《工学电工电子技术肖志红机械工业出版社第6章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工学电工电子技术肖志红机械工业出版社第6章（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出电子电路教研室电子电路教研室下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 电机电机电机电机（electric machine）是实现能量转换和信是实现能量转换和信是实现能量转换和信是实现能量转换和信号转换的电磁装置。用作能量转换的电机称为动力号转换的电磁装置。用作能量转换的电机称为动力号转换的电磁装置。用作能量转换的电机称为动力号转换的电磁装置。用作能量转换的电机称为动力电机；用作控制信号的转换和传递的电机称为控制电机；用作控制信号的转换和传递的电机称为控制电机；用作控制信号的转换和传递的电机称为控制电机；用作控制信号的转换和传递的电机称为控制电机。电机。电
2、机。电机。 动力电机中，将机械能转换为电能的称为发电机动力电机中，将机械能转换为电能的称为发电机动力电机中，将机械能转换为电能的称为发电机动力电机中，将机械能转换为电能的称为发电机(electric generator) ；将电能转换为机械能的称为电将电能转换为机械能的称为电将电能转换为机械能的称为电将电能转换为机械能的称为电动机动机动机动机(electric motor) 。第第6章章 交流电动机交流电动机下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出电动机的分类电动机的分类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
3、励、异励、串励、复励控制电机：控制电机：步进电机，伺服电机，自整角机步进电机，伺服电机，自整角机下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出三相异步电动机（三相异步电动机（三相异步电动机（三相异步电动机（three-phase asynchronous motorthree-phase asynchronous motor）具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，以及具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，以及具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，以及具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，以及重量较轻，成本较低等优点，同时三相异步电动机有较高重量较轻，成本较低等优点，同
4、时三相异步电动机有较高重量较轻，成本较低等优点，同时三相异步电动机有较高重量较轻，成本较低等优点，同时三相异步电动机有较高的运行效率和较好的工作特性，目前三相异步电动机在各的运行效率和较好的工作特性，目前三相异步电动机在各的运行效率和较好的工作特性，目前三相异步电动机在各的运行效率和较好的工作特性，目前三相异步电动机在各种电动机中应用最广，需要量最大。在各种电气传动系统种电动机中应用最广，需要量最大。在各种电气传动系统种电动机中应用最广，需要量最大。在各种电气传动系统种电动机中应用最广，需要量最大。在各种电气传动系统中，有中，有中，有中，有9090左右采用异步电动机驱动；在电网总负载中，左右采
5、用异步电动机驱动；在电网总负载中，左右采用异步电动机驱动；在电网总负载中，左右采用异步电动机驱动；在电网总负载中，异步电动机占异步电动机占异步电动机占异步电动机占6565左右。左右。左右。左右。 本章主要介绍三相鼠笼型异步电动机的基本结构、工本章主要介绍三相鼠笼型异步电动机的基本结构、工本章主要介绍三相鼠笼型异步电动机的基本结构、工本章主要介绍三相鼠笼型异步电动机的基本结构、工作原理、机械特性以及应用。作原理、机械特性以及应用。作原理、机械特性以及应用。作原理、机械特性以及应用。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 三相异步电动机三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成主要部件是
6、由定子和转子两大部分组成。三相异步电动机将电能转换为机械能是依赖于电动机定、转三相异步电动机将电能转换为机械能是依赖于电动机定、转三相异步电动机将电能转换为机械能是依赖于电动机定、转三相异步电动机将电能转换为机械能是依赖于电动机定、转子间的磁场作为在能源和负载间传递的媒介子间的磁场作为在能源和负载间传递的媒介子间的磁场作为在能源和负载间传递的媒介子间的磁场作为在能源和负载间传递的媒介 。此外，还有端此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。盖、机座、轴承、风扇等部件。三相异步电动机的结构图 1轴承盖 2端盖 3接线盒 4机座 5定子铁心 6定子绕组 7转轴 8转子 9冷却风扇 10罩壳6.1 三
7、相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.1.1 定子定子 三相异步电动机的定子是电机的固定部分，主要由机三相异步电动机的定子是电机的固定部分，主要由机三相异步电动机的定子是电机的固定部分，主要由机三相异步电动机的定子是电机的固定部分，主要由机座、定子铁心、定子绕组等组成。座、定子铁心、定子绕组等组成。座、定子铁心、定子绕组等组成。座、定子铁心、定子绕组等组成。 机座：机座：机座：机座：机座是用来固定和支撑定子铁心的，由铸铁或铸机座是用来固定和支撑定子铁心的，由铸铁或铸机座是用来固定和支撑定子铁心的，由铸铁或铸机座是用来固定和支撑定子铁心的，由铸
8、铁或铸钢浇铸成型。钢浇铸成型。钢浇铸成型。钢浇铸成型。 定子铁心：定子铁心：定子铁心：定子铁心：紧贴机座内壁放置着定子铁心，呈圆筒状，紧贴机座内壁放置着定子铁心，呈圆筒状，紧贴机座内壁放置着定子铁心，呈圆筒状，紧贴机座内壁放置着定子铁心，呈圆筒状，铁心内圆周上冲压有均匀的槽，用以嵌放定子绕组铁心内圆周上冲压有均匀的槽，用以嵌放定子绕组铁心内圆周上冲压有均匀的槽，用以嵌放定子绕组铁心内圆周上冲压有均匀的槽，用以嵌放定子绕组 定子铁心定子铁心定子铁心定子铁心 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出定子绕组：定子绕组：三相异步电动机的定子绕组是一个三相对称绕组，分别是：三相异步电动机的定子绕组是一
9、个三相对称绕组，分别是：U1U2、V1V2、W1W2。三相绕组按对称结构放置于定子铁心内槽。三相定子绕组的六。三相绕组按对称结构放置于定子铁心内槽。三相定子绕组的六个接线头引出来并对应连接至电动机机座的接线盒内的接线柱上，使用时根据个接线头引出来并对应连接至电动机机座的接线盒内的接线柱上，使用时根据实际需要及电机铭牌的指示，三相绕组可接成星形或三角形实际需要及电机铭牌的指示，三相绕组可接成星形或三角形 。星形联接 三角形联接 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.1.2 6.1.2 转子转子转子转子 转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组、转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心
10、、转子绕组、转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组、转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组、转轴等组成。转轴等组成。转轴等组成。转轴等组成。 转子铁心转子铁心转子铁心转子铁心同样采用硅钢片叠压而成，固定在轴上。转子同样采用硅钢片叠压而成，固定在轴上。转子同样采用硅钢片叠压而成，固定在轴上。转子同样采用硅钢片叠压而成，固定在轴上。转子铁心外圆上有均匀分布的槽，用以嵌放转子绕组。转子绕组铁心外圆上有均匀分布的槽，用以嵌放转子绕组。转子绕组铁心外圆上有均匀分布的槽，用以嵌放转子绕组。转子绕组铁心外圆上有均匀分布的槽，用以嵌放转子绕组。转子绕组有笼型和绕线型两种。有笼型和绕线型两种
11、。有笼型和绕线型两种。有笼型和绕线型两种。按照转子结构的不同，三相异步电动按照转子结构的不同，三相异步电动按照转子结构的不同，三相异步电动按照转子结构的不同，三相异步电动机分为笼型和绕线型两种机分为笼型和绕线型两种机分为笼型和绕线型两种机分为笼型和绕线型两种 。(1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端部用短路铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。铸铝形成转子绕组。环形成一体。铸铝形成转子绕组。中小型异步电动机鼠笼型转子槽内常采用铸铝，将导条、中小型异步电动机鼠笼型转子槽内常采用铸铝，将导条、中小型异步电动机鼠笼型转子槽内常采用铸铝，将导条、中小型异步电动机鼠笼型转子槽内常采用铸铝，将导
12、条、端环同时一次浇注成型，结构简单、制造方便，造价也端环同时一次浇注成型，结构简单、制造方便，造价也端环同时一次浇注成型，结构简单、制造方便，造价也端环同时一次浇注成型，结构简单、制造方便，造价也低，应用非常低，应用非常低，应用非常低，应用非常广泛。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出(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，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。 笼型三相异步电动机和绕线型三相异步电动机虽然笼型三相异步电动机和绕线型三相异步电动机虽然笼型三相异步电动机和绕
13、线型三相异步电动机虽然笼型三相异步电动机和绕线型三相异步电动机虽然转子的结构不同，但工作原理是基本一样的。我们以笼转子的结构不同，但工作原理是基本一样的。我们以笼转子的结构不同，但工作原理是基本一样的。我们以笼转子的结构不同，但工作原理是基本一样的。我们以笼型电动机为例来学习三相异步电动机的转动原理，机械型电动机为例来学习三相异步电动机的转动原理，机械型电动机为例来学习三相异步电动机的转动原理，机械型电动机为例来学习三相异步电动机的转动原理，机械特性以及应用。特性以及应用。特性以及应用。特性以及应用。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出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
14、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；不能人为改变电动结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。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。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出AZBXCY设：设：设：设：电流的流入端用电流的流入端用 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示定子绕组与转子绕组定子绕组与转
15、子绕组定子绕组定子绕组转子绕组转子绕组下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机之所以能转起来是定子绕组中三相电流三相异步电动机之所以能转起来是定子绕组中三相电流三相异步电动机之所以能转起来是定子绕组中三相电流三相异步电动机之所以能转起来是定子绕组中三相电流产生的旋转磁场与转子内的感应电流相互作用的结果。产生的旋转磁场与转子内的感应电流相互作用的结果。产生的旋转磁场与转子内的感应电流相互作用的结果。产生的旋转磁场与转子内的感应电流相互作用的结果。 + e -磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈磁场旋转磁场旋转下一页下一页返回返回上一页上
16、一页退出退出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线产生感应电动势导线长度导线长度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下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三相交流电相交流电相交流电相交流电( (星形联接星形联接星形联接星形联接) )1 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6.2.1 旋转磁场旋转磁场o下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出U1V2
17、W1V1W2U2()电流出电流出( )电流入电流入o动画动画下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2600 t分析可知：三相电流产生的分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场合成磁场是一旋转的磁场即：即：一个电流周期，旋转磁一个电流周期，旋转磁场在空间转过场在空间转过360o下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出旋转方向：取决于三相电流的相序。旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向：换改变电机的旋转方向：换接其中两相。接其中两相。旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向下一页下一页返回返回上一页上一页退出退
18、出6.2.2 电动机转动原理电动机转动原理 1. 转动原理转动原理 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旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场 切割转子导体切割转子导体切割转子导体切割转子导体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感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T T电磁力电磁力电磁力电磁力F F下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出2. 转子的转向转子的转向 当磁场顺时针方向旋转时，处于当磁场顺时针方向旋转时，处于当磁场顺时针方向旋转时，处于当磁场顺
19、时针方向旋转时，处于磁场中的笼型转子的导条因相对运动磁场中的笼型转子的导条因相对运动磁场中的笼型转子的导条因相对运动磁场中的笼型转子的导条因相对运动而切割磁力线，使得导条两端产生感而切割磁力线，使得导条两端产生感而切割磁力线，使得导条两端产生感而切割磁力线，使得导条两端产生感应电动势，从而产生感应电流，方向应电动势，从而产生感应电流，方向应电动势，从而产生感应电流，方向应电动势，从而产生感应电流，方向由右手螺旋定则确定：图中上半部分由右手螺旋定则确定：图中上半部分由右手螺旋定则确定：图中上半部分由右手螺旋定则确定：图中上半部分的导条电流流出，而下半部分的导条的导条电流流出，而下半部分的导条的导
20、条电流流出，而下半部分的导条的导条电流流出，而下半部分的导条电流流进。由左手定则确定载流导体电流流进。由左手定则确定载流导体电流流进。由左手定则确定载流导体电流流进。由左手定则确定载流导体在磁场中要受到电磁力作用的方向，在磁场中要受到电磁力作用的方向，在磁场中要受到电磁力作用的方向，在磁场中要受到电磁力作用的方向，可看出在转子导条上形成了一个顺时可看出在转子导条上形成了一个顺时可看出在转子导条上形成了一个顺时可看出在转子导条上形成了一个顺时针方向的电磁转矩。针方向的电磁转矩。针方向的电磁转矩。针方向的电磁转矩。 于是转子就跟着于是转子就跟着于是转子就跟着于是转子就跟着旋转磁场顺时针方向转动。旋
21、转磁场顺时针方向转动。旋转磁场顺时针方向转动。旋转磁场顺时针方向转动。可见转子可见转子可见转子可见转子的旋转方向与旋转磁场方向相同。的旋转方向与旋转磁场方向相同。的旋转方向与旋转磁场方向相同。的旋转方向与旋转磁场方向相同。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.2.3 6.2.3 三相异步电动机的极数与转速三相异步电动机的极数与转速三相异步电动机的极数与转速三相异步电动机的极数与转速 1. 1. 三相异步电动机的极数三相异步电动机的极数三相异步电动机的极数三相异步电动机的极数 三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场三相异步电动机的
22、极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的磁极对数与定子绕组的结构安排有关。通过适当的安排，的磁极对数与定子绕组的结构安排有关。通过适当的安排，的磁极对数与定子绕组的结构安排有关。通过适当的安排，的磁极对数与定子绕组的结构安排有关。通过适当的安排，可产生多磁极对数的旋转磁场。当每相绕组只有一个线圈时，可产生多磁极对数的旋转磁场。当每相绕组只有一个线圈时，可产生多磁极对数的旋转磁场。当每相绕组只有一个线圈时，可产生多磁极对数的旋转磁场。当每相绕组只有一个线圈时，绕组的始端之间相差绕组的始端之间相差绕组的始端之间相差绕组的始端之间相差120120 空间角，则
23、产生的旋转磁场具有一空间角，则产生的旋转磁场具有一空间角，则产生的旋转磁场具有一空间角，则产生的旋转磁场具有一对磁极，即对磁极，即对磁极，即对磁极，即 ，当交流电流变化一周期，旋转磁场也转过，当交流电流变化一周期，旋转磁场也转过，当交流电流变化一周期，旋转磁场也转过，当交流电流变化一周期，旋转磁场也转过一圈，这样的电动机称为一圈，这样的电动机称为一圈，这样的电动机称为一圈，这样的电动机称为2 2极电机极电机极电机极电机。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 如将定子绕组安排得如下图那样，即每相绕组有两个线圈如将定子绕组安排得如下图那样，即每相绕组有两个线圈如将定子绕组安排得如下图那样，即
24、每相绕组有两个线圈如将定子绕组安排得如下图那样，即每相绕组有两个线圈串联，绕组的始端之间相差串联，绕组的始端之间相差串联，绕组的始端之间相差串联，绕组的始端之间相差 6060 空间角，则产生的旋转磁场具空间角，则产生的旋转磁场具空间角，则产生的旋转磁场具空间角，则产生的旋转磁场具有两对极，即，这样的电动机称为有两对极，即，这样的电动机称为有两对极，即，这样的电动机称为有两对极，即，这样的电动机称为4 4极电机极电机极电机极电机。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出2. 2. 三相异步电动机的转速三相异步电动机的转速三相异步电动机的转速三相异步电动机的转速 磁场变化的速度和电流同步，即当电流
25、交变了一次（一个磁场变化的速度和电流同步，即当电流交变了一次（一个磁场变化的速度和电流同步，即当电流交变了一次（一个磁场变化的速度和电流同步，即当电流交变了一次（一个周期）时，磁场恰好在空间旋转了一转。周期）时，磁场恰好在空间旋转了一转。周期）时，磁场恰好在空间旋转了一转。周期）时，磁场恰好在空间旋转了一转。 为旋转磁场的转速，又称同步转速，单位为转每分（为旋转磁场的转速，又称同步转速，单位为转每分（为旋转磁场的转速，又称同步转速，单位为转每分（为旋转磁场的转速，又称同步转速，单位为转每分（r/minr/min）；）；）；）； 为定子电流的频率。为定子电流的频率。为定子电流的频率。为定子电流的
26、频率。 时，下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出当电流交变了一周时，磁场仅旋转了半转当电流交变了一周时，磁场仅旋转了半转当电流交变了一周时，磁场仅旋转了半转当电流交变了一周时，磁场仅旋转了半转 当旋当旋当旋当旋转转磁磁磁磁场场具有具有具有具有对对极极极极时时，磁，磁，磁，磁场场的的的的转转速速速速为为时，下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出转速转速转速转速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: :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
27、过的空间角度同步转速同步转速下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出（2 2）电机转速及转差率）电机转速及转差率）电机转速及转差率）电机转速及转差率 转子的旋转方向与旋转磁场的转向相同，但转子的转速不转子的旋转方向与旋转磁场的转向相同，但转子的转速不转子的旋转方向与旋转磁场的转向相同，但转子的转速不转子的旋转方向与旋转磁场的转向相同，但转子的转速不能等于旋转磁场的转速，能等于旋转磁场的转速，能等于旋转磁场的转速，能等于旋转磁场的转速，否则磁场与转子之间便无相对运动，否则磁场与转子之间便无相对运动，否则磁场与转子之间便无相对运动，否则磁场与转子之间便无相对运动，转子导条不切割磁力线，就不会有感应
28、电势、感应电流与电磁转子导条不切割磁力线，就不会有感应电势、感应电流与电磁转子导条不切割磁力线，就不会有感应电势、感应电流与电磁转子导条不切割磁力线，就不会有感应电势、感应电流与电磁转矩，转子也就根本不可能转动了。所以说转子转速与旋转磁转矩，转子也就根本不可能转动了。所以说转子转速与旋转磁转矩，转子也就根本不可能转动了。所以说转子转速与旋转磁转矩，转子也就根本不可能转动了。所以说转子转速与旋转磁场的转速场的转速场的转速场的转速“ “异步异步异步异步” ”，因此称这种电机为因此称这种电机为因此称这种电机为因此称这种电机为“ “异步异步异步异步” ” 电动机。电动机。电动机。电动机。 三相异步电动
29、机所带负载的负载转矩越大，则电动机的三相异步电动机所带负载的负载转矩越大，则电动机的三相异步电动机所带负载的负载转矩越大，则电动机的三相异步电动机所带负载的负载转矩越大，则电动机的“ “异步异步异步异步” ”程度也越大。通常用转差率（程度也越大。通常用转差率（程度也越大。通常用转差率（程度也越大。通常用转差率（slipslip）来反映）来反映）来反映）来反映“ “异步异步异步异步” ”的程的程的程的程度度度度。 转差率是异步电机的一个基本参量。一般情况下，异步电动转差率是异步电机的一个基本参量。一般情况下，异步电动转差率是异步电机的一个基本参量。一般情况下，异步电动转差率是异步电机的一个基本参
30、量。一般情况下，异步电动机的转差率变化不大，空载转差率低于机的转差率变化不大，空载转差率低于机的转差率变化不大，空载转差率低于机的转差率变化不大，空载转差率低于0.5%0.5%，满载转差率在，满载转差率在，满载转差率在，满载转差率在1.8%1.8%8%8%之间，已知了电机极数和转差率，就可估计出电机的之间，已知了电机极数和转差率，就可估计出电机的之间，已知了电机极数和转差率，就可估计出电机的之间，已知了电机极数和转差率，就可估计出电机的转速了。转速了。转速了。转速了。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出例例例例6.1 6.1 一台额定转速一台额定转速一台额定转速一台额定转速 试求电动机的
31、极数及额定负载时的转差率试求电动机的极数及额定负载时的转差率试求电动机的极数及额定负载时的转差率试求电动机的极数及额定负载时的转差率 解解解解: : 由于电动机的额定转速略小于同步转速，由表由于电动机的额定转速略小于同步转速，由表由于电动机的额定转速略小于同步转速，由表由于电动机的额定转速略小于同步转速，由表6-16-1可得，可得，可得，可得， 的三相异步电动机，的三相异步电动机，的三相异步电动机，的三相异步电动机，下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出电磁转矩电磁转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。受到电磁力所形成的
32、转距之总和。6.2.4 三相异步电动机的电磁转矩三相异步电动机的电磁转矩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功率因数转子电路的功率因数下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由前面分析知：由前面分析知：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出由公式可知由公式可知由公式可知由公式可知电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式1. 1. T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T T 2. 2. 当电源电压当电源电压当
33、电源电压当电源电压 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T T 是是是是 s s 的函数。的函数。的函数。的函数。3. 3. R R2 2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线有影响。绕线有影响。绕线有影响。绕线型型异步电动机可外异步电动机可外异步电动机可外异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻R R2 2 ，从而改变转距。从而改变转距。从而改变转距。从而改变转距。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出当电源电压当电源电压当电源电压当电源电压U U1 1和频率和频率和频率和频率f f1 1及转子电阻及转子电
34、阻及转子电阻及转子电阻R R2 2一定时，电磁转一定时，电磁转一定时，电磁转一定时，电磁转矩矩矩矩T T与转差率与转差率与转差率与转差率s s之间的关系，即之间的关系，即之间的关系，即之间的关系，即 或或或或n n与与与与T T对应的关系对应的关系对应的关系对应的关系 , ,称为电机的机械特性，反映的是三相异步电动机的称为电机的机械特性，反映的是三相异步电动机的称为电机的机械特性，反映的是三相异步电动机的称为电机的机械特性，反映的是三相异步电动机的转矩特性。转矩特性。转矩特性。转矩特性。6.3 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.3.1
35、6.3.1 特性曲线的两个工作区特性曲线的两个工作区特性曲线的两个工作区特性曲线的两个工作区将曲线分为对应将曲线分为对应将曲线分为对应将曲线分为对应 s s的两个不同性质的两个不同性质的两个不同性质的两个不同性质区域：稳定工作区区域：稳定工作区区域：稳定工作区区域：稳定工作区 abab 和不稳定工和不稳定工和不稳定工和不稳定工作区作区作区作区 bcbc。 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。TL sT2 TLT =T2n T 达
36、到新的平衡达到新的平衡稳定工作区稳定工作区稳定工作区稳定工作区 abab: :电动机的电磁转矩可电动机的电磁转矩可电动机的电磁转矩可电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能以随负载的变化而自动调整，这种能以随负载的变化而自动调整，这种能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力称为自适应负载能力力称为自适应负载能力力称为自适应负载能力。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 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
37、须由操的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载作者加大油门，才能带动新的负载作者加大油门，才能带动新的负载作者加大油门，才能带动新的负载) )。在在在在bcbc段，当负载转矩增大时，电动机的转矩增大，段，当负载转矩增大时，电动机的转矩增大，段，当负载转矩增大时，电动机的转矩增大，段，当负载转矩增大时，电动机的转矩增大， 所以它的转速所以它的转速所以它的转速所以它的转速 n n 开始下降。开始下降。开始下降。开始下降。 随着随着随着随着 n n 的下降，电动的下降，电动的下降
38、，电动的下降，电动机的转矩机的转矩机的转矩机的转矩T T 继续下降，继续下降，继续下降，继续下降，这样下去，会导致电机停转，这样下去，会导致电机停转，这样下去，会导致电机停转，这样下去，会导致电机停转，使定子电流剧增，电动机将严重发热，甚至烧毁。使定子电流剧增，电动机将严重发热，甚至烧毁。使定子电流剧增，电动机将严重发热，甚至烧毁。使定子电流剧增，电动机将严重发热，甚至烧毁。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出电动机在额定负载时的转矩电动机在额定负载时的转矩电动机在额定负载时的转矩电动机在额定负载时的转矩。1 1. . . .额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩T TN N6.2.4 6.2
39、.4 三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩OT(N m) 如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型) 的额定功率为的额定功率为7.5kw, 额定转速为额定转速为1440r/min, 则额定转矩为则额定转矩为下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 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。10smTm过载系数：过载系数：三相异步机三相异步机下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 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。
40、致使 （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。 （2）电机严重过热电机严重过热下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出3. 3. 起动转矩起动转矩起动转矩起动转矩 T Tstst电动机起动时的转矩电动机起动时的转矩。起动时起动时n= 0 时，时，s =1 T Tst st体现了电动机带体现了电动机带载起动的能力。载起动的能力。 若若若若 T Tst st T T2 2电机能起电机能起电机能起电机能起动，动，动，动，否则否则否则否则不能起动。不能起动。不能起动。不能起
41、动。OTT Tst st下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.4 6.4 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用6.4.1 6.4.1 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 三相异步三相异步三相异步三相异步电动电动机机机机 型号型号型号型号 Y225M-8 Y225M-8 功功功功 率率率率 22 kW 22 kW 频频 率率率率 50 Hz50 Hz 电压电压 380 V380 V 电电 流流流流 47.6A 47.6A 接接接接 法法法法 转转速速速速 730 r/min 730 r
42、/min 绝缘绝缘等等等等级级 B B 工作方式工作方式工作方式工作方式 连续连续 年年年年 月月月月 编编号号号号 电电机厂机厂机厂机厂下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出1. 1. 型号型号型号型号 磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 4 )例如：例如： Y225 M - 8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）三相异步电动机三相异步电动机下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出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
43、绕线型异步电动机绕线型异步电动机绕线型异步电动机绕线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YRYRYBYBYQYQJ J、JOJOJRJR、JROJROJBJB、JBOJBOJQJQ、JQOJQO下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出2. 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.例：例：38
44、0/220 Y/ 是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法； 当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。 说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的定值的 5 。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出 3. 3. 电流电流电流电流 铭牌上所标的电流值是指电动机额定运行时定子绕组的铭牌上所标的电流值是指电动机额定运行时定子绕组的铭牌上所标的电流值是指电动机额定运行时定子绕组的铭牌上所标的电流值是指电动机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。4. 4. 转速转速转速转速 由于生产机械对转
45、速的要求不同，需要生产不同磁极数的由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不同磁极数的由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不同磁极数的由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四个级的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四个级的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四个级的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四个级的 5. 5. 功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率 铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的铭
46、牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。所谓效率就是身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。所谓效率就是身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。所谓效率就是身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。所谓效率就是输出功率与输入功率的比值。输出功率与输入功率的比值。输出功率与输入功率的比值。输出功率与输入功率的比值。 下一页下一页返
47、回返回上一页上一页退出退出 额定负载时一般为额定负载时一般为额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 0.7 0.9 ， 空载时功率因数很低约为空载时功率因数很低约为空载时功率因数很低约为空载时功率因数很低约为0.2 0.2 0.3 0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，注意：实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小小车车”的现象。的现象。6. 功率因数功率因数(cos 1)：P2PNcos 1下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出7. 7. 绝缘等级绝缘等级绝缘
48、等级绝缘等级 电动机的绝缘等级是按绕组所用绝缘材料在使用时具有的电动机的绝缘等级是按绕组所用绝缘材料在使用时具有的电动机的绝缘等级是按绕组所用绝缘材料在使用时具有的电动机的绝缘等级是按绕组所用绝缘材料在使用时具有的极限温度来划分的，所谓极限温度是指电动机绝缘结构中最极限温度来划分的，所谓极限温度是指电动机绝缘结构中最极限温度来划分的，所谓极限温度是指电动机绝缘结构中最极限温度来划分的，所谓极限温度是指电动机绝缘结构中最热点的最高允许温度。电动机的绝缘等级共分五等，分别是热点的最高允许温度。电动机的绝缘等级共分五等，分别是热点的最高允许温度。电动机的绝缘等级共分五等，分别是热点的最高允许温度。电
49、动机的绝缘等级共分五等，分别是 A A、 E E、 B B、 F F 和和和和 H H。 对应的极限温度为：对应的极限温度为：对应的极限温度为：对应的极限温度为： 105C105C、 120C120C、 130C130C、 155C 155C 和和和和180C180C，一般电动机采用，一般电动机采用，一般电动机采用，一般电动机采用 E E 等级；等级；等级；等级；Y Y 系列系列系列系列电动机采用电动机采用电动机采用电动机采用 B B 等级。等级。等级。等级。 8.8.工作方式工作方式工作方式工作方式电动机的工作方式分为八类，用字母电动机的工作方式分为八类，用字母电动机的工作方式分为八类，用字
50、母电动机的工作方式分为八类，用字母 例如：例如：例如：例如：S1S1是连续工作方式，是连续工作方式，是连续工作方式，是连续工作方式，S2S2为短时工作方式分为短时工作方式分为短时工作方式分为短时工作方式分1010，3030，6060，90 min90 min四种；四种；四种；四种；S3S3是断续周期性工作方式等。是断续周期性工作方式等。是断续周期性工作方式等。是断续周期性工作方式等。 分别表示。分别表示。分别表示。分别表示。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出6.4.2 6.4.2 启动、调速与制动方法启动、调速与制动方法启动、调速与制动方法启动、调速与制动方法1. 1. 三相异步电动机的
51、启动三相异步电动机的启动三相异步电动机的启动三相异步电动机的启动 异步电动机在接通电源后，从静止状态到稳定运行状异步电动机在接通电源后，从静止状态到稳定运行状异步电动机在接通电源后，从静止状态到稳定运行状异步电动机在接通电源后，从静止状态到稳定运行状态的过渡过程，称为启动过程。态的过渡过程，称为启动过程。态的过渡过程，称为启动过程。态的过渡过程，称为启动过程。 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
52、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：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出三相异步机的起动方法：三相异步机的起动方法：三相异步机的起动方法：三相异步机的起动方法：（1 1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。采用直接起动。采用直接起动。采用直接起动。（2 2）
53、 降压起动降压起动降压起动降压起动。Y Y 起动起动起动起动自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动（3 3）转子串电阻起动。）转子串电阻起动。）转子串电阻起动。）转子串电阻起动。软启动软启动软启动软启动 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出2. 2. 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机的调速三相异步电动机的调速 调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动机的转速机的转速机的转速机的转速。 因此改变
54、转差率、电源频率、极对数等都可达到调速的目的因此改变转差率、电源频率、极对数等都可达到调速的目的因此改变转差率、电源频率、极对数等都可达到调速的目的因此改变转差率、电源频率、极对数等都可达到调速的目的。对于笼型异步电动机，它的调速方法主要是改变对于笼型异步电动机，它的调速方法主要是改变对于笼型异步电动机，它的调速方法主要是改变对于笼型异步电动机，它的调速方法主要是改变电源频率和改电源频率和改电源频率和改电源频率和改变极对数变极对数变极对数变极对数。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出（1）变频调速）变频调速 我国发电厂提供的都是我国发电厂提供的都是50Hz的工频交流电，因此，采用这的工频
55、交流电，因此，采用这种调速方法需要配备一套频率可调的专用变频电源（变频器）。种调速方法需要配备一套频率可调的专用变频电源（变频器）。其调速范围大、平滑性好、适应面广，能做到无级调速，因此它其调速范围大、平滑性好、适应面广，能做到无级调速，因此它的应用已经日益广泛。的应用已经日益广泛。 （2 2）变极调速）变极调速）变极调速）变极调速: :磁极对数的改变是通过改变绕组的接线方式磁极对数的改变是通过改变绕组的接线方式磁极对数的改变是通过改变绕组的接线方式磁极对数的改变是通过改变绕组的接线方式得到的。但磁极对数只能成整数倍地变化得到的。但磁极对数只能成整数倍地变化得到的。但磁极对数只能成整数倍地变化
56、得到的。但磁极对数只能成整数倍地变化 可见这种调速方法，调速很粗，无法做到平滑调速，该调速方法可见这种调速方法，调速很粗，无法做到平滑调速，该调速方法可见这种调速方法，调速很粗，无法做到平滑调速，该调速方法可见这种调速方法，调速很粗，无法做到平滑调速，该调速方法称为有极调速。在生产实际中，极对数可以改变的电动机称为多速电称为有极调速。在生产实际中，极对数可以改变的电动机称为多速电称为有极调速。在生产实际中，极对数可以改变的电动机称为多速电称为有极调速。在生产实际中，极对数可以改变的电动机称为多速电动机，有双速、三速、动机，有双速、三速、动机，有双速、三速、动机，有双速、三速、 四速等。四速等。
57、四速等。四速等。 因为变极调速经济、简便，因而在金属切削机床中经常应用。因为变极调速经济、简便，因而在金属切削机床中经常应用。因为变极调速经济、简便，因而在金属切削机床中经常应用。因为变极调速经济、简便，因而在金属切削机床中经常应用。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出3. 三相异步电动机的制动三相异步电动机的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 (1) (1) 能耗制动能耗制动能耗制动能耗制动这种制动方法是当电动机断这种制动方法是当电动机断这种制动方法是当电动机断这种制动方法是当电动机断电后，立即向定子绕组中通电后，
58、立即向定子绕组中通电后，立即向定子绕组中通电后，立即向定子绕组中通入直流电流，在定子内便产入直流电流，在定子内便产入直流电流，在定子内便产入直流电流，在定子内便产生一个恒定不变的磁场。这生一个恒定不变的磁场。这生一个恒定不变的磁场。这生一个恒定不变的磁场。这时由于转子仍然沿着反方向时由于转子仍然沿着反方向时由于转子仍然沿着反方向时由于转子仍然沿着反方向转动，切割磁力线，在转子转动，切割磁力线，在转子转动，切割磁力线，在转子转动，切割磁力线，在转子中产生一个与转子旋转方向中产生一个与转子旋转方向中产生一个与转子旋转方向中产生一个与转子旋转方向相反的电磁转矩，结果使电相反的电磁转矩，结果使电相反的
59、电磁转矩，结果使电相反的电磁转矩，结果使电动机很快停下来。动机很快停下来。动机很快停下来。动机很快停下来。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出(2) (2) 反接制动反接制动反接制动反接制动反接制动是利用电动机反转来进行制动的。在电动机停时，反接制动是利用电动机反转来进行制动的。在电动机停时，反接制动是利用电动机反转来进行制动的。在电动机停时，反接制动是利用电动机反转来进行制动的。在电动机停时，可将接到电源的三根导线中的任意两根的一端对调位置，可将接到电源的三根导线中的任意两根的一端对调位置，可将接到电源的三根导线中的任意两根的一端对调位置，可将接到电源的三根导线中的任意两根的一端对调位置，使旋转磁场反向旋转，转子由于惯性，仍按原方向转动，使旋转磁场反向旋转，转子由于惯性，仍按原方向转动，使旋转磁场反向旋转，转子由于惯性，仍按原方向转动，使旋转磁场反向旋转，转子由于惯性，仍按原方向转动，电磁转矩方向与转动方向相反电磁转矩方向与转动方向相反电磁转矩方向与转动方向相反电磁转矩方向与转动方向相反. .
