第6章(電動機)課件

1、交流電動機交流電動機電動機電動機直流電動機直流電動機鼠籠式鼠籠式繞線式繞線式異步機異步機同步機同步機他勵、異勵、串勵、復(fù)勵他勵、異勵、串勵、復(fù)勵三相異步電動機由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子和轉(zhuǎn)子都有鐵心和繞組。定子的三相繞組為AX、BY、CZ。轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和繞線式兩種結(jié)構(gòu)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組有銅條和鑄鋁兩種形式。繞線式轉(zhuǎn)子繞組的形式與定子繞組基本相同，3個繞組的末端連接在一起構(gòu)成星形連接，3個始端連接在3個銅集電環(huán)上，起動變阻器和調(diào)速變阻器通過電刷與集電環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。鼠籠式鼠籠式三相異步電動機三相異步電動機繞線式繞線式定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子鐵芯定子鐵芯機座機座定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸

2、轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組風(fēng)風(fēng)罩罩風(fēng)風(fēng)葉葉轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子定定子子端端蓋蓋YBZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機機 座座轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。生感應(yīng)電動勢或電流。三相定子繞組三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。線繞式線繞式鼠籠式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子 鼠籠型電動機的鼠籠型電動機的各部分結(jié)構(gòu)和作各部分結(jié)構(gòu)和作用如何？用如何？鼠籠型異步機鼠籠型異步機各部分的結(jié)構(gòu)各部分的結(jié)構(gòu)和作用是什么？和作用是什么？定子鐵芯是由定子鐵芯是由0.5mm厚的厚的，在其內(nèi)，在其內(nèi)圓沖有分布的槽。圓沖有分布的槽。定子鐵芯的定子鐵芯的：一是槽：一是槽內(nèi)可用來內(nèi)可

3、用來；二是定子鐵芯二是定子鐵芯。定子繞組是由銅導(dǎo)線繞制而成。定子繞組是由銅導(dǎo)線繞制而成。構(gòu)成構(gòu)成。機座是電動機的機座是電動機的，一般用鑄，一般用鑄鐵或鑄鋼制成。鐵或鑄鋼制成。轉(zhuǎn)子鐵芯沖片轉(zhuǎn)子鐵芯沖片鑄鋁籠形轉(zhuǎn)子鑄鋁籠形轉(zhuǎn)子籠形轉(zhuǎn)子繞組籠形轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯是也是由轉(zhuǎn)子鐵芯是也是由0.5mm厚的厚的，在其外，在其外圓沖有分布的槽。圓沖有分布的槽。轉(zhuǎn)子鐵芯可嵌放轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子鐵芯可嵌放轉(zhuǎn)子繞組，構(gòu)成電機子繞組，構(gòu)成電機磁路的另一部分。磁路的另一部分。轉(zhuǎn)子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有轉(zhuǎn)子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有銅條制成的籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，構(gòu)成電機電路的銅條制成的籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，構(gòu)成電機電路的一部分。

4、由轉(zhuǎn)軸輸出機械能。一部分。由轉(zhuǎn)軸輸出機械能。n0neiNSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈磁極旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢vlBe導(dǎo)線長導(dǎo)線長磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度切割速度切割速度（右手定則）（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力通電導(dǎo)線在磁場中受力ilBfn0neiNSf1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動方向一致兩者轉(zhuǎn)動方向一致 結(jié)論：結(jié)論：異步異步2. 線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢0nnn0neiNSf)120sin(2)120sin(2sin2CBAtIitIitIipppAiAiBiCXB

5、YCZ 把三相定子繞組接成星形接到對稱把三相定子繞組接成星形接到對稱三相電源，定子繞組中便有對稱三相電三相電源，定子繞組中便有對稱三相電流流過。流流過。異步機中異步機中, ,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極AYCBZAiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方

6、向：AiBiCitmI旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。取決于三相電流的相序。0n0n改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimItBiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS極對數(shù)（極對數(shù)（P P）的改變的改變CYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。成的磁場則是兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSS

7、NZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt電流的頻率XNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)

8、/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(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)50(Hzf 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 0001電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速:n電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機0nn無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn ：(1)(1)在對稱的三相繞組中通入三相電流，可以產(chǎn)生在對稱

9、的三相繞組中通入三相電流，可以產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的合成磁場。在空間旋轉(zhuǎn)的合成磁場。(2)(2)磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序一致。電流相序為磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序一致。電流相序為A-A-B-CB-C時磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)；電流相序為時磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)；電流相序為A-C-BA-C-B時磁場時磁場逆時針方向旋轉(zhuǎn)。逆時針方向旋轉(zhuǎn)。(3)(3)磁場轉(zhuǎn)速磁場轉(zhuǎn)速( (同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速) )與電流頻率有關(guān)，改變電與電流頻率有關(guān)，改變電流頻率可以改變磁場轉(zhuǎn)速。對兩極流頻率可以改變磁場轉(zhuǎn)速。對兩極( (一對磁極一對磁極) )磁場，磁場，電流變化一周，則磁場旋轉(zhuǎn)一周。同步轉(zhuǎn)速電流變化一周，則磁場旋轉(zhuǎn)一周。同步轉(zhuǎn)速n no

10、o與磁場與磁場磁極對數(shù)磁極對數(shù)p p的關(guān)系為：的關(guān)系為：r/min 601opfn noFFn 靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間有靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對運動，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)相對運動，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子電動勢，并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右手定則判定。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場手定則判定。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁場力中受到磁場力F F的作用，的作用，F(xiàn) F的方向用的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋成電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向一致。轉(zhuǎn)磁場

11、的方向一致。電動機的轉(zhuǎn)速電動機的轉(zhuǎn)速能能等于等于同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 嗎？嗎？轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動提示提示：如果如果1nn轉(zhuǎn)子不切割磁場不能生成感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子不切割磁場不能生成感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子不是載流導(dǎo)體則不能受力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子不是載流導(dǎo)體則不能受力轉(zhuǎn)動 1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率（轉(zhuǎn)差率最大最大）0 ,1snn（轉(zhuǎn)差率（轉(zhuǎn)差率最小最?。?9%1 ,01snn%100oonnns例題：例例：有一臺 4 極感應(yīng)電動機，電壓頻率為 50 Hz，轉(zhuǎn)速為 1440 rmin，試求這臺感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)差率。解解：因為磁極對數(shù)2p，所以同步轉(zhuǎn)速為：r/min 150025060601opfn

12、轉(zhuǎn)差率為：%4%100150014401500%1000onnnsaOTnn0TmaxTqTNnNbcTNTqTmaxTssm1O(a) T=f(s)曲線 (b) n=f(T)曲線22022212XRURKTq電動機剛起動（電動機剛起動（n n=0=0，s s=1=1）時的轉(zhuǎn)矩稱為時的轉(zhuǎn)矩稱為。NN2N9550nPTT 電動機在額定負載下工作時的電磁轉(zhuǎn)矩稱為電動機在額定負載下工作時的電磁轉(zhuǎn)矩稱為，忽略空載損耗轉(zhuǎn)矩，則額定轉(zhuǎn)矩等于，忽略空載損耗轉(zhuǎn)矩，則額定轉(zhuǎn)矩等于機械負載轉(zhuǎn)矩。機械負載轉(zhuǎn)矩。 式中式中P PN N是電動機的額定功率，單位為是電動機的額定功率，單位為kWkW；n nN N是是電動機

13、的額定轉(zhuǎn)速，單位是電動機的額定轉(zhuǎn)速，單位是r/minr/min。例例：有兩臺功率都為kW 5 . 7NP的三相異步電動機，一臺V 380NU、r/min 962Nn，另一臺V 380NU、r/min 1450Nn，求兩臺電動機的額定轉(zhuǎn)矩。解解：第一臺：mN 45.749625 . 795509550NNNnPT第二臺：mN 4 .4914505 . 795509550NNNnPT對應(yīng) 于 最大 轉(zhuǎn) 矩的 轉(zhuǎn) 差率 sm可 由0dsdT求得，為202XRsm。最大轉(zhuǎn)矩為：2021max2XUKT過載系數(shù)：NmaxTT一般三相異步電動機的2 . 28 . 1。 直接起動是利用閘刀開關(guān)或接觸器直接起

14、動是利用閘刀開關(guān)或接觸器的起動方式，又叫的起動方式，又叫。：起動簡單。：起動簡單。：起動電流較大，將使線路電壓下降，影響負：起動電流較大，將使線路電壓下降，影響負 載正常工作。載正常工作。起動轉(zhuǎn)矩均為全壓起動時的起動轉(zhuǎn)矩均為全壓起動時的13。運行時，首尾相接構(gòu)成閉環(huán)運行時，首尾相接構(gòu)成閉環(huán)Y起動時，繞組尾端連成一點起動時，繞組尾端連成一點正常運行時定子繞組為三角形連接，且正常運行時定子繞組為三角形連接，且每相繞組都有兩個引出端子的電動機。每相繞組都有兩個引出端子的電動機。起動電流為全壓起動時的起動電流為全壓起動時的13。QS1L3V2L2L1QS2FUV1U1U2W1W2V1U1W1W2U2V

15、2起動時定子繞組連成星形，通電后電動機運轉(zhuǎn)，起動時定子繞組連成星形，通電后電動機運轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成三角形。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成三角形。AZBYXC正常正常運行運行UPABCXYZ起起動動UPStstYTT31PPUU31（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。 （2）)(21stUTY 起動起動Ist時時Tst。 三相異步電動機，電源電壓三相異步電動機，電源電壓 =380V，三相定子三相定子繞組繞組 接法運行，額定電流接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流啟動電流Ist/IN=7，求：求： （1） 接法時的啟動電流接

16、法時的啟動電流Ist （2）若啟動時改為若啟動時改為Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =7 20=140A（2）31llYII例：例：解：解： 利用三相自耦變壓器將電動機利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，以達在起動過程中的端電壓降低，以達到減小起動電流的目的。自耦變壓到減小起動電流的目的。自耦變壓器備有器備有40、60、80等多種抽等多種抽頭，使用時要根據(jù)電動機起動轉(zhuǎn)矩頭，使用時要根據(jù)電動機起動轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。的要求具體選擇。運行時運行時開關(guān)上開關(guān)上打打與電機與電機起動時起動時開關(guān)向開關(guān)向下打下打，。QS1L3V1L2L1QS2FUV1U1U1W1W

17、1L2L1L3具有不同的抽頭，可以根據(jù)起具有不同的抽頭，可以根據(jù)起動轉(zhuǎn)矩的要求，比較方便的得動轉(zhuǎn)矩的要求，比較方便的得到不同的電壓。到不同的電壓。體積大、成本高。體積大、成本高。適用于容量較大的電動機或不能用適用于容量較大的電動機或不能用Y-降壓起動的鼠降壓起動的鼠籠式三相異步電動機籠式三相異步電動機。定子轉(zhuǎn)子電刷滑環(huán)電阻 繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電阻后，既可繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電阻后，既可以降低起動電流，又可以增大起動轉(zhuǎn)矩。以降低起動電流，又可以增大起動轉(zhuǎn)矩。 pfsnsn1o60)1 ()1 (三相異步電動機的轉(zhuǎn)速：三相異步電動機的轉(zhuǎn)速：1. 改變極對數(shù)改變極對數(shù)p 2

18、. 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率s 3. 改變電源頻率改變電源頻率f1（變頻調(diào)速）變頻調(diào)速） 通過變頻器把頻率為通過變頻器把頻率為5050HzHz工頻的三相交流電工頻的三相交流電源變換成為頻率和電壓均可調(diào)節(jié)的三相交流電源，源變換成為頻率和電壓均可調(diào)節(jié)的三相交流電源，然后供給三相異步電動機，從而使電動機的速度得然后供給三相異步電動機，從而使電動機的速度得到調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，具有機械特性曲到調(diào)節(jié)。變頻調(diào)速屬于無級調(diào)速，具有機械特性曲線較硬的特點。線較硬的特點。通過改變電動機的定子繞組所形成的磁通過改變電動機的定子繞組所形成的磁極對數(shù)極對數(shù)p p來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按來調(diào)速。因磁極對數(shù)只能是按

19、1 1、2 2、3 3、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，、的規(guī)律變化，所以用這種方法調(diào)速，電動機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。電動機的轉(zhuǎn)速不能連續(xù)、平滑地進行調(diào)節(jié)。通過改變轉(zhuǎn)子繞組中串接調(diào)速電阻的大小來通過改變轉(zhuǎn)子繞組中串接調(diào)速電阻的大小來調(diào)整轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)平滑調(diào)速的，又稱為變阻調(diào)速。調(diào)整轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)平滑調(diào)速的，又稱為變阻調(diào)速。調(diào)速電阻的接法與起動電阻相同。這種方法只適調(diào)速電阻的接法與起動電阻相同。這種方法只適用于繞線式異步電動機。用于繞線式異步電動機。 電動機斷電后由于機械慣性總要經(jīng)過一段時間才能停電動機斷電后由于機械慣性總要經(jīng)過一段時間才能停下來。為了提高生產(chǎn)效率及安全，下來。為了提高生產(chǎn)效率

20、及安全，就是所謂的就是所謂的三相異步電動機 型 號 Y132M-4 功 率 7.5kW 頻 率 50Hz 電 壓 380V 電 流 15.4A 接 法 轉(zhuǎn) 速 1440r/min 絕緣等級 B 工作方式 連續(xù) 年 月 日 編號 電機廠機座中心高度（132mm）Y 132 M4磁極數(shù)（4 極）機座長度代號（中機座）三相異步電動機：123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:13-Jul-2003Sheet of File:F:f電 路 圖 電 工 學(xué)D raw n B y:U 1W 1U 2V 1V 2W 1W 2U 1U 2V 1

21、V 2W 2U 1V 1W 1W 2U 2V 2U 1V 1W 1W 2U 2V 2三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：Y Y形和形和形形 。三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，左下圖為三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，左下圖為Y Y接連接連線圖；右下圖為線圖；右下圖為接連線圖。接連線圖。U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2U1 V1 W1(a) 星型連接 (b) 三角形連接U2 V2 W2：電動機的額定線電壓。電動機的額定線電壓。：電動機的額定線電流。電動機的額定線電流。：電動機在銘牌規(guī)定條件下

22、正常工作時轉(zhuǎn)電動機在銘牌規(guī)定條件下正常工作時轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，稱為額定功率或容量。軸上輸出的機械功率，稱為額定功率或容量。：電動機所接交流電源的頻率。電動機所接交流電源的頻率。：電動機的額定轉(zhuǎn)速。電動機的額定轉(zhuǎn)速。：電動機的繞組所使用的絕緣材料在電動機的繞組所使用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度等級。使用時容許的極限溫度等級。：電動機的工作方式分為八類：電動機的工作方式分為八類：電動機的安裝應(yīng)遵循如下原則：（1）有大量塵埃、爆炸性或腐蝕性氣體、環(huán)境溫度 40以上以及水中作業(yè)等場所，應(yīng)該選擇具有合適防護型式的電動機。（2）一般場所安裝電動機，要注意防止潮氣。不得已的情況下要抬高基礎(chǔ)，安裝換氣

23、扇排潮。（3）通風(fēng)條件要良好。環(huán)境溫度過高會降低電動機的效率，甚至使電動機過熱燒毀。（4）灰塵少。灰塵會附在電動機的線圈上，使電動機絕緣電阻降低、冷卻效果惡化。（5）安裝地點要便于對電動機的維護、檢查。t8ntiOt1t2t3t4t5t6t7t8t1t2t3t4t5t6t7定子繞阻軸線在單相異步電動機的定子繞組通入單相交流電，電動機在單相異步電動機的定子繞組通入單相交流電，電動機內(nèi)產(chǎn)生一個大小及方向隨時間內(nèi)產(chǎn)生一個大小及方向隨時間的磁的磁場，稱為場，稱為。tBO45 90 135 180235 270 315 360B1 B2B2 B1B1 B2B1 B2B2 B1B1 B2B2 B1B1 B

24、2B2 B1BBBBBB脈動磁場可以分解為兩個大小一樣、轉(zhuǎn)速相等、方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場 B1、B2。順時針方向轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磁場 B1對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩；逆時針方向轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磁場B2對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。由于在任何時刻這兩個電磁轉(zhuǎn)矩都大小相等、方向相反，所以電動機的轉(zhuǎn)子是不會轉(zhuǎn)動的，也就是說單相異步電動機的起動轉(zhuǎn)矩為零。TTTT10022ss單相異步電動機的機械特性 但一旦讓單相異步電動機轉(zhuǎn)動但一旦讓單相異步電動機轉(zhuǎn)動起來，由于順時針旋轉(zhuǎn)磁場起來，由于順時針旋轉(zhuǎn)磁場B B1 1和逆和逆時針旋轉(zhuǎn)磁場時針旋轉(zhuǎn)磁場B B2 2產(chǎn)生的合成電磁轉(zhuǎn)產(chǎn)生的合成電磁轉(zhuǎn)矩不再為零，在這個合成轉(zhuǎn)矩

25、的作矩不再為零，在這個合成轉(zhuǎn)矩的作用下，即使不需要其它的外在因素用下，即使不需要其它的外在因素，單相異步電動機仍將沿著原來的，單相異步電動機仍將沿著原來的運動方向繼續(xù)運轉(zhuǎn)。運動方向繼續(xù)運轉(zhuǎn)。由于單相異步電動機總有一個由于單相異步電動機總有一個反向的制動轉(zhuǎn)矩存在，所以其效率反向的制動轉(zhuǎn)矩存在，所以其效率和負載能力都不及三相異步電動機和負載能力都不及三相異步電動機。電容分相式異步電動機的定子有兩個繞組：一個是工作繞組（主繞組）；另一個是起動繞組（副繞組），兩個繞組在空間互成 90。起動繞阻與電容 C 串聯(lián)，使起動繞組電流 i2和工作繞組電流 i1產(chǎn)生 90相位差，即：)90sin(2sin2221

26、1tIitIiii1i20180 360M1Ci2i1ti1i1i1i2i2i2t=0 t=45 t=90下圖所示分別為下圖所示分別為t=0t=0、4545、9090時合成磁場時合成磁場的方向，由圖可見該磁場隨著時間的增長順時針的方向，由圖可見該磁場隨著時間的增長順時針方向旋轉(zhuǎn)。這樣一來，單相異步電動機就可以在方向旋轉(zhuǎn)。這樣一來，單相異步電動機就可以在該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下起動了。該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下起動了。罩極法是在單相異步電動機定子磁極的極面上約罩極法是在單相異步電動機定子磁極的極面上約1/31/3處套處套裝了一個銅環(huán)（短路環(huán)），套有短路環(huán)的磁極部分叫做罩極。裝了一個銅環(huán)（短路環(huán)），套有短路環(huán)的

27、磁極部分叫做罩極。當(dāng)定子繞組通入電流產(chǎn)生脈動磁場后，有一部分磁通穿過銅環(huán)，當(dāng)定子繞組通入電流產(chǎn)生脈動磁場后，有一部分磁通穿過銅環(huán)，使銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，銅環(huán)中使銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，銅環(huán)中的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場，阻止銅環(huán)部分磁通的變化，結(jié)果使的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場，阻止銅環(huán)部分磁通的變化，結(jié)果使得沒套銅環(huán)的那部分磁極中的磁通與套有銅環(huán)的這部分磁極內(nèi)得沒套銅環(huán)的那部分磁極中的磁通與套有銅環(huán)的這部分磁極內(nèi)的磁通有了相位差，罩極外的磁通超前罩極內(nèi)的磁通一個相位的磁通有了相位差，罩極外的磁通超前罩極內(nèi)的磁通一個相位角。隨著定子繞組中電流變化率的改變，單

28、相異步電動機定子角。隨著定子繞組中電流變化率的改變，單相異步電動機定子磁場的方向也就不斷發(fā)生變化，在電動機內(nèi)形成了一個旋轉(zhuǎn)磁磁場的方向也就不斷發(fā)生變化，在電動機內(nèi)形成了一個旋轉(zhuǎn)磁場。在這個旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，電動機的轉(zhuǎn)子就能夠起動起來場。在這個旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，電動機的轉(zhuǎn)子就能夠起動起來了。了。三相異步電動機也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。三相異步電動機也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。 定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，包括主磁極、換向磁極、機定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，包括主磁極、換向磁極、機座和電刷等。主磁極由鐵心和勵磁線圈組成，用于產(chǎn)生一個恒座和電刷等。主磁極由鐵心和勵磁線圈組成，用于產(chǎn)生一個恒定的主磁場。換向磁極安裝在兩

29、個相鄰的主磁極之間，用來減定的主磁場。換向磁極安裝在兩個相鄰的主磁極之間，用來減小電樞繞組換向時產(chǎn)生的火花。電刷裝置的作用是通過與換向小電樞繞組換向時產(chǎn)生的火花。電刷裝置的作用是通過與換向器之間的滑動接觸，把直流電壓、直流電流引入或引出電樞繞器之間的滑動接觸，把直流電壓、直流電流引入或引出電樞繞組。組。轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、電樞繞組和換向器等組成。電樞鐵心上轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、電樞繞組和換向器等組成。電樞鐵心上沖有槽孔，槽內(nèi)放電樞繞組，電樞鐵心也是直流電動機磁路的沖有槽孔，槽內(nèi)放電樞繞組，電樞鐵心也是直流電動機磁路的組成部分。電樞繞組的組成部分。電樞繞組的端裝有換向器，換向器由許多銅質(zhì)換端裝有換向器，換

30、向器由許多銅質(zhì)換向片組成一個圓柱體，換向片之間用云母絕緣。換向器是直流向片組成一個圓柱體，換向片之間用云母絕緣。換向器是直流電動機的重要構(gòu)造特征，換向器通過與電刷的摩擦接觸，將兩電動機的重要構(gòu)造特征，換向器通過與電刷的摩擦接觸，將兩個電刷之間固定極性的直流電流變換成為繞組內(nèi)部的交流電流個電刷之間固定極性的直流電流變換成為繞組內(nèi)部的交流電流，以便形成固定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。，以便形成固定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。MMMM(a) 他勵式 (b) 并勵式 (c) 串勵式 (d) 復(fù)勵式 他勵式電動機構(gòu)造比較復(fù)雜，一般用于對調(diào)速范圍要求很寬的重型機床等設(shè)備中。 并勵式電動機在外加電壓一定的情況下，勵磁電流產(chǎn)生的磁通

31、將保持恒定不變。起動轉(zhuǎn)矩大，負載變動時轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方便，調(diào)速范圍大。 串勵式電動機的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加，呈顯著下降的軟特性，特別適用于起重設(shè)備。 積復(fù)勵電動機的電磁轉(zhuǎn)矩變化速度較快，負載變化時能夠有效克服電樞電流的沖擊，比并勵式電動機的性能優(yōu)越，主要用于負載力矩有突然變化的場合。差復(fù)勵電動機具有負載變化時轉(zhuǎn)速幾乎不變的特性，常用于要求轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的機械中。FF (a) 直流電動機原理圖 (b) 線圈受力方向NSABabNS+U接通直流電壓接通直流電壓U時，直流電流為從時，直流電流為從a邊流入，邊流入，b邊流出，由于邊流出，由于a邊邊處于處于N極之下，極之下，b邊處于邊處于S極之下，則線圈受

32、到電磁力而形成一個極之下，則線圈受到電磁力而形成一個逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩T，使電樞繞組繞軸線方向逆時針轉(zhuǎn)動。使電樞繞組繞軸線方向逆時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動半周后，a邊處于S極之下，而b邊處于N極之下。由于采用了電刷和換向器裝置，此時電樞中的直流電流方向變?yōu)閺腷邊流入，從a邊流出。電樞仍受到一個逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩T的作用，繼續(xù)繞軸線方向逆時針轉(zhuǎn)動。FF (a) 直流電動機原理圖 (b) 線圈受力方向NSABbaNS+UamICTnCEeaaRIEUMRa+UE+Ia直流電動機電樞等效電路TINnNnn0OnnnTCCRCUICRCUCRIUCEnmeaeaeaeeaaeo2直流

33、電動機具有硬的機械特性。例例：一直流電動機額定電壓V 110U，電樞電流A 10aI，電樞電阻5 . 0aR，求起動瞬間的電流及正常運轉(zhuǎn)時的反電動勢。解解：直接起動時的起動電流：A 2205 . 0110astRUI正常運轉(zhuǎn)時的反電動勢：V 1055 . 010110aaRIUEMM(a) 他勵式 (b) 并勵式RstRst直流電動機直接起動時的起動電流很大，達到額定電流的1020倍，因此必須限制起動電流。限制起動電流的方法就是起動時在電樞電路中串接起動電阻Rst。起動電阻的值：aststRIUR一般規(guī)定起動電流不應(yīng)超過額定電流的1.52.5倍。起動時將起動電阻調(diào)至最大，待起動后，隨著電動機轉(zhuǎn)速的上升將起動電阻逐