電動系統節能——電動機主講：吳巧媚課程目錄一：電動機的分類二：三相異步電動機的原理與結構三：單相電動機的原理與結構四：電動機的損耗一電動機的分類

一電動機的分類一電動機的分類二

三相異步電動機的原理與結構1、定子部分定子鐵心：由導磁性能很好的硅鋼片疊成——導磁部分。定子三相繞組：放在定子鐵心內圓槽內——導電部分。結構2、轉子部分轉子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。轉子繞組：1）鼠籠式轉子：轉子鐵心的每個槽內插入一根裸導條，形成一個多相對稱短路繞組。2）繞線式轉子：轉子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉子鐵心槽內。三相異步電機主要用作電動機，拖動各種生產機械。結構簡單、制造、使用和維護方便，運行可靠，成本低，效率高，得以廣泛應用。但是，功率因數低、起動和調速性能差。2.1

三相異步電動機的結構3、氣隙異步電動機的氣隙是均勻的。大小為機械條件所能允許達到的最小值。

2.1

三相異步電動機的結構

D電機及應用ppt課件2.1

三相異步電動機的結構繞線型異步電動機按轉子結構分：鼠籠型異步電動機2.1

三相異步電動機的結構下面是它主要部件的拆分圖。

右圖是一臺三相鼠籠型異步電動機的外形圖。2.1

三相異步電動機的結構導條端環2.1

三相異步電動機的結構風葉鐵心繞組滑環軸承2.1

三相異步電動機的結構風葉轉子鐵芯轉子繞組軸承滑環繞線式轉子結構示意圖2.1

三相異步電動機的結構鼠籠式鑄鋁轉子2.1

三相異步電動機的結構鼠籠式鑄鋁轉子端蓋2.1

三相異步電動機的結構定子繞組端部2.1

三相異步電動機的結構鼠籠型轉子鐵心和繞組結構示意圖三相繞線型轉子結構圖2.1

三相異步電動機的結構2.1

三相異步電動機的結構(a)是開口槽，用于大、中型容量的高壓異步電動機中；(b)是半開口槽，用于中型500V以下的異步電動機中；(c)是半閉口槽，用于低壓小型異步電動機中。2.1

三相異步電動機的結構U2U1W2V1W1V2n1、轉動原理1）電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產生圓形旋轉磁場。2）磁生電：旋轉磁場切割轉子導體感應電動勢和電流。3）電磁力：轉子電流與定子磁場作用產生電磁力，形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉。2.2、三相異步電動機基本工作原理2、轉差率轉差率

負載越大，轉速越低，轉差率越大；反之，轉差率越小。轉差率的大小能夠反映電機的轉速大小或負載大小。當轉子靜止時，n=0，轉差率s=1；當轉子轉速接近同步轉速(空載運行)時，此時轉差率s=0，由此可見，作為異步電動機，轉差率在0＜s＜1范圍內變化。

額定運行時，轉差率一般在0.01-0.06之間，即電機轉速接近同步速。3、異步電機的三種運行狀態機械能轉變為電能電能和機械能變成內能電能轉變為機械能能量關系制動制動驅動電磁轉矩轉差率轉速外力使電機快速旋轉外力使電機沿磁場反方向轉定子繞組接對稱電源實現發電機電磁制動電動機狀態3、異步電機的三種運行狀態2.3、銘牌值型號Y180M2—4功率18.5KW電壓380V電流35.9A頻率50Hz轉速1470r/min接法△工作方式連續絕緣等級E防護形式IP44(封閉式)產品編號

電機廠月2.4、額定值

額定值Textinhere在額定運行狀態下流入定子繞組的線電流.額定條件下轉軸上輸出的機械功率。額定運行狀態時加在定子繞組上的線電壓.額定運行時電動機的轉速.額定值關系有：2.5、接線（1）如果電源電壓為380V，則接成△接；電源電壓為220V時，則接成Y接。（2）當電動機銘牌上標明“電壓380V，接法時△”時，則只有這一種△接法。但是在電動機起動過程中，可以接成Y接，接在380V電源上，起動完畢，恢復△接法。提問：如何根據電機的銘牌進行定子的接線？三

單相異步電動機的原理與結構了解單相感應電動機的結構特點、優缺點及應用情況；內容要點：廣泛應用于家用電器（電風扇、電冰箱、洗衣機等）、空調設備、電動工具、醫療器械及輕工設備中。用途優缺點

缺點優點結構簡單，成本低廉，噪音小。只能作成小容量：微型：幾瓦～750瓦小型：550瓦～3700瓦。與同容量三相感應電動機相比較，體積較大，功率因數及過載能力都較低。適用范圍3.1、單相異步電動機的結構單相異步電動機與三相籠型異步電動機相似，其轉子也為籠型。單相異步電動機正常工作時，一般只需單相繞組即可，但單相繞組通以單相交流電時產生的磁場是脈動磁場，單相運行的電動機沒有起動轉矩。為使電動機能自行起動和改善運行性能，除工作繞組（又稱主繞組）外，在定子上還安裝一個輔助的起動繞組（又稱副繞組）。兩個繞組在空間相距900或一定的電角度。

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33.1單相異步電動機的結構４、端蓋及軸承端蓋也有鑄鐵件，鑄鋁件及鋼板沖壓件三種，單相異步電動機的軸承，有滾珠軸承和含油軸承兩種。滾珠軸承價格高，噪聲大，但壽命長，含油軸承價格低，噪聲小，但壽命短。1、機座隨冷卻方式，防護型式，安裝方式和用途的不同，采用不同的機座結構，為鑄鐵，鑄鋁和鋼板結構等幾種。３、繞組兩套繞組，一是工作繞組，用來建立工作磁場；一是起動繞組，用來幫助電動機起動。且工作繞組和起動繞組的軸線在空間錯開一定的角度。轉子繞組通常采用籠型繞組。２、鐵芯用相互絕緣的電工鋼片沖制疊成，構成電機磁路，定子鐵芯有隱極和凸極兩種，轉子鐵芯與三相異步電動機轉子鐵芯相同。3.1單相異步電動機的結構5.2.5.2、單相異步電動機的轉矩特性及工作原理（一）單相異步電動機的轉矩特性1）單相繞組通入單相交流電時的情況設電動機轉速為n，則對正轉磁場而言，轉差率s+為對反轉磁場而言，轉差率s-為S012反向旋轉磁場在轉子中引起的感應電流，增加了轉子銅損耗，降低了電動機的效率。單相異步電動機的效率為同容量三相異步電動機效率的75%—90%。由于反向轉矩的制動作用，使電動機合成轉矩減小，最大轉矩減少，且電動機輸出功率也減?。环聪虼艌鲈谵D子繞組中感應電流，增加了轉子銅耗。所以單相異步電動機的效率，過載能力等各種性能指標都較三相異步電動機低。單相異步電動機只有工作繞組時，起動轉矩為零，不能自行起動；在s=1的兩邊，合成轉矩曲線是對稱的，因此沒有固定的旋轉方向，外力驅動電動機正向旋轉能使電動機正轉；反之外力驅動電動機反轉時能使電動機反轉。01030204結論單相異步電動機的幾個主要特點：3.2工作原理1）電生磁：兩相繞組通往兩相交流產生旋轉磁場。2）磁生電：旋轉磁場切割轉子導體感應電動勢和電流。3）電磁力：轉子電流與定子磁場作用產生電磁力形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉。1U12U12U21U2n機械損耗（10%）：通風損耗、軸承磨擦損耗、電刷和換向器（集電環）磨擦耗

鐵耗（18%）鐵芯中磁場產生的渦流和磁滯損耗定子銅耗（34%）在轉子銅耗（24）%01030204損耗四電動機的損耗05雜散損耗（14）%：由雜散鐵耗和雜散銅耗組成4.1鐵損耗1、磁滯損耗

磁滯損耗系數：單位質量鐵磁物質內由交變磁化引起的磁滯損耗

(與、有關，與材料有關)

4.1鐵損耗2、渦流損耗

產生的原因：

鐵心中的磁場發生變化時，在鐵心中感應電勢，會產生電流，這電流即渦流。由它引起的損耗為渦流損耗。渦流損耗系數計算

渦流損耗系數與、及材料厚度平方成正比。

4.1鐵損耗3、降低鐵耗方法

↓（使各部分磁密不要過高）→↓；選用好材料↓→↓（↓）；4.2銅耗繞組中的電氣損耗

交流m相：

R是換算到基準工作溫度的繞組直流電阻4.3機械損耗

軸承摩擦損耗——與摩擦面上壓力、摩擦系數及相對運動速度有關

電刷摩擦損耗——與速度有關

通風損耗——與電機結構、風扇型式、通風系統中的風阻速度有關

機械損耗

機械損耗也難以準確計算，一般以已制好的試驗數據估取，或按經驗公式估算。

4.4雜散損耗電機帶上負載后，繞組中通以電流，環繞著繞組存在漏磁場。漏磁場在繞組中附近所有的金屬附件中產生渦流損耗；

定子和轉子繞組在氣隙的諧波磁勢所產生的諧波磁場以不同的速度相對轉子和定子運動，在鐵心中和鼠籠繞組中產生渦流附加損耗。

121、負載時雜散損耗產生的原因：負載時附加損耗一般難于精確計算，在中小型電機里，通常以額定功率的百分之幾大約估算。

4.4雜散損耗2、異步機負載時的附加損耗

影響：

異步機負載時的附加損耗不進行詳細計算，一般按0.5%Pe計算，這是很不精確的。對于采用壓力鑄鋁工藝的小型異步機，達2-3%，有的甚至達4--5%。該損耗對電機的經濟性、啟動性能影響很大，造成溫升過高。

4.4雜散損耗籠型轉子異步電機附加損耗包括哪幾部分：

①定子繞組的漏磁場在繞組內及端部附近金屬部件中產生的附加損耗；②

定子磁勢諧波產生的磁場在轉子繞組中感應電流引起的附加損耗；③

定子磁勢諧波產生的磁場在轉子鐵心表面引起的表面損耗，忽略脈振損耗；④沒有槽絕緣的鑄鋁轉子中，由泄漏電流產生的損耗。

4.4雜散損耗降低異步電動機負載附加損耗的措施

節能→損耗↓→附加損耗↓

采用諧波含量較少的各種定子繞組型式（