大转矩。可在低速下稳定运行。如：造纸、纺织、轧钢等。如：造纸、纺织、轧钢等。跳转到第一页二、直线异步电动机二、直线异步电动机直线异步电动机可以带动机械作直线运动。直线异步电动机可以带动机械作直线运动。应用：传送带、机械手、液态金属输送泵、高速应用：传送带、机械手、液态金属输送泵、高速列车等。列车等。