1、u 1.簡介u 2.對電動機(jī)的一般要求u 3.電動類型和發(fā)展趨勢u 4.三相異步電機(jī)u 5.直流電動機(jī)u 6.伺服電動機(jī)u 7.直接驅(qū)動電動機(jī)1電動機(jī)電動機(jī)2 交流電動機(jī)的作用交流電動機(jī)的作用 3u 1.對電動機(jī)的控制要求u 2.穩(wěn)態(tài)控制要求u 3.動態(tài)控制要求4u 提高可控性、精度和快速性u 適應(yīng)數(shù)字化的發(fā)展u 電動機(jī)組合化u 電動機(jī)電子化u 小型化、實(shí)用化、多功能5工業(yè)方面：工業(yè)方面：機(jī)床、中、小型軋鋼設(shè)備、輕工機(jī)械、起重機(jī)床、中、小型軋鋼設(shè)備、輕工機(jī)械、起重機(jī)械，礦山機(jī)械等。機(jī)械，礦山機(jī)械等。農(nóng)業(yè)方面農(nóng)業(yè)方面 ：脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、排灌機(jī)械及加工機(jī)械。脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、排灌機(jī)械及加工機(jī)械。家用

2、電器家用電器 ： 電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等。電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等。交流異步電動機(jī)交流異步電動機(jī): 由交流電源供電由交流電源供電,結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單,性能良好性能良好,價(jià)格便宜價(jià)格便宜,使用維使用維護(hù)方便，是使用最廣的動力機(jī)。護(hù)方便，是使用最廣的動力機(jī)。定子定子 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。外形外形三相異步電動機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成三相異步電動機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成此外，還有端蓋、機(jī)座、軸承、風(fēng)扇等部件。此外，還有端蓋、機(jī)座、軸承、風(fēng)扇等部件。定子定子機(jī)座機(jī)座端蓋端蓋機(jī)座機(jī)座端蓋端蓋轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子

3、軸承軸承定子定子三相異步電動機(jī)的定子是由機(jī)座、定子鐵心和定子繞三相異步電動機(jī)的定子是由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組組成。組組成。定子繞組定子繞組機(jī)座機(jī)座鐵心鐵心定子鐵心是由沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成。定子鐵心是由沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成。11在定子槽孔中放置三相彼此獨(dú)立的繞組在定子槽孔中放置三相彼此獨(dú)立的繞組U1U2V1V2W1W2三相電源三相電源U1V1W1W2U2V2 接線盒接線盒三相定子繞組的接法三相定子繞組的接法 星形連接。星形連接。三相電源三相電源U1U2V1V2W1W2三相定子繞組的接法三相定子繞組的接法 三角形連接。三角形連接。U1U2V1V2W1W2三相電源三相電源U1V1W1W2U

4、2V2 接線盒接線盒三相電源三相電源 是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的導(dǎo)電條組成，在轉(zhuǎn)子鐵是由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的導(dǎo)電條組成，在轉(zhuǎn)子鐵心的兩端各用一個(gè)導(dǎo)電端環(huán)把所有的導(dǎo)電條連接起來。心的兩端各用一個(gè)導(dǎo)電端環(huán)把所有的導(dǎo)電條連接起來。 籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子二、轉(zhuǎn)子二、轉(zhuǎn)子 由轉(zhuǎn)子鐵心和繞組組成。由轉(zhuǎn)子鐵心和繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子外接電阻外接電阻電刷電刷滑環(huán)滑環(huán)轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組15轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組可變電阻器可變電阻器滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子手柄手柄繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意1617一、一、轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)動原理nn1NSn1FF外力拖動蹄行磁鐵旋轉(zhuǎn)，形成空間

5、旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)方外力拖動蹄行磁鐵旋轉(zhuǎn)，形成空間旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)速向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)速n1。旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場蹄形磁鐵蹄形磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 短路線圈短路線圈 模型機(jī)模型機(jī) 圖圖4-1-1 電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律-右手定則右手定則 電磁力定律電磁力定律-左手定則左手定則轉(zhuǎn)子導(dǎo)電銅條與旋轉(zhuǎn)磁場之間發(fā)生相對運(yùn)動，產(chǎn)生感轉(zhuǎn)子導(dǎo)電銅條與旋轉(zhuǎn)磁場之間發(fā)生相對運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，方向由右手定則確定。應(yīng)電動勢，方向由右手定則確定。18n1NSn1FFn電磁力電磁力F使轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場同方向使轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場同方向（順時(shí)針）轉(zhuǎn)動（順時(shí)針）轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n。在感應(yīng)電動勢的作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流。在感應(yīng)電動勢的作用

6、下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用，產(chǎn)生電轉(zhuǎn)子電流與磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力磁力F，方向用左手定則確定。，方向用左手定則確定。同理，當(dāng)磁場逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)同理，當(dāng)磁場逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí),轉(zhuǎn)子也將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子也將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。19(二二) 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理：是建立在旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理：是建立在旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對運(yùn)動的基礎(chǔ)上。相對運(yùn)動的基礎(chǔ)上。因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n必定低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速必定低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1 ,即即n n1 。正是由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速正是由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1之間存在差之間存在差異異

7、,這種類型的電動機(jī)稱為異步電動機(jī)。這種類型的電動機(jī)稱為異步電動機(jī)。n與與n1之間的異步程度對于電動機(jī)的特性有重要影響。之間的異步程度對于電動機(jī)的特性有重要影響。201nn 如果如果:1nn 21轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s是表示異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要物理量。是表示異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要物理量。轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率111nnnnns轉(zhuǎn)子軸上的阻轉(zhuǎn)矩越大轉(zhuǎn)子軸上的阻轉(zhuǎn)矩越大,異步程度越大異步程度越大;反之反之,則異步程則異步程度較小。轉(zhuǎn)差率度較小。轉(zhuǎn)差率s就反映了這種異步程度。就反映了這種異步程度。電動機(jī)起動瞬間電動機(jī)起動瞬間 n = 0 s = 1理想空載時(shí)理想空載時(shí) n = n1 s = 0s 的變化范圍的變化

8、范圍 0122旋轉(zhuǎn)磁場：極性與強(qiáng)弱（每極下的磁通量）不旋轉(zhuǎn)磁場：極性與強(qiáng)弱（每極下的磁通量）不變，以確定的方向和轉(zhuǎn)速在空間旋轉(zhuǎn)的磁場。變，以確定的方向和轉(zhuǎn)速在空間旋轉(zhuǎn)的磁場。通入對稱三相電流，即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通入對稱三相電流，即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。23對稱三相繞組對稱放置在定子鐵心圓周的內(nèi)表面。對稱三相繞組對稱放置在定子鐵心圓周的內(nèi)表面。對稱三相繞組對稱三相繞組:星形、三角形連接。以星形為例星形、三角形連接。以星形為例三相繞組：端外接三相電源三相繞組：端外接三相電源, 三相電流：正方向自繞組的首端指向末端。三相電流：正方向自繞組的首端指向末端。WUViViWU1V1W1iUVWU1U2V2V1W

9、2W1UiUiViW24（一）兩極旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生（一）兩極旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生VWU1U2V2V1W2W1UiUiViWiU=Im sin tiV=Im sin( t-120 )iW=Imsin( t+120 )相序相序 UVW對稱三相電流對稱三相電流 ti0iUiViW25 ti0iUiViW6018090UViUWU1V1W1iVU2W1V2U1V1W2SNt = 60WUViViWU1V1W1W1V2U1V1W2NSU2t = 026t= 90NSW2U2U1V1V2W1UVWiUiViWU1V1W1W1iViWV1U1UVWNSW1V2U1V1W2U2t= 18027W1V2U1V1W2NS

10、U2U2W1V2U1V1W2SNt = 60t = 0t= 90NSW2U2U1V1V2W1NSW1V2U1V1W2U2t= 180結(jié)論：結(jié)論：對稱放置對稱放置(空間位置差空間位置差120 角角)的對稱三相繞組，的對稱三相繞組，通入對稱三相電流時(shí)，在空間產(chǎn)生強(qiáng)弱不變、轉(zhuǎn)速恒定通入對稱三相電流時(shí)，在空間產(chǎn)生強(qiáng)弱不變、轉(zhuǎn)速恒定的旋轉(zhuǎn)磁場。的旋轉(zhuǎn)磁場。28（二）旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向（二）旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向由三相繞組通入三相電流的相序決定。由三相繞組通入三相電流的相序決定。相序相序 UVW旋轉(zhuǎn)磁場在空間的旋轉(zhuǎn)方向從旋轉(zhuǎn)磁場在空間的旋轉(zhuǎn)方向從U相繞組相繞組V相繞組相繞組W相繞組。旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。相

11、繞組。旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。改變通入三相電流的相序，如將改變通入三相電流的相序，如將V相相、W相繞組與電相繞組與電源的連線對調(diào)，旋轉(zhuǎn)磁場將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。源的連線對調(diào)，旋轉(zhuǎn)磁場將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。iUUU1iViWVWV1W1UU1iUVWiViWV1W1相序相序U-W-V相序相序U-V-W29（三）（三）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速-同步同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n1 rmin（每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)）。（每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)）。同步同步轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場相對于靜止空間的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場相對于靜止空間的轉(zhuǎn)速。以上分析的是二極旋轉(zhuǎn)磁場（磁極對數(shù)以上分析的是二極旋轉(zhuǎn)磁場（磁極對數(shù) p=1），交流電），交流電變化

12、一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周。變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周。交流電頻率交流電頻率f1=50Hz，則同步轉(zhuǎn)速，則同步轉(zhuǎn)速 n1 =5060=3000rmin改變電動機(jī)三相繞組的結(jié)構(gòu)，可使旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)改變電動機(jī)三相繞組的結(jié)構(gòu)，可使旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù) p=1、2、。300t 即：即：1pCiBiAioimI tBiAXBYCZAiCiAXYCBZNS31CYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 32極對數(shù)極對數(shù)2p旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB

13、Y A C SNBiCiAiimIt 033 表表1 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n1與磁極對數(shù)與磁極對數(shù)p的關(guān)系的關(guān)系具有具有p對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場pfn1160同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速(rmin)增加磁極對數(shù)增加磁極對數(shù) p=2（四極旋轉(zhuǎn)磁場）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速較（四極旋轉(zhuǎn)磁場）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速較前者減半。前者減半。同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 minr15002506026011fn34)/( 6011分轉(zhuǎn)pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）轉(zhuǎn)/( 00014p分

14、分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1與頻率與頻率f1和極對數(shù)和極對數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。35一、型號一、型號Y系列電動機(jī)型號的表示方法示例系列電動機(jī)型號的表示方法示例Y 160 M 4磁極數(shù)磁極數(shù)機(jī)座類別代號機(jī)座類別代號S-短機(jī)座短機(jī)座M-中機(jī)座中機(jī)座L-長機(jī)座長機(jī)座表示機(jī)座中心高表示機(jī)座中心高(mm)表示異步電動機(jī)表示異步電動機(jī)銘牌銘牌 提供電動機(jī)的型號、額定值和主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是提供電動機(jī)的型號、額定值和主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是正確、合理使用電動機(jī)的依據(jù)。正確、合理使用電動機(jī)的依據(jù)。36二、功率二、功率(額定功率額定功率)PN電動機(jī)在額定狀態(tài)下（電源電壓為額定電壓、電流是額定電動機(jī)在額定狀

15、態(tài)下（電源電壓為額定電壓、電流是額定電流）運(yùn)行電流）運(yùn)行, ,轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。單位轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。單位 W或或kW。三、電壓三、電壓(額定電壓額定電壓)U1N電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行, ,定子繞組所應(yīng)加的線電壓。定子繞組所應(yīng)加的線電壓。四、電流四、電流(額定電流額定電流)I1N電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行, ,輸出額定功率時(shí)輸出額定功率時(shí), ,定子繞組定子繞組的線電流。的線電流。五、接法五、接法電動機(jī)在額定電壓下運(yùn)行電動機(jī)在額定電壓下運(yùn)行, ,定子三相繞組的連接方法。定子三相繞組的連接方法。Y系列電動機(jī)額定電壓系列電動機(jī)額定電壓UIN =380V

16、PN 3kW 定子繞組定子繞組Y連接連接 PN 4kW 連接。連接。37六、頻率六、頻率fN我國使用的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率是我國使用的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率是50Hz。七、轉(zhuǎn)速七、轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速)nN電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。八、功率因數(shù)八、功率因數(shù)cos是定子繞組相電流滯后相電壓的角度。是定子繞組相電流滯后相電壓的角度。在額定工作狀態(tài)下在額定工作狀態(tài)下, ,三相異步電動機(jī)的三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)功率因數(shù)cos約約在在0.70.9之間。空載或輕載運(yùn)行時(shí)，之間。空載或輕載運(yùn)行時(shí)， cos較低，僅較低，僅為為0.20.3。九、效率九、效率在額定工作狀態(tài)下在額定工作狀態(tài)

17、下, ,輸出機(jī)械功率輸出機(jī)械功率PN與輸入電功率與輸入電功率PIN之比。之比。38NNIPP效率效率在接近額定工作狀態(tài)下運(yùn)行在接近額定工作狀態(tài)下運(yùn)行,電動機(jī)的效率最高，可達(dá)電動機(jī)的效率最高，可達(dá)0.9左右。輕載運(yùn)行時(shí)，效率則大大降低。左右。輕載運(yùn)行時(shí)，效率則大大降低。合理選擇電動機(jī)的功率具有重要的經(jīng)濟(jì)意義（節(jié)約電能）。合理選擇電動機(jī)的功率具有重要的經(jīng)濟(jì)意義（節(jié)約電能）。例題例題1 型號為型號為Y-160M-4的三相異步電動機(jī)的三相異步電動機(jī), ,PN=11kW 、nN=1460rmin、U1N=380V, 聯(lián)接。額定運(yùn)行時(shí)，效率聯(lián)接。額定運(yùn)行時(shí)，效率=0.88 、cos=0.84,TSTTN=

18、1.9 、 =TmaxTN=2.2。計(jì)算：（計(jì)算：（1）額定電流）額定電流I1N；（3）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩TN；（4）最大電磁轉(zhuǎn)矩）最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax；（3）起動轉(zhuǎn)矩）起動轉(zhuǎn)矩Tst。（2）額定轉(zhuǎn)差率）額定轉(zhuǎn)差率SN；39解解:(1)計(jì)算額定電流計(jì)算額定電流電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行輸入的電功率電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行輸入的電功率N1112.5kW0.88INPP定子繞組的額定電流定子繞組的額定電流(三相對稱繞組的線電流三相對稱繞組的線電流)312.5 1022.61A3cos3380 0.84INININPIU(2)計(jì)算額定轉(zhuǎn)差率計(jì)算額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率該電動機(jī)的磁極對數(shù)該電動機(jī)的磁極

19、對數(shù) p=2,同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 n1=1500rmin。027. 015001460150011nnnsNN40(3)計(jì)算額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算額定轉(zhuǎn)矩mN95.7114601195509550NNNnPT(4)最大電磁轉(zhuǎn)矩最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax=2.2TN=2.271.95=158.29Nm(5)起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩Tst=1.9TN=1.971.95=136.71Nm41 電磁轉(zhuǎn)矩是決定電動機(jī)輸出機(jī)械功率大小的重要因電磁轉(zhuǎn)矩是決定電動機(jī)輸出機(jī)械功率大小的重要因素，也是電動機(jī)的一項(xiàng)性能重要指標(biāo)。素，也是電動機(jī)的一項(xiàng)性能重要指標(biāo)。 旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量,表示磁場的強(qiáng)弱。表示磁場

20、的強(qiáng)弱。I2 轉(zhuǎn)子繞組電流有效值。轉(zhuǎn)子繞組電流有效值。cos2 轉(zhuǎn)子繞組電路功率因數(shù)（轉(zhuǎn)子繞組電路是電轉(zhuǎn)子繞組電路功率因數(shù)（轉(zhuǎn)子繞組電路是電感性電路）。感性電路）。一、一、 三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的基本公式電磁轉(zhuǎn)矩的基本公式22TcosICT CT 轉(zhuǎn)矩常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的系數(shù)電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的系數(shù)42二、二、定子繞組電路的分析定子繞組電路的分析旋轉(zhuǎn)磁場的磁通量旋轉(zhuǎn)磁場的磁通量與電源電壓與電源電壓U1的關(guān)系的關(guān)系旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速n1切割靜止的定子繞組切割靜止的定子繞組, ,在定子繞組在定子繞組電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢, ,感應(yīng)電動勢的有效值感應(yīng)電

21、動勢的有效值E1= 4.44f1N1 旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量。旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量。f1 交流電源的頻率。交流電源的頻率。N1 每相定子繞組的匝數(shù)。每相定子繞組的匝數(shù)。略去定子繞組導(dǎo)線電阻、漏磁通等次要因素的影響，可略去定子繞組導(dǎo)線電阻、漏磁通等次要因素的影響，可近似認(rèn)為電源電壓的有效值近似認(rèn)為電源電壓的有效值U1E1 U1E1 = 4.44f1N14311144.4NfU 旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量結(jié)論：結(jié)論： f1和和N1均為定值，則均為定值，則單一的由電源電壓單一的由電源電壓U1確定。確定。當(dāng)當(dāng)U1不變時(shí)，不變時(shí)， 基本恒定，且與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械負(fù)基

22、本恒定，且與電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械負(fù)載無關(guān)。載無關(guān)。( (一一) )轉(zhuǎn)子電量的頻率轉(zhuǎn)子電量的頻率f2f2 = sf1轉(zhuǎn)子電量頻率轉(zhuǎn)子電量頻率f2與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率s呈正比呈正比,即與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速即與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n有關(guān)有關(guān)電動機(jī)起動瞬間電動機(jī)起動瞬間,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=0 ,轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s=1,轉(zhuǎn)子電量頻率轉(zhuǎn)子電量頻率f2最最高高,用用f20表示表示f20 = f144電動機(jī)起動后電動機(jī)起動后, ,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n升高升高, ,轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s減小減小, ,轉(zhuǎn)子電量頻率轉(zhuǎn)子電量頻率f2降低。正常運(yùn)行時(shí)，降低。正常運(yùn)行時(shí)，s約在（約在（0.0150.06）之間）之間, , f2則在則在（0.0753）Hz之間。之間。(二

23、二) 轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢E2E2=4.44f2N2 旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量。旋轉(zhuǎn)磁場每個(gè)磁極下的磁通量。f2 轉(zhuǎn)子繞組電路電量轉(zhuǎn)子繞組電路電量的頻率。的頻率。N2 每相轉(zhuǎn)子繞組的匝數(shù)。每相轉(zhuǎn)子繞組的匝數(shù)。將將f2 =sf1代入上式代入上式E2=4.44sf1N2轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢E2也與也與轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s有關(guān)。有關(guān)。電動機(jī)起動瞬間電動機(jī)起動瞬間, s=1, ,感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢E2最大值最大值,用用E20表示表示E20=4.44f1N245電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)E2=sE20電動機(jī)的轉(zhuǎn)速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n越高越高, , 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s越小

24、越小, ,轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢動勢E2越小。越小。( (三三) )轉(zhuǎn)子繞組電路的電流轉(zhuǎn)子繞組電路的電流I2和功率因數(shù)和功率因數(shù)2=cos2轉(zhuǎn)子繞組等效電路轉(zhuǎn)子繞組等效電路+R2jX2I2E2感抗感抗X2=2L2=2f2L2=2sf1L2起動瞬間起動瞬間s=1X20= 2f20L2= 2f1L2電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的感抗電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的感抗X2= sX20轉(zhuǎn)子繞組電路的電流轉(zhuǎn)子繞組電路的電流2202220222222)(sXRsEXREI2202220222222)(sXRsEXREI101scos2I2I2cos2上式中上式中E20、R2 、 X20均為常數(shù)，均為常數(shù)， I2只與轉(zhuǎn)差率只

25、與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，是單值函數(shù)。有關(guān)，是單值函數(shù)。 I2隨隨s的變化曲線如圖所示。的變化曲線如圖所示。曲線表明，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速曲線表明，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的增加（的增加（ s減小），減小）， I2減小減小轉(zhuǎn)子繞組電路是電感性電路，功率因數(shù)轉(zhuǎn)子繞組電路是電感性電路，功率因數(shù)2202222222222)(cossXRRXRR2=cos2隨隨s的變化曲線如圖所示。的變化曲線如圖所示。曲線表明，起動瞬間曲線表明，起動瞬間 s=1 ，功率因數(shù)，功率因數(shù)2=cos2最小。最小。47總結(jié)以上分析，電動機(jī)起動瞬間總結(jié)以上分析，電動機(jī)起動瞬間s=1， f20 、E20 、X20都是都是恒定值。電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，恒定值。電動機(jī)

26、運(yùn)行時(shí)， f2 、E2 、X2以及以及2=cos2都與轉(zhuǎn)都與轉(zhuǎn)差率差率s有關(guān)。此點(diǎn)，在分析三相異步電動機(jī)運(yùn)行特性和使有關(guān)。此點(diǎn)，在分析三相異步電動機(jī)運(yùn)行特性和使用問題時(shí)非常重要。用問題時(shí)非常重要。四四、轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 K 常數(shù)常數(shù)電機(jī)結(jié)構(gòu)決定電機(jī)結(jié)構(gòu)決定22022221)(sXRsRKUTU1 交流電源電壓的有效值。交流電源電壓的有效值。R2 轉(zhuǎn)子繞組電路的電阻。轉(zhuǎn)子繞組電路的電阻。X20 起動瞬間起動瞬間s=1時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組電路的感抗時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組電路的感抗 。U1 、R2 、X20為定值，電磁轉(zhuǎn)矩為定值，電磁轉(zhuǎn)矩T是轉(zhuǎn)差率是轉(zhuǎn)差率s的單值函數(shù)。的單值函數(shù)。48電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差

27、率s的關(guān)系的關(guān)系T = f（s）稱為異步電動機(jī)稱為異步電動機(jī)的的轉(zhuǎn)矩特性。轉(zhuǎn)矩特性。轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 T = f（s）用曲線表示。用曲線表示。電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率 0 s 1b是臨界點(diǎn)。是臨界點(diǎn)。Tm 最大電磁轉(zhuǎn)矩。最大電磁轉(zhuǎn)矩。sm 臨界轉(zhuǎn)差率。臨界轉(zhuǎn)差率。Tst 起動轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩。0-b段段 穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)（穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)（0 s sm ）。）。b-a非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)（非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)（s sm ）。）。smsT0s=1n=0 起動起動Tmn=n1理想空載理想空載baTst49五、機(jī)械特性五、機(jī)械特性 U1、R2、X20 為常數(shù)，轉(zhuǎn)速為常數(shù)，轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系稱為的關(guān)系稱為機(jī)機(jī)械

28、特性。械特性。n = f (T ) 機(jī)械特性更直接的表示了轉(zhuǎn)速機(jī)械特性更直接的表示了轉(zhuǎn)速n與與電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系。的關(guān)系。（一）（一）穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)和非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)和非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)Tmn0TbcaTLnd1）ab段與轉(zhuǎn)矩特性段與轉(zhuǎn)矩特性ob段的對應(yīng)，段的對應(yīng)，是穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。是穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。2）bc段與轉(zhuǎn)矩特性的段與轉(zhuǎn)矩特性的ba段對應(yīng)，是非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。段對應(yīng)，是非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。電動機(jī)以某一恒定轉(zhuǎn)速電動機(jī)以某一恒定轉(zhuǎn)速n穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持轉(zhuǎn)矩平衡。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持轉(zhuǎn)矩平衡。50（二）起動過程（二）起動過程電動機(jī)接入三相電源，若啟動電動機(jī)接入三相電源，若啟動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Tst負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL

29、，電動，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速從機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速從n=f（T）曲線）曲線c點(diǎn)開始上升。在點(diǎn)開始上升。在bc段，段，n T轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n加速上升，并越過加速上升，并越過臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)b進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。此進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。此后，轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速n T，直至電磁，直至電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T =TL，起動過程結(jié)束。，起動過程結(jié)束。bTmn0Tca51（三）三個(gè)重要的電磁轉(zhuǎn)矩（三）三個(gè)重要的電磁轉(zhuǎn)矩1. .額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行電動機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行, ,轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械負(fù)載是額定負(fù)載轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械負(fù)載是額定負(fù)載, ,電動機(jī)輸出額定機(jī)械功率電動機(jī)輸出額定機(jī)械功率PN, ,轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)速是額定額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nN, ,電動機(jī)電動

30、機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就是額定轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就是額定轉(zhuǎn)矩TN。計(jì)算公式計(jì)算公式NNN3NNNN955060210nPnPPT轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩TN的單位的單位 牛米牛米(Nm)nN的單位的單位 轉(zhuǎn)每分轉(zhuǎn)每分(rmin)PN的單位的單位 千瓦千瓦(kW)52計(jì)算舉例計(jì)算舉例三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)Y160M-4PN =11kW、 nN =1460 rmin額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩mN95.711460119550NT2.最大電磁轉(zhuǎn)矩最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax最大電磁轉(zhuǎn)矩最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax:機(jī)械特性機(jī)械特性臨界點(diǎn)所對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩臨界點(diǎn)所對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩,又又稱臨界轉(zhuǎn)矩，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)差稱臨界轉(zhuǎn)矩，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱為臨界

31、轉(zhuǎn)差率率稱為臨界轉(zhuǎn)差率sm。Tmax是在一定的電源電壓是在一定的電源電壓U1下電動機(jī)能夠提供的最大電下電動機(jī)能夠提供的最大電磁轉(zhuǎn)矩。磁轉(zhuǎn)矩。bn0TcaTmnm53最大電磁轉(zhuǎn)矩最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax2021max2XUKT臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率sm202mXRsmaxT0.8U1cTmnmbn0TaU1過載系數(shù)過載系數(shù) NmaxTT54(2)Tmax與轉(zhuǎn)子繞組電路的電阻與轉(zhuǎn)子繞組電路的電阻R2無關(guān)無關(guān), ,但但Sm與與R2成正比。成正比。mnbn0Tca2RTmaxstT2R22RRmnstT2021max2XUKT202mXRsststTTU1保持不變保持不變, , R2增大增大, ,曲線下移曲

32、線下移, ,特性變軟特性變軟, ,起動轉(zhuǎn)矩加大起動轉(zhuǎn)矩加大55這一特點(diǎn)使繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)具有較好的起動特性這一特點(diǎn)使繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)具有較好的起動特性和調(diào)速特性。和調(diào)速特性。3.起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩TSt bTmn0Tcanm電動機(jī)接通電源的瞬間，轉(zhuǎn)速電動機(jī)接通電源的瞬間，轉(zhuǎn)速n=0、轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s=1，電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁，電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩即為起動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩即為起動轉(zhuǎn)矩TSt 。 220221StXRKUT計(jì)算公式計(jì)算公式起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩TSt越大，電動機(jī)帶負(fù)載起動的能力越強(qiáng)。越大，電動機(jī)帶負(fù)載起動的能力越強(qiáng)。起動能力起動能力 TStTN一般籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的一般籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的TS

33、tTN約在約在12.2之間。之間。Tst56（一）起動時(shí)存在的問題（一）起動時(shí)存在的問題1. 起動電流大，起動電流大，Ist 等于定子繞組的線電流，約為（等于定子繞組的線電流，約為（57）IN。過大的起動電流造成電網(wǎng)電壓劇烈波動，影響其它用電設(shè)備的過大的起動電流造成電網(wǎng)電壓劇烈波動，影響其它用電設(shè)備的運(yùn)行。運(yùn)行。2. 起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩TSt小，原因是小，原因是cos2小。小。 T = CTI2 cos2電動機(jī)接通電源，轉(zhuǎn)子由于慣性還未來得電動機(jī)接通電源，轉(zhuǎn)子由于慣性還未來得及轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為及轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為0。轉(zhuǎn)子從靜止。轉(zhuǎn)子從靜止(n =0、s =1)到穩(wěn)定恒速運(yùn)行，中間所經(jīng)歷的過程。到穩(wěn)定恒速運(yùn)

34、行，中間所經(jīng)歷的過程。一一、起動起動n1n=0轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動轉(zhuǎn)矩過小導(dǎo)致啟動時(shí)間長、增加能耗，甚至不能起起動轉(zhuǎn)矩過小導(dǎo)致啟動時(shí)間長、增加能耗，甚至不能起動電動機(jī)。通常動電動機(jī)。通常Tst僅為僅為(12.2)TN, ,只能用于輕載起動。只能用于輕載起動。三相異步電動機(jī)的起動、反轉(zhuǎn)和制動介紹三相異步電動機(jī)的起動、反轉(zhuǎn)和制動介紹57（二）起動方法（二）起動方法盡量優(yōu)先考慮使用。盡量優(yōu)先考慮使用。一般功率在一般功率在7.5kW以下的電動機(jī)均可使用。以下的電動機(jī)均可使用。 對于功率較大、不允許直接起動的三相異步電動對于功率較大、不允許直接起動的三相異步電動機(jī)，在起動時(shí)降低電動機(jī)的電源電壓機(jī)，在起動時(shí)降低電

35、動機(jī)的電源電壓U1，以限制起動，以限制起動電流電流Ist，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，再把電壓恢，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，再把電壓恢復(fù)為正常值。復(fù)為正常值。 起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩TSt與外加電壓與外加電壓U1平方成正比，在降壓起平方成正比，在降壓起動的同時(shí)也大大的降低了起動轉(zhuǎn)矩，因此這種方法只動的同時(shí)也大大的降低了起動轉(zhuǎn)矩，因此這種方法只使用于輕載或空載起動。使用于輕載或空載起動。1 12 23 3直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（難點(diǎn)難點(diǎn)）電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列（電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列（重點(diǎn)重點(diǎn)）直流電動機(jī)的一般調(diào)速方法（直流電動機(jī)的一般調(diào)速方法（擴(kuò)展知識點(diǎn)擴(kuò)展知識點(diǎn)） 大

36、型電動機(jī)大型電動機(jī) 小型電動機(jī)小型電動機(jī)1 1 直流電動機(jī)基本結(jié)構(gòu)：直流電動機(jī)基本結(jié)構(gòu)： 定子定子、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子和和結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件（端蓋、軸承等）（端蓋、軸承等）三大部分組成。三大部分組成。由永久磁鐵做成。由永久磁鐵做成。磁極上繞線圈，線圈中通過直流電磁極上繞線圈，線圈中通過直流電，形成電磁鐵。，形成電磁鐵。磁極上的線圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱為磁極上的線圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱為勵磁。勵磁。定子包括機(jī)座、主磁極、換向磁極、前后端蓋定子包括機(jī)座、主磁極、換向磁極、前后端蓋和電刷裝置等幾部分。和電刷裝置等幾部分。2 2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子( (電樞電樞) ) 轉(zhuǎn)子是直流電動機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的樞紐，又稱為轉(zhuǎn)子是直流電

37、動機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的樞紐，又稱為“電樞電樞”，它包括電樞鐵心、電樞繞組及換向器。，它包括電樞鐵心、電樞繞組及換向器。 電樞鐵心電樞鐵心的作用：導(dǎo)磁和嵌放電樞繞組的作用：導(dǎo)磁和嵌放電樞繞組; ; 電樞繞組電樞繞組的作用：作發(fā)電機(jī)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；的作用：作發(fā)電機(jī)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢； 換向器換向器的作用：作發(fā)電機(jī)時(shí)將電樞導(dǎo)體感應(yīng)的交的作用：作發(fā)電機(jī)時(shí)將電樞導(dǎo)體感應(yīng)的交流電壓經(jīng)由電刷轉(zhuǎn)變成直流電壓輸出，作電動機(jī)流電壓經(jīng)由電刷轉(zhuǎn)變成直流電壓輸出，作電動機(jī)時(shí)將電路中的直流電壓經(jīng)由電刷轉(zhuǎn)變成交流電壓時(shí)將電路中的直流電壓經(jīng)由電刷轉(zhuǎn)變成交流電壓輸入電樞。輸入電樞。1 1直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)主磁極主

38、磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成換向磁極換向磁極：改善換向。：改善換向。電刷裝置電刷裝置：與換向片配合：與換向片配合, ,完成直流與交流的互換完成直流與交流的互換機(jī)座和端蓋機(jī)座和端蓋：起支撐和固定作用。：起支撐和固定作用。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞鐵心：主磁路的一部分，放置電樞繞組。：主磁路的一部分，放置電樞繞組。電樞繞組電樞繞組：由帶絕緣的導(dǎo)線繞制而成，是電路部分。：由帶絕緣的導(dǎo)線繞制而成，是電路部分。換向器換向器：與電刷裝置配合：與電刷裝置配合, ,完成直流與交流的互換完成直流與交流的互換轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承直流電動機(jī)工作原理直流電動機(jī)

39、工作原理 直流電動機(jī)與交流電直流電動機(jī)與交流電動機(jī)原理大致相似，動機(jī)原理大致相似， 也是基于也是基于電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)的的原理，原理， 使得轉(zhuǎn)軸受使得轉(zhuǎn)軸受到一個(gè)力的作用旋轉(zhuǎn)到一個(gè)力的作用旋轉(zhuǎn)起來。起來。 電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理 產(chǎn)生感應(yīng)電壓或感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓或感應(yīng)電流的現(xiàn)象。電流的現(xiàn)象。1 1）直流電動機(jī)線圈動態(tài)轉(zhuǎn)動圖）直流電動機(jī)線圈動態(tài)轉(zhuǎn)動圖2 2）線圈受力和轉(zhuǎn)動分析）線圈受力和轉(zhuǎn)動分析受力分析：受力分析：由左手定則由左手定則得得abab受力向上，受力向上，cdcd受受力向下。這兩個(gè)力不力向下。這兩個(gè)力不是平衡力。是平衡力。運(yùn)動分析：運(yùn)動分析：在這兩個(gè)力在這兩個(gè)力作用下，線圈作順時(shí)作用下，

40、線圈作順時(shí)針轉(zhuǎn)動。針轉(zhuǎn)動。線圈到了線圈到了9090 受力分析：受力分析：此時(shí)換此時(shí)換向器與碳刷沒接觸，向器與碳刷沒接觸，線圈不受力。線圈不受力。 運(yùn)動分析：運(yùn)動分析：由于慣由于慣性線圈將繼續(xù)轉(zhuǎn)動性線圈將繼續(xù)轉(zhuǎn)動。線圈過了線圈過了9090后后 換向器換向器：線圈轉(zhuǎn)過線圈轉(zhuǎn)過9090后，換向器換后，換向器換向，線圈上電流發(fā)向，線圈上電流發(fā)生變化。生變化。 受力分析受力分析：線圈轉(zhuǎn)：線圈轉(zhuǎn)過過9090后后abab受力向受力向下，下，cdcd受力向上。受力向上。 運(yùn)動分析運(yùn)動分析：線圈繼：線圈繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動。續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動。線圈轉(zhuǎn)到線圈轉(zhuǎn)到270270 受力分析受力分析：線圈轉(zhuǎn)到線圈轉(zhuǎn)到270270時(shí)，

41、換向器又和時(shí)，換向器又和碳刷沒接觸，線圈不碳刷沒接觸，線圈不受力。受力。 運(yùn)動分析：運(yùn)動分析：由于慣性由于慣性線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動。 換向器：換向器：此時(shí)，換向此時(shí)，換向器又換向，電流方向器又換向，電流方向也變化，線圈仍繼續(xù)也變化，線圈仍繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動。順時(shí)針轉(zhuǎn)動。v換向器可自動改變線圈中電流方向，使線圈不停地轉(zhuǎn)動下去換向器可自動改變線圈中電流方向，使線圈不停地轉(zhuǎn)動下去。3 3直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類 勵磁繞組與電源的連接方式被稱為勵磁勵磁繞組與電源的連接方式被稱為勵磁方式。方式。 按照不同的勵磁方式，按照不同的勵磁方式， 直流電直流電動機(jī)可以分為動機(jī)可以分為他勵、他勵、 并勵、

42、并勵、 串勵和復(fù)串勵和復(fù)勵勵四種。四種。 MIaIfUU1(a)IfMIaU(b)Ia IfMU(c)If2MU(d)Ia If1( (a a) ) 他勵；他勵； ( (b b) ) 并勵；并勵； ( (c c) ) 串勵；串勵； ( (d d) ) 復(fù)勵復(fù)勵2. 2. 直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 每臺直流電動機(jī)的外殼上都有一個(gè)銘牌，每臺直流電動機(jī)的外殼上都有一個(gè)銘牌， 上面上面標(biāo)有該電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，標(biāo)有該電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)， 主要包括其主要包括其型號型號和和額額定值定值。 型號型號 直流電動機(jī)的型號如直流電動機(jī)的型號如Z241Z241， Z Z表示直流電動機(jī)，表示直流電動機(jī)， 2

43、2表示第二次統(tǒng)一設(shè)計(jì)，表示第二次統(tǒng)一設(shè)計(jì)， 4141中的中的4 4表示機(jī)座號，表示機(jī)座號， 1 1表示電樞鐵心的長度序表示電樞鐵心的長度序號。號。 直流電動機(jī)還有其他的型號表示方法，直流電動機(jī)還有其他的型號表示方法， 如如Z ZF F2151121511B B、 ZD21211 ZD21211B B等等2.2.額定電壓額定電壓對于電動機(jī)，對于電動機(jī)， 額定電壓是指電動機(jī)額定工作狀額定電壓是指電動機(jī)額定工作狀態(tài)下電動機(jī)的輸入電壓；態(tài)下電動機(jī)的輸入電壓； 對于發(fā)電機(jī)，對于發(fā)電機(jī)， 額定額定電壓是指電動機(jī)額定工作狀態(tài)下電動機(jī)的輸出電壓是指電動機(jī)額定工作狀態(tài)下電動機(jī)的輸出電壓。電壓。 3.3.額定電流

44、額定電流對于電動機(jī)，對于電動機(jī)， 額定電流是指電動機(jī)長期連續(xù)運(yùn)額定電流是指電動機(jī)長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)從電源輸入的電流；行時(shí)從電源輸入的電流； 對于發(fā)電機(jī)，對于發(fā)電機(jī)， 額定額定電流是指長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)供給負(fù)載的電流。電流是指長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)供給負(fù)載的電流。 4.4.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)， 轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速。速。5.5.額定功率額定功率電動機(jī)額定運(yùn)行狀態(tài)下，電動機(jī)額定運(yùn)行狀態(tài)下， 電動機(jī)軸上輸出的機(jī)電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率稱為額定功率；械功率稱為額定功率； 發(fā)電機(jī)的額定功率是發(fā)電機(jī)的額定功率是指供給負(fù)載的電功率。指供給負(fù)載的電功率。 6.6.額定

45、勵磁電流額定勵磁電流電動機(jī)在額定運(yùn)行的情況下，通過勵磁繞組的電電動機(jī)在額定運(yùn)行的情況下，通過勵磁繞組的電流稱為額定勵磁電流。流稱為額定勵磁電流。 一、速度調(diào)節(jié)和速度變化一、速度調(diào)節(jié)和速度變化1、速度調(diào)節(jié)、速度調(diào)節(jié)例如：在負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，若電動機(jī)工作在特性例如：在負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí)，若電動機(jī)工作在特性1 1上的上的A A點(diǎn)，則以點(diǎn)，則以nAnA轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行；若人為地增加電轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行；若人為地增加電樞回路的電阻，則電動機(jī)工作在特性曲線樞回路的電阻，則電動機(jī)工作在特性曲線2 2，速度，速度將降至特性將降至特性2 2上的上的B B點(diǎn)，以點(diǎn)，以nBnB轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，這種轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，這種轉(zhuǎn)速的變化是人為改

46、變（或調(diào)節(jié)）電樞回路的電轉(zhuǎn)速的變化是人為改變（或調(diào)節(jié)）電樞回路的電阻大小所造成的，故稱調(diào)速或速度調(diào)節(jié)。阻大小所造成的，故稱調(diào)速或速度調(diào)節(jié)。3. 3.他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法電動機(jī)的調(diào)速是在一定的負(fù)載條件下，人為地電動機(jī)的調(diào)速是在一定的負(fù)載條件下，人為地改變電動機(jī)的電路參數(shù)，以改變電動機(jī)的穩(wěn)定改變電動機(jī)的電路參數(shù)，以改變電動機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行速度。運(yùn)行速度。2 2：速度變化：速度變化定義：速度變化是指由于電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化（增大與減小）而引定義：速度變化是指由于電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化（增大與減小）而引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化（下降或上升）。起電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化（下降或上升）。例

47、如：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩由例如：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩由 T1 T1 增加到增加到 T2T2時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由 n An A降低到降低到nBnB，它是沿，它是沿某一條機(jī)械特性發(fā)生的轉(zhuǎn)速變化。某一條機(jī)械特性發(fā)生的轉(zhuǎn)速變化。3 3：兩者區(qū)別：兩者區(qū)別：速度變化是在某條機(jī)械特性上，由于負(fù)載改速度變化是在某條機(jī)械特性上，由于負(fù)載改變而引起的；而速度調(diào)節(jié)則是在某一特定的變而引起的；而速度調(diào)節(jié)則是在某一特定的負(fù)載下，靠人為改變機(jī)械特性而得到的。負(fù)載下，靠人為改變機(jī)械特性而得到的。二、調(diào)速方法二、調(diào)速方法可知，改變串入電樞回路的電阻可知，改變串入電樞回路的電阻RadRad，電樞供電電壓，電樞供電電壓U U 或主

48、磁通或主磁通，都可以得到不同的人為機(jī)械特性，從而在負(fù)載不變時(shí)可以改，都可以得到不同的人為機(jī)械特性，從而在負(fù)載不變時(shí)可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到速度調(diào)節(jié)的要求，故直流電動機(jī)調(diào)速的變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到速度調(diào)節(jié)的要求，故直流電動機(jī)調(diào)速的方法有以下三種：方法有以下三種：1 1、改變電樞電路外串電阻、改變電樞電路外串電阻 RadRad從特性可看出，在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩從特性可看出，在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLTL下，串下，串入不同的電阻可以得到不同的轉(zhuǎn)速。如在電入不同的電阻可以得到不同的轉(zhuǎn)速。如在電阻分別為阻分別為 RaRa、R1R1、R2R2、R3R3的情況下，可以的情況下，可以分別得到穩(wěn)定工作點(diǎn)分別得到穩(wěn)定工作點(diǎn)A A、C C、D D和和E E，對應(yīng)的轉(zhuǎn)，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為速為nAnA、nBnB、nCnC和和nDnDa2eeTCC CRUnT改變電