1、課題三要點(diǎn)圖3-1 三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用(a)普通車床(b)搖臂鉆床(c)生產(chǎn)線(d)萬能銑床 1、定子由機(jī)座、鐵心、繞組、端蓋、接線端子盒等組成。機(jī)座的主要作用是固定和支撐定子鐵心。定子鐵心是三相異步電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。定子繞組是由許多線圈按一定的規(guī)律連接而成的，是定子中的電路部分。定子三相繞組的連接方式的選擇，需視電源的線電壓而定。如果電動(dòng)機(jī)所接電源的線電壓等于電動(dòng)機(jī)的額定相電壓，那么，它的繞組應(yīng)該接成三角形；如果電源的線電壓是電動(dòng)機(jī)額定相電壓的倍，那么，它的繞組就應(yīng)該接成星型。通常電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有符號Y/ 和數(shù)字380/220V，前者表示定子繞組的接法，后者表示對應(yīng)于不同接法時(shí)的線電壓

2、。 2、轉(zhuǎn)子由鐵心、繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)子鐵心為圓柱形，通常由定子鐵心沖片剩下的內(nèi)圓硅鋼片疊成，壓裝在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組有籠形和繞線式兩種結(jié)構(gòu)。其中籠型因結(jié)構(gòu)簡單等得到廣泛應(yīng)用。 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都有一塊銘牌，上面標(biāo)有電動(dòng)機(jī)的型號、規(guī)格和有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。 1、型號：國產(chǎn)異步電動(dòng)機(jī)的型號由漢語拼音字母以及國際通用符號和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。 2、接法：是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，三相定子繞組的連接方式，Y或 。 3、額定頻率 fN（HZ）： 指電動(dòng)機(jī)定子繞組所加交流電源的頻率。我國工頻為50HZ。 4、額定電壓UN （V）：是電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)加在

3、定子繞組上的線電壓。 5、額定電流IN （A）：是電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組線電流的有效值。 6、額定功率PN （KW）和額定效率N 額定功率是指在額定電壓、額定頻率、額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。 額定效率是指額定運(yùn)行時(shí)輸出機(jī)械功率與輸入電功率的比值。 7、額定轉(zhuǎn)速nN （r/min）：是指在額定頻率、額定電壓、額定輸出功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。 8、絕緣等級：是指電動(dòng)機(jī)定子繞組所用的絕緣材料允許的最高溫度等級，有A、E、B、F、H、C六級。目前一般電動(dòng)機(jī)采用較多的是E級和B級。 9、功率因數(shù)cos 10、工作方式 （1）連續(xù)工作方式 （2）短時(shí)工作方式 （3）斷續(xù)工作方式 四

4、、三相異步電動(dòng)機(jī)的系列和分類四、三相異步電動(dòng)機(jī)的系列和分類 我國生產(chǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī)種類很多，根據(jù)不同的場合和用途可以進(jìn)行針對性的選擇。 五、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理五、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，是基于定子繞組內(nèi)三相電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)電流的相互作用。三相電通給定子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，靜止的轉(zhuǎn)子相對于旋轉(zhuǎn)磁場有一個(gè)相對的切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子繞組上有了電流，在磁場中有會(huì)受到電磁力的作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩T，克服阻轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的目的。 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間的轉(zhuǎn)速差是保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的必要條件。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

5、不等于同步轉(zhuǎn)速，所以把這種電動(dòng)機(jī)稱為異步電動(dòng)機(jī)，而把轉(zhuǎn)速差（n1-n）與同步轉(zhuǎn)速n1的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用s表示，即: s= 轉(zhuǎn)速差s是分析異步電動(dòng)機(jī)工作情況的重要參數(shù)。它反映了轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線的速度占旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子中的電動(dòng)勢和電流越大，電動(dòng)機(jī)從電源輸入的電流和功率也越大。11nnn 六、三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場六、三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場 要使異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，必須要有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場是怎樣產(chǎn)生的呢？ 三相異步電動(dòng)機(jī)定子通過三相正弦交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。為了簡便起見，假設(shè)每相繞組只有一個(gè)線圈，分別嵌在定子內(nèi)圓周的六個(gè)凹槽之中，如圖3-3

6、所示，圖中U1、V1、W1和U2、V2、W2分別代表各相繞組的首端和末端。三相電流的波形如圖3-4所示。圖3-3 定子三相繞組(a)嵌放情況 （b）星型接法接線圖圖3-4 三相電流的波形 下面分析不同時(shí)刻的合成磁場。如圖3-5所示。 圖3-5三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場（兩極）a)t=0 b) t =60 c)t=120 d)t=180 由圖3-3和3-4可知，U相繞組內(nèi)的電流，超前于V相繞組內(nèi)的電流120，而V相繞組內(nèi)的電流又超前于W相繞組內(nèi)的電流120，同時(shí)圖3-5所示旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向也是U-V-W，即沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。所以，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與三相電流的相序一致。 要改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要把定子的繞

7、組接到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對調(diào)即可。 以上討論的旋轉(zhuǎn)磁場，只有一對磁極，即p=1（磁極對數(shù)用p表示）。從上述分析可看出，電流變化一個(gè)周期（360電角度），旋轉(zhuǎn)磁場的空間也旋轉(zhuǎn)了一圈（360機(jī)械角度），若電源的頻率為f1 ，旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘將旋轉(zhuǎn)60 f1 圈，以n1表之，即： n1 = 60f1 當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極（p=2）時(shí)，其轉(zhuǎn)速僅為一對磁極時(shí)的一半，即每分鐘60f1/2轉(zhuǎn)。依次類推，當(dāng)有p對磁極時(shí)，其轉(zhuǎn)速為： 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1與電源的頻率成正比而與磁極對數(shù)成反比。我國標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)頻率為50HZ，因此，對應(yīng)于p=1、2、3和4時(shí)，同步轉(zhuǎn)速分別為3000r/min、1500 r/mi

8、n、1000 r/min和750r/min。 pfn1160 例例3-1 一臺三相四級異步電動(dòng)機(jī)，額定頻率50HZ，額定轉(zhuǎn)速nN=1440r/min，計(jì)算額定轉(zhuǎn)差率。 解：min/1500250606011rpfn04. 015001440150011nnnsNN 七、三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組七、三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組 1、三相交流繞組概述 （1）繞組展開圖 （2）三相繞組在空間位置上分別相差120電角度；每相繞組的線圈數(shù)、支路數(shù)相等，導(dǎo)線規(guī)格一樣；每相繞組在空間的分布規(guī)律一樣。 （3）電角度和機(jī)械角度 電角度等于機(jī)械角度與磁極對數(shù)的乘積： 電角度=P機(jī)械角度 式中P磁極對數(shù)。 （4）極距與

9、節(jié)距y 定子鐵心表面每個(gè)磁極所占的范圍稱為極距，一般用槽數(shù)表示。 若定子槽數(shù)用Z1表示，磁極對數(shù)用P表示，則： 一個(gè)線圈兩個(gè)有效邊在定子鐵心表面跨過的槽數(shù) 稱節(jié)距y0.8 左右時(shí)，電機(jī)的性能最佳。 （5）槽距角 相鄰兩槽之間的電角度稱為槽距角，它表示相鄰兩槽導(dǎo)體中電動(dòng)勢的相位差： （6）每極每相槽數(shù)q 若用m1表示定子的相數(shù)，則每相繞組在每個(gè)磁極下所占有的槽數(shù)為： 1360Zp 112 pmZq PZ21 （7）相帶 每一個(gè)磁極下每相繞組所占的范圍稱為相帶，用電角度表示。一般三相異步電動(dòng)機(jī)都采用60相帶。 2 、三相單層繞組 三相單層繞組的線圈數(shù)只有槽數(shù)的一半，單層繞組可分為同心式、鏈?zhǔn)胶徒徊?/p>

10、式三種。 3、三相雙層繞組 三相雙層繞組可分為疊繞組和波繞組兩大類。任務(wù)二任務(wù)二 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行 教學(xué)目的：教學(xué)目的：1 1、了解三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系。、了解三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系。2 2、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本方程式和等值電路。、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本方程式和等值電路。3 3、熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系。、熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系。4 4、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。5 5、學(xué)習(xí)測試三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性的方法。、學(xué)習(xí)測試三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性的方法。 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行一、三相異步電動(dòng)機(jī)的空載

11、運(yùn)行 1、空載時(shí)的電磁關(guān)系、空載時(shí)的電磁關(guān)系 特點(diǎn)：T幾乎等于T0，恒定運(yùn)行；n=n1，轉(zhuǎn)速很高；I2=0，E2S=0，只有定子繞組產(chǎn)生磁勢。 2、空載時(shí)的電壓方程式、空載時(shí)的電壓方程式 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子每相電壓方程式： 與變壓器的分析方法相似，可寫成 式中， 為勵(lì)磁阻抗，其中 是反映鐵損耗的等效電阻， 是與主磁通 相對應(yīng)的勵(lì)磁電抗。 )()11101EjIUxr（ )(01xrmmjIEzxrmmmjrmxmm 由于電動(dòng)機(jī)的漏阻抗很小，所以在數(shù)值上電壓與電動(dòng)勢近似相等： U1E1=4.44Kw1f1N1 m 式中f1是定子交流電源的頻率，N1是定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)，Kw1是每相繞 組由

12、于短距、分布等原因引 起電動(dòng)勢減小的繞組系數(shù)。 3、空載時(shí)的等值電路、空載時(shí)的等值電路 根據(jù)式，即可畫出三相 異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)某一相的 等值電路，如圖3-6所示。 圖3-6 異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的等值電路 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行二、三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行 1、定轉(zhuǎn)子磁場的關(guān)系、定轉(zhuǎn)子磁場的關(guān)系 電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速為n(r/min)低于同步轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場同向。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)差）為 ，于是在轉(zhuǎn)子繞組中就感應(yīng)出電動(dòng)勢，產(chǎn)生電流，其頻率為： 轉(zhuǎn)子合成磁場相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度為： 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場在空間的旋轉(zhuǎn)速度為： 無論異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化，定、轉(zhuǎn)子的磁場總

13、是相對靜止的。 11snnnn1126060sfpnsnpf11226060snpfspfn112nnsnnn 2 2、電壓方程式、電壓方程式 異步電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載后，定子電流從增大到可列出三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)定子每相繞組的電壓方程式： 與定子繞組的電動(dòng)勢相類似，負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為： 式中 Kw2轉(zhuǎn)子繞組系數(shù); N2轉(zhuǎn)子每相繞組的匝數(shù)。 因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路自成閉路，端電壓U2=0，所以轉(zhuǎn)子的電壓方程式為： 式中r2轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻； 轉(zhuǎn)子每相繞組的漏阻抗，與轉(zhuǎn)子頻率 有 關(guān)。)()11111EjIUxr（mwSkNfE222244. 4 )(2222sssjxIEr。s

14、x22f 3、異步電動(dòng)機(jī)的等值電路 （1）轉(zhuǎn)子頻率的折算 轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組的頻率是一樣的。轉(zhuǎn)子電流的頻率為 ，電阻為r2 ， 漏電抗為x2，轉(zhuǎn)子每相繞組電動(dòng)勢和電流大小為: 而實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，其感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率和大小為： E2s=4.44f2N2Kw2 = 4.44 sf1N2Kw2 =sE2 1fmwkNfE221244. 4xrEI22222212sff m= m 轉(zhuǎn)子漏阻抗為： 轉(zhuǎn)子每相電流大小為： 將轉(zhuǎn)子的實(shí)際電阻r2用等效電阻 代替，等效電阻可以分解為： 異步電動(dòng)機(jī)頻率折算后的定、轉(zhuǎn)子電路如圖3-7所示。22122222sxLsfLfxsIrxrxsrEsxsEEIssS22

15、222222222222222)()(sr22221rssrsr圖3-7 異步電動(dòng)機(jī)頻率折算后的定、轉(zhuǎn)子電路 （2）轉(zhuǎn)子繞組的折算 經(jīng)過繞組折算后，轉(zhuǎn)子每相繞組的電動(dòng)勢為： 式中 電壓比。 根據(jù)磁動(dòng)勢不變的原則，可得折算后的轉(zhuǎn)子電流為： 式中 電流比。 根據(jù)有功功率和無功功率不變的原則，可得折算后的轉(zhuǎn)子電阻和漏電抗為：22221112EkEkNkNEEewwekiwwkIIkNmkNmI221112222ik22rkkier22xkkxie 經(jīng)過頻率和繞組折算后，異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路如圖3-8所示。 圖3-8 異步電動(dòng)機(jī)頻率和繞組折算的定、轉(zhuǎn)子電路 （3）異步電動(dòng)機(jī)的等值電路 圖3-9所示

16、為T形等值電路。圖3-9 T形等值電路 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩關(guān)系三、三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩關(guān)系 從電源輸入的電功率 定子繞組的銅損耗 定子鐵損耗 電源輸入的電功率去除定子繞組上的銅損耗和鐵損耗后，便是定子傳遞給轉(zhuǎn)子回路的電磁功率： 從轉(zhuǎn)子電路看， 轉(zhuǎn)子繞組的銅損耗：1111cos3IUP 12113rIpCu mmFerIp23FeCuMppPP11srIrssrIPM22 2222 23)1(322 223rIPCu 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生的機(jī)械功率，用Pm表示。 轉(zhuǎn)軸上真正輸出的功率，用表示。 可見異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，從電源輸入電功率到轉(zhuǎn)軸上輸出機(jī)械功率的全過程為： 由此可知以下關(guān)系

17、：22 2213rssIpPPCuMmsmmppPP22211PpppppPsmCuFeCu)1 ( :1:2ssPpPmCuM 當(dāng)電磁功率一定，轉(zhuǎn)差率s越小，轉(zhuǎn)子銅損耗越小，機(jī)械功率越大，效率越高。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若s增大，轉(zhuǎn)子銅損耗也增大，電動(dòng)機(jī)易發(fā)熱，效率降低。 電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械功率除以軸上的角速度 就是電磁轉(zhuǎn)矩T，也等于電磁功率PM除以同步角速度 ： 軸上輸出的轉(zhuǎn)矩 T2=T-T0 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，T0很小可忽略，輸出轉(zhuǎn)矩T2與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相平衡，則有： TT2=TL 11MmPPT 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性四、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 圖3-10為三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線。

18、1、轉(zhuǎn)速特性n=f(P2) 隨著P2的增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速n下降，轉(zhuǎn)差率s增大。 2、定子電流特性I1=f(P2) 當(dāng)P2PN時(shí)，由于cos 降低，I1增加更快。 3、定子功率因數(shù)特性 負(fù)載超過額定負(fù) 載時(shí)，由于轉(zhuǎn)差率較大，轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)下降較多，引起定子電流中的無功分量也增大，因此功率因 數(shù) 趨于下降。 2)(cos21Pf圖3-10異步電動(dòng)機(jī)的工作特性1cos 4、電磁轉(zhuǎn)矩特性 T=f(P2) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T=T0,隨著負(fù)載增加，P2增大，由于機(jī)械角速度變化不大，因此電磁轉(zhuǎn)矩T隨P2的變化近似為一條直線。 5、效率特性 )(2Pf%100%100cos3%10022111212sm

19、FeCuppppPPIUPPP任務(wù)三三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)任務(wù)三三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng) 教學(xué)目的：教學(xué)目的：1、了解三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在的問題。、了解三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在的問題。2、熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法。、熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法。3、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法。、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)方法。4、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法。、了解三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法。5、學(xué)會(huì)三相異步電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)方法的、學(xué)會(huì)三相異步電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)方法的的操作使用。的操作使用。 一、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)一、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)

20、常用的啟動(dòng)方法有以下幾種： 1全壓啟動(dòng) 用開關(guān)將額定電壓直接 加到定子繞組上使電動(dòng)機(jī)啟 動(dòng)，就是全壓啟動(dòng)，又稱直 接啟動(dòng)。圖3-11所示是用電 源開關(guān)QS全壓啟動(dòng)的電路。 全壓啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備 簡單，操作方便，啟動(dòng)時(shí)間 短。只要電網(wǎng)的容量允許，應(yīng)盡量采用全壓啟動(dòng)。容量 在10 kW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)一般都采用全壓啟動(dòng)。圖3-11 全壓啟動(dòng)電路 一臺三相異步電動(dòng)機(jī)是否允許全壓啟動(dòng)，各地電力 部門分別有規(guī)定。 此外也可用經(jīng)驗(yàn)公式來確定，若滿足下面公式，則 電動(dòng)機(jī)可以全壓啟動(dòng)。 2三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)減壓啟動(dòng) 三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的額定功率超出了允許全壓啟動(dòng)的范圍，則應(yīng)采用減壓啟動(dòng)。所謂減壓啟

21、動(dòng)，是借助啟動(dòng)設(shè)備將電源電壓適當(dāng)降低后再加到定子繞組上進(jìn)行啟動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高后，再使電壓恢復(fù)到額定值，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。）電動(dòng)機(jī)功率（）變壓器的總?cè)萘浚ǎ╊~定電流（）全壓啟動(dòng)電流（kWkVAAA443 日前常用的減壓啟動(dòng)方法有三種： （1）定子串接電抗器啟動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)在定子電路中串入電抗器，這樣可以降低定子電 壓，限制啟動(dòng)電流，在轉(zhuǎn) 速接近額定值后，將電抗 器切除，使電動(dòng)機(jī)在額定 電壓下開始正常運(yùn)行。 (2)丫啟動(dòng) 三相籠形轉(zhuǎn)子異步電 動(dòng)機(jī)丫啟動(dòng)的電路如 圖3-12所示 。312 Y啟動(dòng)電路 (3)自耦變壓器減壓啟動(dòng) 自耦變壓器減壓啟動(dòng)的電路如圖313所示。 三相自耦變壓器接丫形，

22、用一個(gè)六刀雙擲轉(zhuǎn)換開關(guān)Q來控制自耦變壓器接入或脫離電路。啟動(dòng)時(shí) 把開關(guān)Q扳到啟動(dòng)位置,使三 相交流電源接入自耦變壓器 的一次側(cè)，電動(dòng)機(jī)的定子繞 組接到自耦變壓器的二次側(cè)， 這時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓 低于額定電壓，因而減小了 啟動(dòng) 電流。待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升 高后，把開關(guān)Q從啟動(dòng)位置 迅速扳到運(yùn)行位置，讓定子 繞組直接與電源相接，而自 耦變壓器則與電路脫開。圖3-13自耦變壓器減壓啟動(dòng) 3三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)晶閘管減壓軟啟動(dòng) 上述常用的減壓啟動(dòng)方法，在啟動(dòng)過程中，加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓都是有級 跳躍變化的。如果利用晶閘管控 制交流電每個(gè)周期導(dǎo)通時(shí)間的長 短，使交流電壓從零開始慢慢升 高，將整個(gè)啟

23、動(dòng)過程中的電流自 動(dòng)控制在一個(gè)合適的數(shù)值，例如 兩倍的額定電流。這種啟動(dòng)方法 對電源、電動(dòng)機(jī)和負(fù)載幾乎沒有 沖擊，因此稱為軟啟動(dòng)。圖3-14 是三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)雙向 晶閘管減壓軟啟動(dòng)的電路原理圖。圖3-14晶閘管軟啟動(dòng)電路 4三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)變頻啟動(dòng) 具有變頻調(diào)速裝置的三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，肯定采用減壓變頻啟動(dòng)方法。 5繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng) 籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞 組是短接的，因此無法改變其 參數(shù)來改善啟動(dòng)性能。對于既 要限制啟動(dòng)電流，又要重載啟 動(dòng)的場合，不得不采用繞線轉(zhuǎn) 子異步電動(dòng)機(jī)。 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子 串電阻啟動(dòng)的電路如圖315 所示。圖3-15轉(zhuǎn)子串

24、電阻啟動(dòng) 6繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng) 為了改進(jìn)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)過程中，電阻級數(shù)有限，電流和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的缺點(diǎn)， 可以改用轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟 動(dòng)。頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)是一個(gè) 三相鐵心線圈，其鐵心不用硅 鋼片疊成，而是用3050 mm 厚的鋼板疊成，鐵損耗很大。 鐵心中的渦流損耗和磁滯損耗 都隨頻率而變化。其等效電阻 和線圈的電抗都與頻率有關(guān)， 因此稱為頻敏變阻器。它與繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相接，如圖316所示。圖3-16轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng) 7深槽式和雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī) 將轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動(dòng)的原理應(yīng)用于三相籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，就形成了啟動(dòng)性能較好的深槽式和雙鼠籠異步電動(dòng)機(jī)。這兩種特殊

25、的籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，利用交流電流的集膚效應(yīng)，使電動(dòng)機(jī)剛開始啟動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子頻率，f2較高，轉(zhuǎn)子電流集中在導(dǎo)體表面，等效轉(zhuǎn)子電阻大，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。而正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率f2較低性能與普通籠形轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)差不多。 對于上面所介紹的三相異步電動(dòng)機(jī)的各種啟動(dòng)方法，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量的大小和負(fù)載的輕重大致分為四種情況，來分別選用不同的啟動(dòng)方法。大容量電動(dòng)機(jī)的主要問題是減小啟動(dòng)電流，重載時(shí)的主要問題是增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，往往需要改變運(yùn)動(dòng)方向，如電梯的上下、刨床的來回運(yùn)動(dòng)、起重機(jī)的提升和下放重物，都需要電動(dòng)機(jī)能快速地正反

26、轉(zhuǎn)。 從三相異步電動(dòng)機(jī)的工 作原理可知，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn) 方向取決于定子旋轉(zhuǎn)磁場的 旋轉(zhuǎn)方向。因此只要改變旋 轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，就能使三相 異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。圖317 是利用控制開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電動(dòng) 機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理線路圖。 圖317電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)原理圖 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 制動(dòng)的方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩類。 機(jī)械制動(dòng)通常利用電磁抱閘制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電磁抱閘線圈同時(shí)通電，電磁鐵吸合，使抱閘松開；電動(dòng)機(jī)斷電時(shí)，抱閘線圈同時(shí)斷電，電磁鐵釋放，在彈簧作用下，抱閘把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子緊緊抱住，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。起重機(jī)常用這種方法制動(dòng)。 電氣制動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩

27、，使電動(dòng)機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 常用的電氣制動(dòng)方法有以下幾種： 1、反接制動(dòng) 反接制動(dòng)分為電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)兩種。 （1）電源反接制動(dòng) 電源反接制動(dòng)的電路和原理圖如圖3-18。圖3-18電源反接制動(dòng)的電路和原理圖 電源反接制動(dòng)的機(jī)械特性如圖319所示 反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)電路比較簡單，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，停機(jī)迅速，但制動(dòng)瞬間電流較大，電能消耗也較大，機(jī)械沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)部件，這種制動(dòng)一般用于要求迅速反轉(zhuǎn)的場合。 圖3-19電源反接制動(dòng)的機(jī)械特性 （2）倒拉反接制動(dòng) 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)位勢負(fù)載(即重力負(fù)載)，并在轉(zhuǎn)子回路串入大電阻的時(shí)候，就可能工作在倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)，其機(jī)械特性如圖3-20所

28、示。 圖3-20倒拉反接制動(dòng)機(jī)械特性 2、能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng)的方法是，將運(yùn)行著的異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組從三相交流電源上斷開，立即接到直流電源上，如圖3-21所示。能耗制動(dòng)的機(jī)械特性如圖3-22所示 圖3-21 能耗制動(dòng)的電路和原理圖圖3-22 能耗制動(dòng)的機(jī)械特性 3、回饋制動(dòng) 回饋制動(dòng)又稱再生制動(dòng)或發(fā)電制動(dòng)，主要用在起重設(shè)備中。例如當(dāng)起重機(jī)下放重物時(shí)，因重力的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n超過旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向都發(fā)生了變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，將重物的勢能轉(zhuǎn)換為電能，再同送到電網(wǎng)，所以稱為回饋制動(dòng)或發(fā)電制動(dòng)。任務(wù)四任務(wù)四 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 教學(xué)目的教學(xué)目

29、的：1、了解電動(dòng)機(jī)選用的意義。2、了解電動(dòng)機(jī)選用的基本原則。3、熟悉電動(dòng)機(jī)選用的主要內(nèi)容。 一、電動(dòng)機(jī)選用的基本原則一、電動(dòng)機(jī)選用的基本原則 合理選用電動(dòng)機(jī)的基本原則有以下幾方面： 1、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相匹配。即電動(dòng)機(jī)能夠滿足生產(chǎn)機(jī)械在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性方面的要求，有一定的調(diào)速范圍，具有良好的啟動(dòng)、制動(dòng)性能。 2、電動(dòng)機(jī)在工作過程中，其功率和轉(zhuǎn)矩能得到充分利用。 3、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足安裝要求和適合周圍的工作環(huán)境。如防止灰塵、水滴進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部；防止繞組絕緣受有害氣體的腐蝕；在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中采用防爆結(jié)構(gòu)等。 4、在滿足生產(chǎn)機(jī)械工作性能要求的條件下，盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單、工作可

30、靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的電動(dòng)機(jī)，即性價(jià)比高的電動(dòng)機(jī)。 二、電動(dòng)機(jī)選用的主要內(nèi)容二、電動(dòng)機(jī)選用的主要內(nèi)容 電動(dòng)機(jī)的選用主要包括以下幾個(gè)方面：電動(dòng)機(jī)額定功率(即額定容量)的選擇、電動(dòng)機(jī)種類和結(jié)構(gòu)形式的選擇、電動(dòng)機(jī)額定電壓和額定轉(zhuǎn)速的選擇。其中以電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇最為重要。 1、電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇 確定電動(dòng)機(jī)額定功率的基本依據(jù)是：電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的實(shí)際最高溫度不超過絕緣材料允許的最高溫度，這是保證電動(dòng)機(jī)長期安全運(yùn)行的必要條件。但在實(shí)際分析時(shí)往往考慮的是電動(dòng)機(jī)絕緣材料的溫升，即電動(dòng)機(jī)溫度與周圍環(huán)境溫度之差。電動(dòng)機(jī)的額定功率是按照周圍環(huán)境溫度為40設(shè)計(jì)的，因此，電機(jī)銘牌上所標(biāo)的溫升就是絕緣材料的最高允許

31、溫度與40之差，也稱額定溫升。 2、電動(dòng)機(jī)種類的選擇 為生產(chǎn)機(jī)械選擇電動(dòng)機(jī)的種類，首先要考慮的是電動(dòng)機(jī)的性能是否滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。在這個(gè)前提下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的電動(dòng)機(jī)。 （1）優(yōu)先選用三相異步電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)又可分為籠形轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子兩大類。 （2）直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)異，對于要求在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速和需要準(zhǔn)確位置控制的生產(chǎn)機(jī)械，宜采用直流電動(dòng)機(jī)。 （3）對于驅(qū)動(dòng)功率大、轉(zhuǎn)速恒定、需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的場合，宜選用交流同步電動(dòng)機(jī)，例如大功率水泵、鼓風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、球磨機(jī)等。 3、電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇 電動(dòng)機(jī)按其安裝方式不同可分為臥式和立式兩種。由于立式電動(dòng)機(jī)的價(jià)格較貴所以一般情況下應(yīng)選用臥式電動(dòng)機(jī)。只有當(dāng)需要簡化傳動(dòng)裝置時(shí)，如深井水泵和鉆床等，才使用立式電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)按軸伸端個(gè)數(shù)分為單軸伸和雙軸伸兩種