1、三相異步電動機三相異步電動機徐電培訓中心徐電培訓中心程言秋程言秋 異步電動機異步電動機三相異步電動機的結構與工作原理三相異步電動機的結構與工作原理1、基本結構介紹、基本結構介紹2、旋轉磁場、旋轉磁場3、工作原理分析、工作原理分析4、起動、調速、起動、調速5、特種電動機、特種電動機6、異步電動機的使用、維護及常、異步電動機的使用、維護及常見故障處理見故障處理 電動機電動機直流電動機直流電動機交流電動機交流電動機同步同步異步異步單相單相三相三相三相鼠籠式異步交流三相鼠籠式異步交流電動機電動機三相繞線式異步交流三相繞線式異步交流電動機電動機 電動機是一種將電能轉換成機械電動機是一種將電能轉換成機械能

2、的動力設備，應用十分廣泛。能的動力設備，應用十分廣泛。 電動機簡介電動機簡介導入新課導入新課通過接線盒接通過接線盒接入三相交流電入三相交流電電動機轉動輸出電動機轉動輸出機械轉矩機械轉矩三相異步電動機的三相異步電動機的工作原理工作原理1 1、三相異步電動機的基本結構、三相異步電動機的基本結構 三相異步電動機的結構由定子和轉子兩大部分組成。轉子裝三相異步電動機的結構由定子和轉子兩大部分組成。轉子裝在定子腔內，定、轉子之間有一縫隙，稱為氣隙。按轉子結構不在定子腔內，定、轉子之間有一縫隙，稱為氣隙。按轉子結構不同又可分為籠型和繞線型兩大類。同又可分為籠型和繞線型兩大類。 定子機座定子繞組定子鐵心基本結

3、構基本結構定子定子定子線圈三相異步電動機三相異步電動機三相異步電動機定子繞組的接線方式三相異步電動機定子繞組的接線方式星形連接星形連接 新課講解新課講解三角形連接三角形連接定子繞組在定子繞組在指定接法指定接法下應加的下應加的額定電壓額定電壓線線電電壓壓AZBYXC線線電電壓壓ABCXYZ例：例：380/220 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為380V時采用時采用Y接法；接法；當線電壓為當線電壓為220V時采用時采用 接法。保證每相繞組的電壓接法。保證每相繞組的電壓為為220V鼠籠式轉子二、轉子轉子繞線式轉子轉子繞組是一個與定子繞組具有相同極數(shù)的三相對稱繞組，一般接為星型，繞組的末端接在一起。

4、首端分別到轉軸上的三個與轉軸絕緣的滑環(huán)上，再通過電刷與外電路相連。繞線轉子回路接線示意圖繞線轉子回路接線示意圖轉子 三相定子繞組結構完全對稱，在三相定子繞組結構完全對稱，在定子鐵心空間上互差定子鐵心空間上互差120120電角度。電角度。三相定子繞組流入對稱三相交流電。三相定子繞組流入對稱三相交流電。i iU U= =I Im msintsinti iV V= =I Im msin(t-120sin(t-120) )i iW W= =I Im msin(t-240sin(t-240) )2 2、旋轉磁場、旋轉磁場 p 旋轉磁場的產生旋轉磁場的產生旋轉磁場產生必要條件：旋轉磁場產生必要條件：（1

5、1）三相繞組必須對稱，在定子鐵心空間相差）三相繞組必須對稱，在定子鐵心空間相差120120電角度。電角度。（2 2）通入三相對稱繞組的電流也必須對稱，大小、頻）通入三相對稱繞組的電流也必須對稱，大小、頻率相等，相位相差率相等，相位相差120 120 。 旋轉磁場的旋轉方向與旋轉磁場的旋轉方向與U U、V V、W W接入相序方向相同。接入相序方向相同。結論：結論：正相序時為順時針。反之，則為逆時針。正相序時為順時針。反之，則為逆時針。 電動機的轉向是由接入三相繞組的電流相序決定電動機的轉向是由接入三相繞組的電流相序決定的，只要調換電動機任意兩相繞組所接的電源接線的，只要調換電動機任意兩相繞組所接

6、的電源接線( (相相序序) )，旋轉磁場即反向轉動，電動機也隨之反轉。，旋轉磁場即反向轉動，電動機也隨之反轉。 旋轉磁場的旋轉方向旋轉磁場的旋轉方向三、旋轉磁場的旋轉速三、旋轉磁場的旋轉速度度 三相對稱定子繞組中通入三相對稱交流電產生旋轉磁場，轉速為同步轉速n1，它與電源頻率f和定子繞組的極對數(shù)2p有關。1.當電機為一對極時，電流變化一個周期，旋轉磁場旋轉一周。若交流電頻率為f，則每分鐘變化60f次，旋轉磁勢每分鐘要轉60f周，即n160f（r/min）。即 n1正比于f。2. p1時，電流變化一個周期，旋轉磁場相應旋轉了360電角度，對于p對極電機 ，則旋轉磁場在空間旋轉360/p機械角度，

7、即旋轉了1/p周，即 n1正比于p。總結： n1 、 f、p之間的關系為min)/(601rpfn 三相異步電動機的同步轉速三相異步電動機的同步轉速分）轉/( 601pfn 2p180分）轉/( 50011p360分）轉 /( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉過的空間角度磁場轉過的空間角度同步轉速同步轉速)50(Hzf 1n3p120分）轉/( 0001三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理及分類及分類1.1.轉子感生電流的產生轉子感生電流的產生定子繞組通入三相對稱交流電定子繞組通入三相對稱交流電2.2.轉子電磁力矩的產生轉子電磁力矩的產生轉子導體切割磁力線轉子導體

8、切割磁力線有感生電流的轉子導體在磁場中受電有感生電流的轉子導體在磁場中受電磁力的作用磁力的作用形成順時針方向的電磁轉形成順時針方向的電磁轉矩。于是電動機轉起來了。矩。于是電動機轉起來了。產生感應電動勢及感應電流產生感應電動勢及感應電流旋轉磁場旋轉磁場原理分析二、異步電動機的轉速與轉差率二、異步電動機的轉速與轉差率1.1.感應電動機感應電動機異步電動機導體上的電流是感應產生的，所以異步電異步電動機導體上的電流是感應產生的，所以異步電動機可稱為感應電動機。動機可稱為感應電動機。旋轉磁場的轉速同步轉速旋轉磁場的轉速同步轉速感應電動機的轉速總是小于旋轉磁場的轉速，故稱為感應電動機的轉速總是小于旋轉磁場

9、的轉速，故稱為異步電動機。異步電動機。2.2.轉差率轉差率S S11nnnS)1 (1Snn電動機運行狀態(tài)下：電動機運行狀態(tài)下：0S10S1同步轉速同步轉速n n1 1與轉子轉速與轉子轉速n n之差與同步轉速之差與同步轉速n n1 1之比稱之比稱為轉差率。為轉差率。電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速電動機轉速:n電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機1nn 無轉距無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電動勢（轉子導體不切

10、割磁力線）無轉子電流無轉子電流提示提示：如果如果1nn 轉差率轉差率 的概念：的概念：)(s11nnns異步電機運行中異步電機運行中:06. 001. 0s轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間:1 , 0sn（轉差率最大）（轉差率最大）分析：分析：（1 1）電動機啟動瞬間：）電動機啟動瞬間： n=0 n=0 ，S=1S=1轉子切割相對速度最大轉子切割相對速度最大, ,感應電動勢、感應電流最大。感應電動勢、感應電流最大。定子上啟動電流也很大，可達額定電流的定子上啟動電流也很大，可達額定電流的4 47 7倍。倍

11、。（2 2）空載）空載: :nnnn1 1，S0S0，(0.005)(0.005)定子上空載電流小，約為額定電流的定子上空載電流小，約為額定電流的0.30.30.50.5倍。倍。（3 3）額定狀態(tài)）額定狀態(tài): :S SN N一般在一般在0.010.010.070.07之間。之間。阻力小，轉速高，阻力小，轉速高，轉子感應電動勢、感應電流小。轉子感應電動勢、感應電流小。 有一臺異步電動機，額定轉速為有一臺異步電動機，額定轉速為1440r/min1440r/min，空載，空載轉差率為轉差率為0.0030.003。求該電動機的極數(shù)、同步轉速、空載。求該電動機的極數(shù)、同步轉速、空載轉速轉速n n0 0及

12、額定負載時的轉差率。及額定負載時的轉差率。解：由于異步電動機的額定轉速略小于同步轉速，所解：由于異步電動機的額定轉速略小于同步轉速，所以同步轉速應為：以同步轉速應為：1500r/min。min/150025060601rpfn磁極對數(shù)應為磁極對數(shù)應為2 2對，即對，即4 4極極空載轉速：空載轉速：min/1495)003. 01 (1500)1 (10rSnn額定轉差率：額定轉差率：04. 015001440150011nnnSN例題：例題：2.2.5 異步電機的三種運行狀態(tài)異步電機的三種運行狀態(tài)1 1、 電動機運行狀態(tài)電動機運行狀態(tài) (0nn1,0s1)(0nn1,0sn1,sn1,s0)（

13、1 1）外力拖動轉子轉速高于同步速）外力拖動轉子轉速高于同步速（2 2）轉子導條切割磁場的方向與電動機時相反）轉子導條切割磁場的方向與電動機時相反（3 3）轉子導條電磁轉矩的方向）轉子導條電磁轉矩的方向（4 4）電機從原動機吸收機械功率，輸出電動率）電機從原動機吸收機械功率，輸出電動率3 3、 電磁制動狀態(tài)電磁制動狀態(tài)(n1)(n1)總結：p定子三相對稱繞組通三相對稱電流旋轉磁場，n1轉子導體切割磁力線產生感應電勢產生轉子電流轉子導體受電磁力作用形成轉矩轉子轉動，n n1 ，異步運行異步運行。p轉差率 11nnnsp 0s11. 感應：轉子靠定子旋轉磁場切割感應感應：轉子靠定子旋轉磁場切割感應

14、電流從而產生電磁轉矩；電流從而產生電磁轉矩； 結論：結論：異步異步2. 轉子比磁場轉得慢轉子比磁場轉得慢1nn4-6 4-6 三相異步電動機的啟動三相異步電動機的啟動一、概述一、概述1.1.啟動啟動電動機加入電壓開始轉動到正常運轉為止的過程。2.2.啟動要求啟動要求（1）電動機應有足夠大的啟動轉矩，以使啟動時間短。（2）保證足夠的啟動轉矩前提下，啟動電流盡可能小。（3）轉速盡可能平滑上升，減少對電動機和負載的沖擊。（4）啟動設備簡單、經濟、可靠、維護方便。啟動電流盡可能小。啟動電流盡可能小。為什么？為什么？4 三相異步機的起動三相異步機的起動stI起動電流起動電流 ：中小型鼠籠式電機起動電流為

15、額定電流的中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7 倍。倍。0n定子電流定子電流 原因：起動時原因：起動時 ，轉子導條切割磁力線速度很大。，轉子導條切割磁力線速度很大。轉子感應電勢轉子感應電勢轉子電流轉子電流大電流使電網電壓降低大電流使電網電壓降低 影響其他負載工作影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱電機過熱影響：影響：過大的電磁力使定子繞組端部變形過大的電磁力使定子繞組端部變形 p起動要求： 起動電流盡量小，以減小對電網的沖擊；p起動轉矩盡量大，以縮短起動時間；p起動設備簡單，可靠。起動kstZUxxrrUI12212211)()(75IIkNstim2c

16、os起動電流：起動電流：n=0,S=1n=0,S=1時的電流。時的電流。起動電流倍數(shù)：起動電流倍數(shù)：起動轉矩不大的原因：起動轉矩不大的原因：1 1） 減少；減少； 使使TstTst不大。不大。減小；減小；三相異步機的起動方法：三相異步機的起動方法：（1） 直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般 采用直接起動。采用直接起動。（2） 降壓起動。降壓起動。Y 起動起動自耦降壓起動自耦降壓起動（3）轉子串電阻起動（繞線式電機）。）轉子串電阻起動（繞線式電機）。以下介紹以下介紹Y 起動和轉子串電阻起動。起動和轉子串電阻起動。（鼠籠式電機）（鼠籠式電機）1、Y 起

17、動：起動： 正常正常運運行行l(wèi)UAZBYXClI 起動起動ABCXYZlUlYIZUIllY33ZUIll設：電機每相阻抗為設：電機每相阻抗為z31llYIIAZBYXC正常正常運行運行UPABCXYZ起起動動UPStstYTT31PPUU31（2）Y 起動應注意的問題：起動應注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。 所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合)(2UTSTY 起動起動也時ststTI,。優(yōu)點：設備簡單，體積小，價格低廉，可做成自動切換，維修方便。優(yōu)點：設備簡單，體積小，價格低廉，可做成自動切

18、換，維修方便。缺點：啟動電壓只能降到，不能調節(jié)。故可用于輕載下啟動。缺點：啟動電壓只能降到，不能調節(jié)。故可用于輕載下啟動。（1）自耦變壓器（補償器）降壓啟動啟動時，開關將自耦變壓器接入電路。啟動后，開關將自耦變壓器切除。優(yōu)點：不同抽頭可供不同負載啟動選擇。缺點：缺點：體積大、價格高、質量重。啟動電流下降到1K2倍。啟動轉矩下降到1K2倍。4-6 4-6 三相異步電動機的啟動三相異步電動機的啟動自耦變壓器降壓啟動p優(yōu)點：一般有三個抽頭，有不同的選者。為滿足不同負載要求，自耦變壓器的副繞組一般有三個抽頭，分別為電源電壓的40%，60%，和80%（或55%，64%，73%）供選擇使用。p 缺點：設備

19、費用較高。ststIkI21ststTkT21 三、繞線轉子電動機的啟動三、繞線轉子電動機的啟動. .轉子串接電阻啟動轉子串接電阻啟動啟動前，開關將最大電阻串入轉子電路。優(yōu)點：優(yōu)點：既減小了啟動電流，又加大了啟動轉矩，適合重載啟動。電動機啟動電流減小，啟動轉矩加大。隨電動機轉速提高，開關（分檔）逐漸減小串入轉子電路的電阻，直到切除。缺點：缺點：控制設備復雜、投資大，啟動時串入電阻消耗能量。且啟動過程中存在電流和機械上的沖擊，非平滑啟動。缺點：由于串入電抗器，功率因數(shù)下降，啟動轉矩較小，不適合重載啟動。2.2.轉子串接頻敏變阻器啟動轉子串接頻敏變阻器啟動工作原理：啟動過程中，f2由大變小，轉子電

20、路中串入電抗器，電抗的大小隨f2的變小而變小，從而做到平滑啟動。優(yōu)點：結構簡單，使用方便，壽命長，能平滑、恒轉矩啟動。4-6 4-6 三相異步電動機的啟動三相異步電動機的啟動轉子串電阻起動轉子串電阻起動定子定子RRR線繞式轉子線繞式轉子起動時將適當?shù)钠饎訒r將適當?shù)腞串入轉子繞組中，起動后將串入轉子繞組中，起動后將R短路。短路。1222202202)(IIRXREIst方法：方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉。和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉。 三相異步電動機的正、反轉三相異步電動機的正、反轉正轉正轉反轉反轉A B CM3電電 源源ABCM3電電 源源制動方法：制動方法： 1.

21、抱閘：抱閘：加機械抱閘；加機械抱閘； 2. 反接制動：反接制動：停車時，將電動機接電源的意停車時，將電動機接電源的意兩相反接，使電動機由原來的旋轉方向反過來，兩相反接，使電動機由原來的旋轉方向反過來，以達制動的目的；以達制動的目的； 三相異步電動機的制動三相異步電動機的制動反接制動時，定子旋轉磁場與轉子的相對轉速很大。反接制動時，定子旋轉磁場與轉子的相對轉速很大。為限制電流，在制動時要在定子或轉子中串電阻。為限制電流，在制動時要在定子或轉子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成即切割磁力線的速度很大，造成 ，引起，引起 。2I1I注意：注意： 4.發(fā)電反饋制動：發(fā)電反饋制動： 令電機轉子的轉速

22、超過令電機轉子的轉速超過 旋轉磁場的同步轉速，便旋轉磁場的同步轉速，便 會產生制動轉矩。會產生制動轉矩。M3+-運行運行制動制動n F轉子轉子3. 能耗制動：能耗制動：停車時，斷開交流電源，接至直流停車時，斷開交流電源，接至直流 電源上，產生制動轉矩；電源上，產生制動轉矩；n Fno轉速公式：轉速公式：n n= =n ns s(1-(1-S S)=60)=60f f1 1(1-(1-S S)/)/p p 調速方法包括：調速方法包括：一、改變定子繞組磁極對數(shù)一、改變定子繞組磁極對數(shù)p p變極調速變極調速( (籠型）籠型）二、改變電動機的轉差率二、改變電動機的轉差率S S轉子串電阻，或改變定子繞組

23、上的電壓。缺點：電動機繞組引出頭多，轉速只能有級調節(jié)（級數(shù)少），且只適用于籠型轉子。1.1.變阻調速變阻調速優(yōu)點：所需設備簡單。三相異步電動機的調速三相異步電動機的調速2.2.變壓調速變壓調速主要應用于起重、運輸機械的調速。變阻調速是通過改變電動機轉子電路的外接電阻實現(xiàn)的，因此只適用于繞線轉子電動機的調速。三、三、 改變供給電動機電源的頻率改變供給電動機電源的頻率f1f1變頻調速變頻調速（1）恒磁通調速。又稱恒轉矩調速，應用最廣。主磁通保持不變，即U1/f1為常數(shù)。會造成啟動困難。（2）恒電流控制。（3）恒功率控制。優(yōu)點：質量輕，體積小，慣性小，效率高，便于程控，是目前交流調速的方向。三相異步

24、電動機的調速三相異步電動機的調速 三相異步電動機的調速三相異步電動機的調速pfsnsn1060111. 改變極對數(shù)改變極對數(shù) 有級調速。有級調速。p2. 改變轉差率改變轉差率 s無級調速無級調速調速方法：調速方法：0Tn2R2R0ST2R2R22RR 3. 改變電源頻率改變電源頻率 (變頻調速變頻調速) 無級調速無級調速1f變頻電源變頻電源 可變可變Uf ,Hz50pfsnsn106011 此種調速方法發(fā)展很快，且調速性能較好。其主此種調速方法發(fā)展很快，且調速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。成）。3.4 單相異步電動機

25、單相異步電動機3.4.1 單相異步電動機的工作原理單相異步電動機的工作原理結構：結構：定子放單相繞組（其中通單相交流電）；定子放單相繞組（其中通單相交流電）； 轉子一般用鼠籠式。轉子一般用鼠籠式。定子定子轉子轉子 定子定子繞組繞組定子中通入單相交定子中通入單相交流電后，形成流電后，形成脈動脈動磁場磁場。其磁感應強。其磁感應強度按正弦分布，且度按正弦分布，且隨時間按正弦變化。隨時間按正弦變化。單相異步電動機的特點單相異步電動機的特點：（1）自身沒有起動轉矩）自身沒有起動轉矩 .F轉子導條轉子導條及電流及電流 當定子繞組產生的合成磁場增加時，根據(jù)右手螺當定子繞組產生的合成磁場增加時，根據(jù)右手螺旋定

26、則和左手定則，可知轉子導條左、右受力大小旋定則和左手定則，可知轉子導條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉矩。相等方向相反，所以沒有起動轉矩。（2）轉子借助其它力量轉動后，外力去除后仍按原方）轉子借助其它力量轉動后，外力去除后仍按原方 向繼續(xù)轉動。向繼續(xù)轉動。其原理分析如下：其原理分析如下： 定子繞組產生的脈動磁場（定子繞組產生的脈動磁場（ ），可用），可用正、反兩個正、反兩個旋轉磁場合成而等效。即：旋轉磁場合成而等效。即：- + -= + -= mt m 脈動磁場的分解脈動磁場的分解 - + + - 02s121ss1T2T正反向旋轉磁場的合成轉矩特性正反向旋轉磁場的合成轉矩特性合成轉

27、矩合成轉矩s起動轉矩起動轉矩為零。為零。01s22s21s（正向）（正向）（反向）（反向）正正轉轉轉轉反反電容分相式起動電容分相式起動3.4.2 單相異步電動機的起動單相異步電動機的起動KDU1I2ICWSTW: 主繞組主繞組ST：啟動繞組：啟動繞組K：離心開關：離心開關啟動時開關啟動時開關K閉合，使兩閉合，使兩繞組電流繞組電流 相位差約相位差約為為90，從而產生旋轉磁，從而產生旋轉磁場，電機轉起來；轉動正場，電機轉起來；轉動正常以后離心開關被甩開，啟常以后離心開關被甩開，啟動繞組被切斷。動繞組被切斷。21II、工作原理工作原理罩極式單相電機罩極式單相電機定子定子磁極磁極轉子轉子短路短路環(huán)環(huán)

28、定子通入電流以后，部分磁定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產生通穿過短路環(huán)，并在其中產生感應電流。短路環(huán)中的電流阻感應電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產生的部分和沒有短路環(huán)部分產生的磁通有了相位差，從而形成旋磁通有了相位差，從而形成旋轉磁場，使轉子轉起來。轉磁場，使轉子轉起來。 圖中電機的轉動方向：瞬時針圖中電機的轉動方向：瞬時針旋轉。因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的旋轉。因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領先。磁通領先。特種異步電動機p深槽轉子異步電動機p雙鼠籠式轉子異步電動機深槽轉子異步電動機p結構

29、特點，工作原理結構特點，工作原理p深槽式異步電動機的轉子槽深而窄，槽深與槽寬之比達到1012或以上。(a)槽漏磁分布槽漏磁分布 (b)導條內電流密度分布導條內電流密度分布 (c)導條的有效截面導條的有效截面深槽式轉子導條中電流的集膚效應深槽式轉子導條中電流的集膚效應深槽轉子異步電動機p工作原理工作原理p當轉子導條中流過電流時，與導條底部相交鏈的漏磁通比槽口部分相交鏈的漏磁通多得多，則越靠近槽底的導體具有越大的漏電抗，而越接近槽口部分的導體的漏電抗越小。p在電動機起動時，轉子電流的頻率較高， = 50 Hz，轉子導條的漏電抗較大，因此，各部分導體中電流的分配將主要決定于漏電抗，漏電抗越大則電流越

30、小。這樣在由氣隙主磁通所感應的相同電動勢的作用下，導條中靠近槽底處的電流密度將很小，而越靠近槽口則越大，這種現(xiàn)象稱為電流的“集膚效應”， “集膚效應”的效果相當于減小了導條的高度和截面，增大了轉子電阻，限制了起動電流，增大了起動轉矩，從而滿足了起動的要求。21ff深槽轉子異步電動機p工作原理工作原理p當起動完畢，電動機正常運行時，由于轉子電流頻率很低，一般為13 Hz，轉子導條的漏電抗比轉子電阻小得多，各部分導體中電流的分配將主要決定于電阻。由于各部分導體電阻相等，導條中的電流將均勻分布，“集膚效應”基本消失，轉子導條電阻恢復(減小)為自身的直流電阻。可見，正常運行時，轉子電阻能自動變小，從而

31、滿足了減小轉子銅損耗，提高電動機效率的要求。12sff 雙鼠籠轉子異步電動機p結構特點，工作原理結構特點，工作原理p雙籠型異步電動機的轉子上有兩套籠，即上籠和下籠，上籠導條截面積較小，并用黃銅或鋁青銅等電阻系數(shù)較大的材料制成，電阻較大；下籠導條的截面積較大，并用電阻系數(shù)較小的紫銅制成，電阻較小 。顯然下籠交鏈的漏磁通要比上籠多得多，因此下籠的漏電抗也比上籠的大得多。 雙鼠籠轉子異步電動機p工作原理工作原理p起動時，轉子電流頻率較高，轉子漏電抗大于電阻，上、下籠的電流分配主要決定于漏電抗，由于“集膚效應”下籠的漏電抗比上籠的大得多，電流主要從上籠流過。因此起動時上籠起主要作用，由于它的電阻較大，

32、可以產生較大的起動轉矩，限制起動電流，所以常把上籠稱為起動籠。p正常運行時，轉子電流頻率很低，轉子漏電抗遠比電阻小，上、下籠的電流分配決定于電阻，于是電流大部分從電阻較小的下籠流過，產生正常運行時的電磁轉矩，所以把下籠稱為運行籠。異步電動機的使用、維護及常見故障處理異步電動機的使用、維護及常見故障處理 p電動機起動前的準備：電動機起動前的準備：p (1)檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜起動。起動。p(2)檢查起動裝置是否完好，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接檢查起動裝置是否完好，如零部件有無損壞，使用

33、是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、牢固等。觸是否良好，接線是否正確、牢固等。p(3)熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。p(4)電動機接線盒上接頭有無松動或氧化。電動機接線盒上接頭有無松動或氧化。p(5)檢查傳動裝置，如皮帶松緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、檢查傳動裝置，如皮帶松緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否牢固等。銷子是否牢固等。p(6)轉動電動機轉子和負載機械的轉軸，看其轉動是否靈活，有無摩擦聲轉動電動機轉子和負載機械的轉軸，看其轉動是否靈活，有無摩擦聲或其他異聲。或其他異聲。p(7)用用

34、500V兆歐表測量電動機相間及對地的絕緣電阻。所測得的絕緣電兆歐表測量電動機相間及對地的絕緣電阻。所測得的絕緣電阻值應不小于阻值應不小于0.5M ，若小于，若小于0.5M時，電動機必須經過干燥處理或進時，電動機必須經過干燥處理或進行返修后方能使用。行返修后方能使用。異步電動機起動中的注意事項p(1)電動機在通電試運行時必須提醒在場人員注意，不應站在電動電動機在通電試運行時必須提醒在場人員注意，不應站在電動機及被拖動設備的兩側，以免旋轉物切向飛出造成人身傷害。機及被拖動設備的兩側，以免旋轉物切向飛出造成人身傷害。 p(2)接通電源后，若電動機出現(xiàn)起動緩慢、異常聲音、不能起動等接通電源后，若電動機

35、出現(xiàn)起動緩慢、異常聲音、不能起動等不正常情況，應立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查不正常情況，應立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動機故障，否則將會燒毀電動機和發(fā)生危險。電動機故障，否則將會燒毀電動機和發(fā)生危險。p(3)起動時應注意觀察電動機、傳動裝置、負載機械的工作情況，起動時應注意觀察電動機、傳動裝置、負載機械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異常現(xiàn)象，應立即斷電以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異常現(xiàn)象，應立即斷電檢查，待故障排除后，再進行起動。檢查，待故障排除后，再進行起動。p(4)使用雙投閘刀起動、星使用雙投閘刀起動、星三角形起動器或自耦降壓

36、起動器時，三角形起動器或自耦降壓起動器時，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到起動位置，待電動機轉特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到起動位置，待電動機轉速穩(wěn)定后再拉到運轉位置，防止誤操作造成設備和人身事故。速穩(wěn)定后再拉到運轉位置，防止誤操作造成設備和人身事故。p(5)同一線路上的電動機不應同時起動，一般應由大到小逐臺起動，同一線路上的電動機不應同時起動，一般應由大到小逐臺起動，以免多臺電動機同時起動引起線路上電流太大，電壓降低過多，造以免多臺電動機同時起動引起線路上電流太大，電壓降低過多，造成電動機起動困難或使開關設備跳閘。成電動機起動困難或使開關設備跳閘。p(6)一臺電動機多次連續(xù)起動

37、時，應按制造廠規(guī)定，保持適當?shù)拈g一臺電動機多次連續(xù)起動時，應按制造廠規(guī)定，保持適當?shù)拈g隔時間，以防止電動機過熱，連續(xù)起動一般不宜超過隔時間，以防止電動機過熱，連續(xù)起動一般不宜超過35次。次。(7)檢查電動機及起動電器外殼是否接地，接地線有檢查電動機及起動電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。(8)搬開電動機周圍的雜物并清除機座表面灰塵、油搬開電動機周圍的雜物并清除機座表面灰塵、油垢等。垢等。(9)檢查負載機械是否妥善地作好了起動準備。檢查負載機械是否妥善地作好了起動準備。(10)詳細核對電動機銘牌上所載各項數(shù)據(jù)，如功率，詳細核對電動機銘牌

38、上所載各項數(shù)據(jù)，如功率，電壓、轉速等，是否和實際使用要求相符；檢查電電壓、轉速等，是否和實際使用要求相符；檢查電動機定子繞組連接方法是否正確。動機定子繞組連接方法是否正確。(11)核對起動設備的規(guī)格、容量是否和電動機使用的核對起動設備的規(guī)格、容量是否和電動機使用的要求相符。要求相符。(12)應先作空載運轉檢查，檢查旋轉方向是否正確。應先作空載運轉檢查，檢查旋轉方向是否正確。若旋轉方向反了，應立即切斷電源，將三相電源中若旋轉方向反了，應立即切斷電源，將三相電源中任意兩相對調，即可改變電動機轉向。任意兩相對調，即可改變電動機轉向。電動機運行中的監(jiān)視p1監(jiān)視電動機的溫度，檢查電動機的通風是否良好監(jiān)視

39、電動機的溫度，檢查電動機的通風是否良好p2監(jiān)視電動機的電流監(jiān)視電動機的電流p3監(jiān)視電源電壓監(jiān)視電源電壓p4注意電動機的振動、響聲和氣味注意電動機的振動、響聲和氣味p5傳動裝置的檢查傳動裝置的檢查p6注意軸承的工作情況注意軸承的工作情況p7注意繞線式電動機電刷與集電環(huán)之間出現(xiàn)的火花注意繞線式電動機電刷與集電環(huán)之間出現(xiàn)的火花電動機的定期檢查和保養(yǎng) p(1)及時清除電動機機座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃一次。p(2)經常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。p(3)定期測量電動機的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕，更應經常測量。p(4)定期用煤油清洗軸承，并更換新潤滑油。p(5)定期檢查起

40、動設備，查看觸頭和接線有無燒傷、氧化，接觸是否良好等。p(6)絕緣情況的檢查。電動機在使用中，應經常檢查絕緣電阻，注意查看電動機機殼接地是否可靠。p(7)除了按上述幾項內容對電動機定期維護外，運行一年后要大修一次。異步電動機的常見故障現(xiàn)象、原因有處理方法故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象可能原因可能原因處理方法處理方法電動機不能起動，電動機不能起動，且沒有任何且沒有任何聲響聲響(1)(1)電源沒電；電源沒電；(2)(2)溶絲熔斷兩相以上；溶絲熔斷兩相以上；(3)(3)電源線有兩相或三相斷線或電源線有兩相或三相斷線或接觸不良；接觸不良；(4)(4)開關或起動設備有兩相以上開關或起動設備有兩相以上接觸不良接觸不良(

41、1)(1)接通電源；接通電源；(2)(2)更換熔絲；更換熔絲；(3)(3)找出故障處，重新刮凈、接好找出故障處，重新刮凈、接好；(4)(4)查出接觸不良處，予以修復查出接觸不良處，予以修復 電動機不能起電動機不能起動且有嗡嗡動且有嗡嗡聲響聲響(1)(1)電源線有一相斷線；電源線有一相斷線；(2)(2)熔絲熔斷一相；熔絲熔斷一相；(3)Y(3)Y形接法電機繞組有一相斷形接法電機繞組有一相斷線，形接法繞組有一相或線，形接法繞組有一相或兩相斷線；兩相斷線；(4)(4)定、轉子相擦；定、轉子相擦；(5)(5)負載機械卡死；負載機械卡死；(6)(6)軸承損壞；軸承損壞；(7)(7)電壓太低電壓太低(1)

42、(1)查出斷線處，重新接好；查出斷線處，重新接好；(2)(2)更換熔絲；更換熔絲；(3)(3)檢查繞組斷線處，重新修好；檢查繞組斷線處，重新修好；(4)(4)找出相擦原因，予以排除；找出相擦原因，予以排除；(5)(5)檢查負載機械及傳動裝置；檢查負載機械及傳動裝置；(6)(6)更換軸承；更換軸承；(7)(7)電源線太細，起動壓降太大，電源線太細，起動壓降太大，應更換粗導線，設法提高電壓應更換粗導線，設法提高電壓電動機起動時熔絲熔斷(1)定子繞組一相反接；(2)定子繞組有短路或接地故障；(3)負載機械卡住；(4)起動設備操作不當；(5)傳動皮帶太緊；(6)軸承損壞；(7)熔絲過細；(8)單相起動

43、(l)分清三相首尾，重新接好；(2)檢查繞組短路和接地處，重新修好；(3)檢查負載機械和傳動裝置；(4)糾正操作方法；(5)把皮帶調整得松緊適當；(6)更換軸承；(7)合理選用熔絲電動機起動困難，起動后轉速較低(1)電源電壓過低；(2)定子繞組有短路或接地；(3)轉子籠條或端環(huán)斷裂；(4)電動機過載；(5)將形按法的電動機錯接為Y形接法(1)調整電壓或等線路電壓正常時再使用電動機；(2)檢查繞組短路、接地處，予以修復；(3)重新鑄鋁或另換轉子；(4)減輕負載；(5)按正確接法改接過來故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象可能原因可能原因處理方法處理方法電動機三相電流不平橫，電動機三相電流不平橫，且溫度過高，甚至冒煙

44、且溫度過高，甚至冒煙(1)(1)電源電壓不平衡；電源電壓不平衡；(2)(2)繞組有短路和接地；繞組有短路和接地；(3)(3)重換繞組后，部分繞組接線錯誤；重換繞組后，部分繞組接線錯誤；(4)(4)電動機單相運轉電動機單相運轉(1)(1)查出線路電壓不平衡的原因，予以排除；查出線路電壓不平衡的原因，予以排除；(2)(2)檢查短路、接地處，并予以修復；檢查短路、接地處，并予以修復；(3)(3)查出接錯處，改接過來；查出接錯處，改接過來；(4)(4)檢查線路或繞組的中斷或接觸不良處，并重新接檢查線路或繞組的中斷或接觸不良處，并重新接好好電動機三相電流同時增電動機三相電流同時增大，溫度過高，甚至冒大，

45、溫度過高，甚至冒煙煙(1)(1)電源電壓過高；電源電壓過高；(2)(2)電動機過載；電動機過載；(3)(3)接法錯誤；接法錯誤；(4)(4)起動頻繁起動頻繁(1)(1)調整線路電壓或等電壓正常時再工作；調整線路電壓或等電壓正常時再工作；(2)(2)減輕負載；減輕負載；(3)(3)改接過來；改接過來；(4)(4)減少起動次數(shù)或改用其他合適類型的電動機減少起動次數(shù)或改用其他合適類型的電動機電流沒有超過額定值，電流沒有超過額定值，但電動機溫度過高但電動機溫度過高(1)(1)環(huán)境溫度過高；環(huán)境溫度過高；(2)(2)電動機受太陽直接曝曬；電動機受太陽直接曝曬；(3)(3)通風不暢；通風不暢；(4)(4)

46、電動機灰塵、油泥過多，影響散熱電動機灰塵、油泥過多，影響散熱(1)(1)設法降低環(huán)境溫度或降低電機容量使用；設法降低環(huán)境溫度或降低電機容量使用；(2)(2)應增加遮陽設施；應增加遮陽設施；(3)(3)清理風道或搬開影響通風的障礙物；清理風道或搬開影響通風的障礙物；(4)(4)清除灰塵、油泥清除灰塵、油泥電動機有不正常的振動電動機有不正常的振動(1)(1)電動機基礎不穩(wěn)固或校正不好；電動機基礎不穩(wěn)固或校正不好；(2)(2)風扇葉片損壞造成轉子不平衡；風扇葉片損壞造成轉子不平衡；(3)(3)軸彎或有裂紋軸彎或有裂紋(4)(4)傳動皮帶接頭不好；傳動皮帶接頭不好；(5)(5)電動機單相運轉；電動機單

47、相運轉；(6)(6)繞組有短或路或接地；繞組有短或路或接地；(7)(7)并聯(lián)繞組有支路斷路；并聯(lián)繞組有支路斷路；(8)(8)轉子籠條或端環(huán)斷裂轉子籠條或端環(huán)斷裂(1)(1)加固基礎或重新校正；加固基礎或重新校正；(2)(2)更換風扇或設法校正轉子；更換風扇或設法校正轉子；(3)(3)更換新軸或校正彎軸；更換新軸或校正彎軸；(4)(4)重新接好；重新接好；(5)(5)查找線路或繞組的斷線和接觸不良處，并予以修查找線路或繞組的斷線和接觸不良處，并予以修復；復；(6)(6)查找短路和接地處，并予以修復查找短路和接地處，并予以修復(7)(7)查出斷線處，予以修復；查出斷線處，予以修復；(8)(8)重新

48、鑄鋁或另換轉子重新鑄鋁或另換轉子思考題p1、異步電動機的主要結構部件和各部分的作用p2、定子三相繞組通入正序和負序電流時，磁場的旋轉方向有何不同？繪圖說明。p3、異步電動機的基本工作原理是什么？電動機的轉向取決于什么？如何實現(xiàn)異步電動機的反轉？p4 、異步電動機轉子的轉速為什么一定低于定子旋轉磁場的轉速?何謂轉差率?p5、深槽和雙鼠籠式轉子異步電動機怎樣改善啟動性能？p6、異步電動機的常見故障現(xiàn)象、原因及處理方法。p7、鼠籠式異步電動機的啟動方法有哪些？各有何優(yōu)缺點？p8、異步電動機的調速方法有哪些？各有何優(yōu)缺點？雙饋水冷異步發(fā)電機知識交流內容p雙饋異步發(fā)電機的主要參數(shù)p雙饋異步發(fā)電機的定義及

49、系統(tǒng)組成p雙饋異步發(fā)電機的結構p雙饋異步發(fā)電機的日常維護p雙饋異步發(fā)電機的日常維護p雙饋異步發(fā)電機故障診斷與處置p雙饋異步發(fā)電機主要備品、備件一、雙饋異步發(fā)電機的基本參數(shù)p工作制： 連續(xù) p相數(shù)： 三相p額定功率： 1520 KWp額定轉速： 1800 r/minp轉速范圍： 1000-2000 r/minp中心高： 500 mm p額定功率下的效率：96.5%p額定功率因數(shù)： 1p定子繞組連接方式：三角形p定子電壓： 690 Vp定子額定電流： 1064 Ap定子額定頻率： 50 Hzl轉子類型： 繞線式 l轉子繞組接線方式：星型l轉子額定電壓： 419 Vl轉子堵轉電壓： 2018 Vl最

50、大轉子電流： 450 Al絕緣等級： H 級 l結構型式： IM B3l極數(shù)： 4 極l冷卻方式： 機殼水泠l繞組溫升限值： 105 Kl轉向： 從輸出軸方向觀察為逆時針l防護等級： IP54l重量： 不大于 6350 kg 雙饋異步發(fā)電機的定義： 雙饋異步發(fā)電機是恒頻發(fā)電機的一種，發(fā)電機的定子和轉子直接或間接與電網相連，并進行能量交換。 雙饋異步風力發(fā)電機系統(tǒng)組成如下頁圖所示，圖中省略了變壓器、濾波器等構件。其中定子通過并網開關直接接入電網，轉子通過變頻器接入電網。轉子上裝配有光電編碼器。雙饋異步發(fā)電機的系統(tǒng)組成圖 當發(fā)電機轉速小于定子旋轉磁場同步轉速時，發(fā)電機處于亞同步狀態(tài)，此時轉子通過變

51、頻器從電網中吸收功率，定子直接饋送電能給電網； 當發(fā)電機轉速大于 旋轉磁場的同步轉速時，發(fā)電機處于超同步運行狀態(tài)，此時轉子通過變頻器饋送電能給電網，定子直接饋送電能給電網； 當發(fā)電機轉速等于旋轉磁場的同步轉速時，發(fā)電機作為同步電機運行，轉子有功幾乎為零，既不從電網吸收功率也不向電網饋送有功。變頻器向轉子提供接近于直流的無功勵磁電流。 當發(fā)電機轉速變化時，通過調整轉子的頻率響應變化，可使定子電流頻率保持恒定不變，即與電網頻率保持一致，實現(xiàn)了變速恒頻控制。3.1 定子（圖片） 機座為焊接結構，內部鐵芯疊壓后由軸向扣片拉緊；定子線圈為3相成型線圈，嵌線后整體真空壓力浸漆，絕緣等級H；三相繞組由電纜線

52、引出后固定在機座上的大接線盒內。 3.2 轉子 轉子為繞線式，轉子鐵心采用壓力安裝在軸上；轉子繞組為波形繞組，繞組K、L、M端頭通過軸孔引出后與非傳動端滑環(huán)連接。 軸上安裝有接地碳刷，碳刷裝置于滑環(huán)室內，碳刷磨損到限后會帶動微動開關給出報警信號。 光電編碼器安裝于非傳動端的軸頭。 三、雙饋異步發(fā)電機的結構3.3 加熱器 電機裝配有4個供電電壓為220V功率為150W的電加熱器。電加熱器的電源線已引至輔助接線盒中。具體接線位置可參考接線盒蓋板背部的接線圖。 注意事項：注意事項： 1）為了電機獲得加熱一致性，每干燥）為了電機獲得加熱一致性，每干燥20分鐘將電機轉子轉分鐘將電機轉子轉1/4。 2）每

53、小時測量一次絕緣電阻。）每小時測量一次絕緣電阻。 4）電機正常工作時，必須斷開加熱器的電源）電機正常工作時，必須斷開加熱器的電源3.4 端蓋、軸承 端蓋采用鑄造結構，軸承采用進口SKF絕緣深溝球軸承。3.6 滑環(huán)室 滑環(huán)室裝在電機外部的非傳動端，防護等級為IP23；滑環(huán)裝在軸上，刷架系統(tǒng)裝配于滑環(huán)室內，然后固定在非傳動端端蓋上，用傳感器監(jiān)控主電刷和軸接地電刷的磨損，外接信號電纜固定于輔助接線盒內。3.7 接線盒 定、轉子接線盒均位于電機傳動端頂部，從右側出線（從傳動端看）。 定子接線盒出線每相3根， 用M12的螺栓緊固。 轉子接線盒出線每相1根，用M16的螺栓緊固。 輔助接線盒安裝在定子接線盒

54、的的側板上(定子出線側的對邊)。3.8 電器連接 發(fā)電機定子、轉子三相繞組由外接電纜引出固定于接線盒內。 加熱器、注油泵、冷卻風包等電源線及PT100溫度傳感器、碳刷磨損報警等信號線均接于輔助接線盒內。具體接線位置可參考接線盒蓋板背部的接線圖。定子接線盒示意圖轉子接線盒示意圖輔助接線盒示意圖四、啟動、開機p第一次啟動之前或長時間不運行或放置之后啟動前，應立即測量絕緣電阻值。經過運輸、儲存或裝機后，有可能有潮氣進入，而造成電阻值降到最小絕緣電阻以下。p用1000 V兆歐表測量定、轉子絕緣電阻：p最小絕緣電阻 冷態(tài)：（約20） Risk=10Mp如果測量值達不到要求的最小值，不要啟動電機，應對繞組

55、進行干燥。p使用電機自帶加熱器進行加熱(注意加熱器使用方法)。p開機運行時，如有可能先進行空載運行，檢查是否運行平穩(wěn)。 電機所必需的維護包括： a. 軸承維護（含潤滑） b. 滑環(huán)和電刷維護 c. 清潔電機和附件。5.1為保證電機的使用壽命，軸承要求定期潤滑。 潤滑脂牌號：Shell Albida EMS2 如因某種原因沒有所要求的潤滑脂，使用其他等級相當?shù)臐櫥璐_定兩種油脂的相容性和新油脂加注量。加注時要嚴格保證潤滑脂的清潔。 加油部位及周期： 傳動端 （潤滑點1）每運轉3500h 加注 100g。 非傳動端 (潤滑點2）每運轉3500h 加注 100g。 五、日常維護5.2 電刷維護電

56、刷維護 檢查周期：運行后一周，然后每隔6個月 電機靜止時檢查電刷狀態(tài)，逐個取下并檢查電刷。 a. 正常運行狀態(tài)下的電刷摩擦面光潔。 b. 檢查電刷的同時要檢查滑環(huán)狀態(tài)。 c. 更換所有損壞和磨損的而不能正常運行的電 刷，并用同一型號的新電刷代替。 檢查電刷高度 a. 書面形式記錄下電刷的磨損量，此值用于比較。 密切注意電刷磨耗和剩余高度（=新電刷高度的1/3） b. 如果電刷已達到或接近達到此磨損值，更換同型號的新電刷。 c. 如果電刷監(jiān)控系統(tǒng)反饋，請更換所有電刷。 已經檢查并重新安裝到正確位置的電刷必須能在刷握里活動自如，電刷不能咔噠喀噠響，如有響聲，取下電刷檢查刷握。 檢查臟污的滑環(huán)組件，

57、尤其是滑環(huán)、刷握、連線、絕緣和刷架，如有必要應進行清潔。 檢查電刷壓力 如果電刷的壓力達不到要求，更換損壞的刷握5.3 更換電刷更換電刷 新電刷必須是規(guī)定的型號和尺寸 a. 將電刷磨出滑環(huán)面的弧度（在電機外預磨)，以保證電刷與滑環(huán)的接觸面積。 b. 將電刷裝入刷握，檢查電刷導向和運動。 c. 用砂紙帶包住滑環(huán) (紙帶寬度=滑環(huán)寬度+兩端余量約200mm) d. 按電機旋轉的方向將電刷按組排列預磨，按電機旋轉方向拉紙帶。 為加快預磨速度，開始用粗纖維，大砂粒的砂紙來粗磨，然后用細砂紙進行精磨，電刷接觸面不得少于80% 。 e. 磨完之后，用軟布仔細擦凈刷面。 f. 用刷子小心刷掉磨掉的碎屑。用手指觸摸電刷，以確認沒有異物。 g. 完成磨校之后，仔細清除電刷刷件，滑環(huán)和滑環(huán)組件表面碳粉。 4.4 檢查刷握檢查刷握 檢查周期：6個月 檢查刷握是否緊固，并檢查刷架盒的內表面。 檢查底邊和滑環(huán)面之間的距離=2.0+0.5mm。 檢查壓桿，看其是否正常起作用。5.5 滑環(huán)維護滑環(huán)維護 檢查周期：6個月 滑環(huán)是電接