電工學-第5章電動機(6節(jié)).

1、第5章上頁下頁返回第5章上頁下頁返回 電機電機 實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換。 發(fā)電機發(fā)電機 將機械能轉(zhuǎn)換為電能。將機械能轉(zhuǎn)換為電能。 電動機電動機 將電能轉(zhuǎn)換為機械能。將電能轉(zhuǎn)換為機械能。 直流電動機直流電動機 交流電動機交流電動機直流發(fā)電機直流發(fā)電機 交流發(fā)電機交流發(fā)電機（三相和單相）（三相和單相） （三相和單相）（三相和單相） 電動機電動機 電機電機 發(fā)電機發(fā)電機同步電動機同步電動機 異步電動機異步電動機（籠型和繞線型）（籠型和繞線型） 動力電機動力電機 電機電機 控制電機控制電機 : 以高效率的能量轉(zhuǎn)換為目的。以高效率的能量轉(zhuǎn)換為目的。 : 以高靈敏度、高準確

2、度的信號以高靈敏度、高準確度的信號 轉(zhuǎn)換和傳遞為主要目的。轉(zhuǎn)換和傳遞為主要目的。 第5章上頁下頁返回一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu) 1. 定子定子(1) 定子鐵心定子鐵心(2) 定子繞組定子繞組(3) 機座和端蓋等機座和端蓋等2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(1) 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心(2) 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組(3) 轉(zhuǎn)軸等轉(zhuǎn)軸等 冷空氣流冷空氣流 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 定子定子 罩罩 殼殼（非驅(qū)動端）（非驅(qū)動端） 端蓋端蓋(驅(qū)動端驅(qū)動端)風扇風扇 第5章上頁下頁返回 三相鼠籠式異步電動機的部件圖三相鼠籠式異步電動機的部件圖第5章上頁下頁返回 三相繞線式異步電動機的結(jié)構(gòu)三相繞線式異步電動機的結(jié)構(gòu)第5章

3、上頁下頁返回1. 定子定子 定子鐵心、定子繞組、定子鐵心、定子繞組、 機座和端蓋等。機座和端蓋等。 定子鐵心的硅鋼片定子鐵心的硅鋼片 第5章上頁下頁返回 定子鐵心定子鐵心第5章上頁下頁返回 定子繞組定子繞組對稱三相繞組。對稱三相繞組。第5章上頁下頁返回 定子接線盒定子接線盒U1 V1 W1W2 U2 V2U1 V1 W1U2 V2 W2U1 V1 W1W2 U2 V 2星星形形(Y)聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)3 U1 V1 W1W2 U2 V 2三三角角形形()聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)3 第5章上頁下頁返回轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、 轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸、風扇等。風扇等。 轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)

4、子繞組轉(zhuǎn)子繞組 繞線式：繞線式：對稱三相繞組。對稱三相繞組。 鼠籠式：鼠籠式：對稱多相繞組。對稱多相繞組。第5章上頁下頁返回 鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子 導條導條 端環(huán)端環(huán) 風扇風扇 第5章上頁下頁返回 鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子 鑄鋁轉(zhuǎn)子鑄鋁轉(zhuǎn)子 第5章上頁下頁返回 繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子第5章上頁下頁返回 繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子集電環(huán)集電環(huán) 第5章上頁下頁返回 三相繞線式異步電動機示意圖三相繞線式異步電動機示意圖 轉(zhuǎn)子三相繞組接成轉(zhuǎn)子三相繞組接成 Y 形形 短接或短接或外接對稱電阻等外接對稱電阻等 第5章上頁下

5、頁返回 三相異步電動機的外形三相異步電動機的外形第5章上頁下頁返回 機械負載機械負載 旋轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)起來對稱三相繞組對稱三相繞組 通入對稱三相電流通入對稱三相電流 旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 （磁場能量）（磁場能量） 磁感線切割磁感線切割 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組中轉(zhuǎn)子繞組中 產(chǎn)生產(chǎn)生 e 和和 i 轉(zhuǎn)子繞組在磁場中轉(zhuǎn)子繞組在磁場中 受到電磁力的作用受到電磁力的作用 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來 三相三相 交流交流 電能電能電磁電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩感感應應第5章上頁下頁返回橫截面橫截面U1U2V1 V2W2 W1U1 V1 W1U2 V2 W2 流出流出 流入流入 定子三相繞組中電流的標注方法定子三相繞組中電流的標

6、注方法 第5章上頁下頁返回U V WU1U2V1V2W2W1i1 = Imsin ti2 = Imsin( t120O) i3 = Imsin( t120O)i1 i2 i3 t = 0O 時時i1 = 0，i2 0， i3 0NSIm tOi1一、旋轉(zhuǎn)磁場一、旋轉(zhuǎn)磁場1. 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生第5章上頁下頁返回 t = 0O 時時i1 = 0，i2 0， i30U1U2V1V2W2W1NS t = 120O 時時i10，i2 = 0，i3 0U1U2V1V2W2W1NS第5章上頁下頁返回U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NS t = 240O 時時i1 0，i20，i3

7、 = 0 t = 360O 時時i1= 0，i2 0，i30NS第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t

8、 = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁

9、場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360

10、o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t =

11、210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o

12、 t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2

13、V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300

14、o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 第5章上頁下頁返回 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS2. 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n0 i 變化一周變化一周旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈。旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈。 第5章上頁下頁返回i 變化一周變化一周i

15、 每秒鐘變化每秒鐘變化 50 周周i 每分鐘變化每分鐘變化 (5060) 周周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 50 圈圈旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn) 3 000 圈圈 2. 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 n0 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 n0 = 3 000 r / min = 60 f1 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 n0 的大小怎樣改變？的大小怎樣改變？第5章上頁下頁返回U1U2V1V2W2W1每相繞組由每相繞組由一個線圈組成一個線圈組成U1 V1 W1U2 V2 W2U3 V3 W3U4 V4 W4U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3每相繞組由兩個每相繞組由兩個線圈串聯(lián)組成線圈串聯(lián)組成

16、第5章上頁下頁返回U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3 t = 0O 時時 i1 = 0，i2 0， i3 0 NSNS 磁極對數(shù)磁極對數(shù) p p = 2 電流變化一周電流變化一周 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半半圈圈 n0 = 1 500 r/min 當磁極對數(shù)當磁極對數(shù) p = 3 時時 n0 = 1 000 r/min 結(jié)論結(jié)論 60 f1 2= 60 f1 3=60 f1pn0 =第5章上頁下頁返回 f = 50 Hz 時：時： 1 2 3 4 5 6 3 000 1 500 1 000 750 600 500 pn0/(r/min) 3. 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向 ( n0

17、的方向的方向) U (i1) V(i2) W(i3) 由超前相轉(zhuǎn)向滯后相。由超前相轉(zhuǎn)向滯后相。 即由通入三相繞組中的電流的相序決定的。即由通入三相繞組中的電流的相序決定的。 怎樣改變怎樣改變 n0 的方向的方向 ? V(i1) U(i2) W(i3) 即改變通入三相繞組中的電流的相序。即改變通入三相繞組中的電流的相序。第5章上頁下頁返回n0n0 轉(zhuǎn)子電流有功分量轉(zhuǎn)子電流有功分量與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用NS轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)動原理 (1) 用右手定則判斷轉(zhuǎn)用右手定則判斷轉(zhuǎn) 子繞組中感應電流子繞組中感應電流 的方向；的方向；(2) 用左手定則判斷轉(zhuǎn)用左手定則判斷轉(zhuǎn) 子繞組受到的電磁子繞組受到的

18、電磁 力的方向。力的方向。(3) 電磁力電磁力 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 T (4) T 與與 n0 同方向。同方向。 第5章上頁下頁返回2. 電磁轉(zhuǎn)矩的的方向（轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向）電磁轉(zhuǎn)矩的的方向（轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向）與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同。與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同。順時針方向旋轉(zhuǎn)順時針方向旋轉(zhuǎn)怎樣改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向怎樣改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向?3 M3U V W3 M3U V W逆時針方向旋轉(zhuǎn)逆時針方向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向？旋轉(zhuǎn)方向？第5章上頁下頁返回5.3 5.3 三相三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機三相異步電動機型號型號工作方式工作方式連續(xù)連續(xù)功率功率7.57.5千瓦千瓦接法接法電壓電壓絕緣等級絕緣等級電流

19、電流溫升溫升轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速14401440轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分重量重量4545公斤公斤頻率頻率5050赫茲赫茲Y132M-4E E6565o oC C380380伏伏15.415.4安安電機廠電機廠年年 月月 (1)銘牌銘牌: 標明電動機的各項額定運行條件與數(shù)據(jù)。標明電動機的各項額定運行條件與數(shù)據(jù)。第5章上頁下頁返回 三相交流異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)三相交流異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)型號型號 Y132M - 4磁極數(shù)磁極數(shù)( (極對數(shù)極對數(shù) p =2 )=2 )同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 1500 1500 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分n1= （轉(zhuǎn)/分） 60 f1p轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率0.04 150014401500=-=s轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速如：如：1

20、440 1440 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分第5章上頁下頁返回 接法：指三相定子繞組的聯(lián)接方式接法：指三相定子繞組的聯(lián)接方式 Y/ Y/ 接法：接法：Y Y 接法接法 U1W1U2V2W2V1U1V1W1W2U2V2 接法接法U1V1W1W2U2V2W1U2V2W2U1V1U1 V1 W1W2 U2 V 23 U1 V1 W1W2 U2 V 23 第5章上頁下頁返回對于額定電壓380V 額定電壓：額定電壓： 額定運行時定子繞組應加的額定運行時定子繞組應加的線電壓線電壓。線線電電壓壓U1V1W1W2U2V2線線電電壓壓U1V1W1W2U2V2每相繞組的額定每相繞組的額定電壓為電壓為380V380V 一般規(guī)定

21、電動機的電壓不能高于或低于一般規(guī)定電動機的電壓不能高于或低于額定值的額定值的5 5。每相繞組的額定每相繞組的額定電壓為電壓為220V220V第5章上頁下頁返回 額定電流：額定電流： 電機在額定運行時定子繞組的電機在額定運行時定子繞組的線電流線電流。15.4 A 電機的效率：電機的效率：12PP=h 額定功率：額定功率： 電機在額定運行時，軸輸出的機械功率電機在額定運行時，軸輸出的機械功率 P2 。 鼠籠式電機額定鼠籠式電機額定運行時的效率約運行時的效率約為為 75759292。輸入功率輸入功率( ( P1 )=)=輸出功率輸出功率( ( P2 ) )電機其它損耗電機其它損耗第5章上頁下頁返回5

22、.4 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械特值三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械特值 5.4.1 5.4.1 異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 ：T=KT mI2scos 2定子通入三定子通入三相電流產(chǎn)生相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子繞組切轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線，割磁力線，產(chǎn)生感應電產(chǎn)生感應電動勢動勢E E閉合導線閉合導線產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 i2 2載流導體載流導體在磁場中在磁場中受力受力 fcos 2轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)I2s轉(zhuǎn)子電流m磁場磁通轉(zhuǎn)矩常數(shù)，與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，與電動機結(jié)構(gòu)有關(guān)第5章上頁下頁返回U1I1R1 jX1E1 E2sjX2s R2I2sf1f2 定子每相電路定

23、子每相電路 轉(zhuǎn)子每相電路轉(zhuǎn)子每相電路 R1、X1 定子每相繞組的電阻和漏磁感抗。定子每相繞組的電阻和漏磁感抗。 R2、X2s 轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻和漏磁感抗。轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻和漏磁感抗。 （下標下標“s”表示其值與轉(zhuǎn)差率即轉(zhuǎn)速有關(guān)表示其值與轉(zhuǎn)差率即轉(zhuǎn)速有關(guān)） 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電路電路通常通常是短是短路的路的異步電動機每相的等效電路異步電動機每相的等效電路第5章上頁下頁返回2f 取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度0002106060nnnnnfppsfn-=111114.44mUEf K N =f1電源頻率K1定子繞組的系數(shù)(1)m磁場磁通N1定子繞組的每相匝數(shù)每相定子繞組的有

24、效匝數(shù) 定子電路端電壓與感應電動勢定子電路端電壓與感應電動勢22224.44smEf K N =f2轉(zhuǎn)子電路電動勢和電流的頻率K2轉(zhuǎn)子繞組的系數(shù)(1)m磁場磁通N2轉(zhuǎn)子繞組的每相匝數(shù)每相轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù) 轉(zhuǎn)子電路感應電動勢轉(zhuǎn)子電路感應電動勢 00nnsn-=0160n pf =第5章上頁下頁返回2202222222220()sssEsEIRXRsX=222122022sXf Lsf LsX=2s2212204.444.44mmEf N sf N sE=222222222220cos()sRRRXRsX=22122220()sRTKURsX=得到轉(zhuǎn)矩公式得到轉(zhuǎn)矩公式常常數(shù)數(shù)常數(shù)常數(shù)常常數(shù)數(shù) E

25、2sjX2s R2I2sf2第5章上頁下頁返回5.4.2 5.4.2 異步電動機的機械特性異步電動機的機械特性T= Ks R2U12R22+(sX20)20sTTmaxTNsNsmTmaxTst0TnnNTNn100nnsn-=機械特性機械特性轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性第5章上頁下頁返回額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 TN NPN = TNPN103TN =PN1032n/60PNn= 9550TN = 9550PNnN0sTTmaxTNsNsmTmaxTst0TnnNTNn1PN: kWn: r/minT : Nm第5章上頁下頁返回sm=R2X20 當當 時，時， NmTTmax= 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩TmaxTmax

26、 = KU122X20TmaxTst0TnnNTNn1sms=0s=1T= K s R2U12R22+(sX20)2m m反映了電動機的短時過載能力，一般三相異反映了電動機的短時過載能力，一般三相異步電動機的過載系數(shù)約為步電動機的過載系數(shù)約為1.82.21.82.2。 過載系數(shù)過載系數(shù)臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩第5章上頁下頁返回U 0TnsmTmaxUUU U UsmTmaxR2R2R2 R2 R2 R20Tn當當 R2 = 常數(shù)常數(shù) 時，改變電時，改變電源電壓源電壓 U1，sm 不變，不變，Tmax 改變改變當當 U1= 常數(shù)常數(shù) 時，改變轉(zhuǎn)時，改變轉(zhuǎn)子電阻子電阻R2 ，Tmax不

27、變，不變，sm 改變改變sm=R2X20 Tmax = KU122X20,第5章上頁下頁返回Tst=K R2U12 R22+X202 起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩TstTmaxTst0TnnNTNn1smS=0S=1T= Ks R2U12R22+(sX20)2NststTT=stst反映了電動機的啟動能力，對反映了電動機的啟動能力，對Y Y系列電機約為系列電機約為1.7-2.2.1.7-2.2.啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)第5章上頁下頁返回 硬特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大。運行特性好硬特性：負載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大。運行特性好 軟特性：負載增加時，轉(zhuǎn)速下降較快。但啟動轉(zhuǎn)矩大軟特性：負載增加時，轉(zhuǎn)速下降較快。

28、但啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動特性好。，啟動特性好。軟特性軟特性 不同場合應選用不同的電機。如金屬切削，不同場合應選用不同的電機。如金屬切削， 選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。n0TnO硬特性硬特性（4） 機械特性的軟硬機械特性的軟硬第5章上頁下頁返回5.5.1 5.5.1 電動機的起動指標電動機的起動指標1. 起動轉(zhuǎn)矩足夠大起動轉(zhuǎn)矩足夠大 Tst TL （一般要求）（一般要求） Tst (1.1 1.2) TL2. 起動電流不超過允許范圍起動電流不超過允許范圍 Ist Imax （供電線路最大允許的電流）（供電線路最大允許的電流）3. 異步電動機的實際起動情況

29、異步電動機的實際起動情況 起動電流大：起動電流大：Ist = KI IN = (5.57) IN 起動轉(zhuǎn)矩?。浩饎愚D(zhuǎn)矩小：Tst = KSTN = (1.62.2) TN 5.5 5.5 三相異步電動機的啟動三相異步電動機的啟動第5章上頁下頁返回5.5.2 5.5.2 異步電動機的啟動過程異步電動機的啟動過程中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5-75-7倍。倍。起動時起動時 n = 0 原因：原因：轉(zhuǎn)子導條切割磁力線速度很快轉(zhuǎn)子中感應電動勢和轉(zhuǎn)子電流很大大電流使電網(wǎng)電壓降低 影響其他負載工作電機過熱定子電流增大頻繁起動時造成熱量積累 第5章上頁下頁返回5.

30、5.3 5.5.3 鼠籠式異步電動機的起動方法鼠籠式異步電動機的起動方法利用刀閘開關(guān)直接將電機接到電源上，適于利用刀閘開關(guān)直接將電機接到電源上，適于7.57.5千瓦千瓦以下的小電機。以下的小電機。 Y Y 起動起動： 適于工作時定子繞組為適于工作時定子繞組為 接法的電機。接法的電機。 直接起動直接起動 降壓起動降壓起動 自耦減壓起動自耦減壓起動： 適于容量較大或工作時定子繞組為適于容量較大或工作時定子繞組為Y Y接法的電機。接法的電機。定子串聯(lián)電阻或電抗定子串聯(lián)電阻或電抗第5章上頁下頁返回定子串聯(lián)電阻或電抗降壓定子串聯(lián)電阻或電抗降壓起動起動M33 RSQ1 FUQ2起動起動運行運行M3XSQ1

31、 FUQ23 第5章上頁下頁返回 Y降壓起動電流分析起動電流分析 UZp33=IPIlZUIIpPYlY3= Y 接起動時，定子繞組的線接起動時，定子繞組的線電流是電流是接起動的三分之一。接起動的三分之一。IlYIl =13ABCZXY起動起動IIPYlY運行運行ABCZXYIPIl第5章上頁下頁返回直接起動直接起動( () )：T st Up 2 Y Y 降壓降壓起動起動轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)距分析分析降壓起動降壓起動(Y)(Y)：TYst （Up/3)2 TYSt=13T St降壓起動適合于空載或輕載的場合。降壓起動適合于空載或輕載的場合。第5章上頁下頁返回Y 降壓降壓起動接線示意圖起動接線示意圖3 UN

32、Q1 FUQ2U1U2V1V2W1W2第5章上頁下頁返回Y 降壓降壓起動接線示意圖起動接線示意圖3 UNQ1 FUQ2U1U2V1V2W1W2Y 起動起動第5章上頁下頁返回Y 降壓降壓起動接線示意圖起動接線示意圖Q23 UNQ1 FUU1U2V1V2W1W2 運行運行第5章上頁下頁返回(1) IstYImax （線路中允許的最大電流）。（線路中允許的最大電流）。(2) TstYTL 。 否則不能采用此法。否則不能采用此法。 Y 減壓減壓起動的特點起動的特點 (1) 電源電壓不變，定子繞組接法改變。電源電壓不變，定子繞組接法改變。 (2) 減壓比為減壓比為 13 Y 減壓減壓起動的使用條件起動的

33、使用條件 第5章上頁下頁返回R2 R2 轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻起動轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻起動 Ist 減小，減小，Tst 增大。增大。 R2 TstTstn0TnO電刷電刷 3 UNQFU 集電環(huán)集電環(huán) 起動變阻器起動變阻器 5.5.4 5.5.4 繞線式異步機的起動方法繞線式異步機的起動方法第5章上頁下頁返回例例5.5.1 某臺三相異步機：某臺三相異步機：PN=7.5kW，UN=380V，IN=15.4A，nN=1440r/min, 接法，接法，st=1.8, m=2.5。求：求：（1）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩TN、啟動轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩Tst、最大轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩Tmax及及 額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)差率sN；（2）電壓

34、下降至）電壓下降至0.5UN時的啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，此時的啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，此時能否帶時能否帶0.5TN的負載啟動？的負載啟動？（3）若采用）若采用Y啟動，能否帶啟動，能否帶0.5TN的負載啟動？的負載啟動？解：（解：（1）三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)矩）三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)矩TN、啟動轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩Tst、最大轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩Tmax及額定轉(zhuǎn)差率及額定轉(zhuǎn)差率sN分別為：分別為：第5章上頁下頁返回7.59550955049.741440NNNPTN mn=1.8 49.7489.53ststNTTN m=max2.5 49.74124.35mNTTN m=04. 015001440150000=-

35、=-=nnnsNN例例5.5.1 某臺三相異步機：某臺三相異步機：PN=7.5kW，UN=380V，IN=15.4A，nN=1440r/min, 接法，接法，st=1.8, m=2.5。求：。求：（1）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩TN、啟動轉(zhuǎn)矩、啟動轉(zhuǎn)矩Tst、最大轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩Tmax及額及額定轉(zhuǎn)差率定轉(zhuǎn)差率sN；第5章上頁下頁返回（2）當）當U=0.5UN時，由時，由得2max2,UTUTst0.250.25 1.822.380.5ststNNTTTN mT=此時不能帶此時不能帶0.5TN的負載啟動。的負載啟動。mNTT=09.3135.12425. 025. 0maxmax求求:（2）電壓下降至）

36、電壓下降至0.5UN時的啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，時的啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，此時能否帶此時能否帶0.5TN的負載啟動？的負載啟動？第5章上頁下頁返回（3）Y啟動時啟動時111.80.60.533ststNNNTTTTT=（3）若采用）若采用Y啟動，能否帶啟動，能否帶0.5TN的負載啟動？的負載啟動？第5章上頁下頁返回5.6 5.6 異步電動機的調(diào)速異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：三相異步電動機的調(diào)速方法：三相異步電動機的調(diào)速方法：n = (1- s) n1= (1- s)p60 f1 改變極對數(shù)改變極對數(shù) p 改變電流頻率改變電流頻率 f1 1 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率

37、 s第5章上頁下頁返回U1U2U3U4(a) p = 2S NN SU1U2U3U4NS (b) p = 1變極調(diào)速變極調(diào)速 結(jié)論結(jié)論 有級調(diào)速：轉(zhuǎn)速只能成倍改變有級調(diào)速：轉(zhuǎn)速只能成倍改變(雙速電動機，三速、四速電動機雙速電動機，三速、四速電動機) 僅適用于鼠籠式異步電動機僅適用于鼠籠式異步電動機第5章上頁下頁返回 變頻器變頻器 Tn OfNf1 fN f2 f1 n0n0n0TL變頻調(diào)速變頻調(diào)速f1 = 50 Hz整流器逆變器M3 +-f 可變可變 變壓變頻輸出變壓變頻輸出 直直 流流 控制控制 電路電路 第5章上頁下頁返回轉(zhuǎn)子滑環(huán)RSt定子變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速電刷線繞型電動機R2R2+

38、 RCTMTLTn On0 結(jié)論結(jié)論缺點：缺點：調(diào)速范圍較窄，且低調(diào)速范圍較窄，且低速時機械特性較軟，轉(zhuǎn)速穩(wěn)速時機械特性較軟，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，效率低定性差，效率低優(yōu)點：優(yōu)點：簡單易行，廣泛用于簡單易行，廣泛用于起重、運輸、提升機械中。起重、運輸、提升機械中。第5章上頁下頁返回5.7 單相異步電動機單相異步電動機 單相異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、噪聲小的優(yōu)點。由于只需要單相電源供電，因而使用方便，被廣泛應用于家用電器、電動工具以及自動化儀表等設備中。其功率一般在 1kW 以下。第5章上頁下頁返回各式各樣的單相電動機與電動工具返回第5章上頁下頁返回U1U2定子為單相繞組，定子為單相繞組， 轉(zhuǎn)子

39、常采用鼠籠式。轉(zhuǎn)子常采用鼠籠式。 5.7.1 單相異步電動機的結(jié)構(gòu)特點單相異步電動機的結(jié)構(gòu)特點第5章上頁下頁返回U1U2U1U2i脈動磁場的產(chǎn)生磁場軸線磁場軸線 位置不變位置不變 NS第5章上頁下頁返回單相異步電動機特點 啟動轉(zhuǎn)矩為零，不能自行啟動啟動轉(zhuǎn)矩為零，不能自行啟動 一經(jīng)啟動后，便會產(chǎn)生一個電磁轉(zhuǎn)矩拖動一經(jīng)啟動后，便會產(chǎn)生一個電磁轉(zhuǎn)矩拖動電機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)電機繼續(xù)旋轉(zhuǎn) 功率因數(shù)、效率及過載能力都較低功率因數(shù)、效率及過載能力都較低 啟動、工作特性及調(diào)節(jié)特性較差啟動、工作特性及調(diào)節(jié)特性較差 只需單相電源供電只需單相電源供電; ;使用方便使用方便第5章上頁下頁返回1.1.電容分相式起動電容分相式起

40、動SDU1I2ICWSTW W: : 主繞組主繞組STST：起動繞組：起動繞組S S：離心開關(guān)：離心開關(guān)起動時開關(guān)起動時開關(guān)K K閉合，閉合，使兩繞組電流使兩繞組電流 相位差約為相位差約為9090從而從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機，電機轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動正常后轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動正常后離心開關(guān)被甩開，起動繞組離心開關(guān)被甩開，起動繞組被切斷。被切斷。21II、 5.7.2 單相異步電動機的啟動單相異步電動機的啟動第5章上頁下頁返回 單相電容起動電動機單相電容起動電動機第5章上頁下頁返回 單相異步電動機單相異步電動機轉(zhuǎn)向的改變轉(zhuǎn)向的改變：改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)：改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向；改變兩相電源的相序；對調(diào)兩個繞組

41、中任何向；改變兩相電源的相序；對調(diào)兩個繞組中任何一個繞組接電源的位置一個繞組接電源的位置 電容運轉(zhuǎn)電動機電容運轉(zhuǎn)電動機: :無離心開關(guān)，輔助繞組及電容器無離心開關(guān)，輔助繞組及電容器可連續(xù)工作；有較大過載能力和較高的功率因數(shù)，可連續(xù)工作；有較大過載能力和較高的功率因數(shù)，簡單可靠。簡單可靠。 廣泛應用于電風扇廣泛應用于電風扇( (一般直徑一般直徑300mm300mm以上以上) )、洗衣機、電冰、洗衣機、電冰箱、空調(diào)及空氣壓縮機等設備中。箱、空調(diào)及空氣壓縮機等設備中。第5章上頁下頁返回2.2.罩極電動機罩極電動機短路銅環(huán)短路銅環(huán)定子繞組定子繞組 當定子繞組通入當定子繞組通入交流電流而產(chǎn)生脈動交流電流

42、而產(chǎn)生脈動磁場時，由于短路環(huán)磁場時，由于短路環(huán)中感生電流的作用，中感生電流的作用，使通過磁極的磁通分使通過磁極的磁通分成成1 1和和2 2兩部分。兩部分。1 12 21滯后于2 ，同，同時在空間上也相差時在空間上也相差一個角度，兩者合一個角度，兩者合成以后也會產(chǎn)生一成以后也會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。個旋轉(zhuǎn)磁場。凸極磁極凸極磁極籠型籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子第5章上頁下頁返回圖中電機的轉(zhuǎn)動方向：圖中電機的轉(zhuǎn)動方向：順時針旋轉(zhuǎn)順時針旋轉(zhuǎn)。因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通因為沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通領(lǐng)先領(lǐng)先;即從磁極的未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分即從磁極的未罩部分轉(zhuǎn)向被罩部分缺點：缺點：罩極式異步電

43、動機的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，效罩極式異步電動機的啟動轉(zhuǎn)矩一般較小，效率較低，運行噪聲也略高。率較低，運行噪聲也略高。優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，不需要電容器其它啟動裝置。結(jié)構(gòu)簡單，不需要電容器其它啟動裝置。適用于：適用于：小型電機小型電機( (容量在幾十瓦以下容量在幾十瓦以下) )，如小電扇、，如小電扇、電唱機、小型鼓風機等。電唱機、小型鼓風機等。第5章上頁下頁返回 三相異步電動機的單相三相異步電動機的單相（缺相缺相）運行運行： 三相異步電動機在運行過程中，若其中一相和三相異步電動機在運行過程中，若其中一相和電源斷開，則變成單相運行。此時和單相電機一樣電源斷開，則變成單相運行。此時和單相電機一樣，電機仍

44、會按原來方向運轉(zhuǎn)。但若負載不變，三相，電機仍會按原來方向運轉(zhuǎn)。但若負載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇姡╇娮優(yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，導致電機過熱。電流將變大，導致電機過熱。使用中要特別注意這種現(xiàn)象；三相異步電動機若在使用中要特別注意這種現(xiàn)象；三相異步電動機若在啟動前有一相斷電，和單相電機一樣將不能啟動。啟動前有一相斷電，和單相電機一樣將不能啟動。此時只能聽到嗡嗡聲，長時間啟動不了，也會過熱此時只能聽到嗡嗡聲，長時間啟動不了，也會過熱，必須趕快排除故障。，必須趕快排除故障。第5章上頁下頁返回5.8 5.8 直流電動機直流電動機直流電動機是一種由直流供電的電直流電動機是一種由直流供電的電機，主要由定子

45、、轉(zhuǎn)子和其他零部機，主要由定子、轉(zhuǎn)子和其他零部件組成。件組成。定子是采用直流勵磁的磁極，轉(zhuǎn)定子是采用直流勵磁的磁極，轉(zhuǎn)子鐵心表面的槽里嵌放繞組。轉(zhuǎn)子鐵心表面的槽里嵌放繞組。轉(zhuǎn)子又稱為電樞。子又稱為電樞。第5章上頁下頁返回NSU5.8.1 直流電動機的工作原理直流電動機的工作原理NSU第5章上頁下頁返回NSNSUU電刷電刷 線圈邊切割磁感線會產(chǎn)生什么線圈邊切割磁感線會產(chǎn)生什么？ 換向片換向片5.8.1 直流電動機的工作原理直流電動機的工作原理第5章上頁下頁返回5.8.2 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)1. 定子定子(1) 主磁極主磁極(2) 換向磁極換向磁極(3) 機座機座(4) 端蓋等端蓋等 直流電機的定子

46、直流電機的定子 (a) 主磁極主磁極 (b) 機座機座 第5章上頁下頁返回 定子鐵心和繞組定子鐵心和繞組 第5章上頁下頁返回2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(1) 電樞鐵心電樞鐵心(2) 電樞繞組電樞繞組(3) 換向器換向器(4) 轉(zhuǎn)軸與風扇轉(zhuǎn)軸與風扇 直流電機的轉(zhuǎn)子直流電機的轉(zhuǎn)子 (a) 轉(zhuǎn)子主體轉(zhuǎn)子主體 (b) 電樞鋼片電樞鋼片 第5章上頁下頁返回 直流電動機直流電動機第5章上頁下頁返回5.8.3 直流電動機按勵磁方式分類：直流電動機按勵磁方式分類：他勵電動機串勵電動機并勵電動機復勵電動機第5章上頁下頁返回1.1.他勵電動機他勵電動機fU+Ua電樞勵磁繞組MfIaInnTKKRKUKIRUKEnTEaEaE

47、aaaE-=-=-=02轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：nOTacba 他勵 并勵b 串勵c 復勵直流電動機的機械特性。直流電動機的機械特性。n0:理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速n:帶負載而下降的轉(zhuǎn)速帶負載而下降的轉(zhuǎn)速0nn第5章上頁下頁返回他勵電動機他勵電動機的特點的特點 機械特性圖是硬特性機械特性圖是硬特性:從空載到額定負載之從空載到額定負載之間的轉(zhuǎn)速下降約為間的轉(zhuǎn)速下降約為(28)% 能實現(xiàn)寬范圍的平滑調(diào)速：通過改變磁通能實現(xiàn)寬范圍的平滑調(diào)速：通過改變磁通，改變電樞電壓改變電樞電壓Ua和改變電樞電阻和改變電樞電阻Ra 永磁式直流電動機的工作原理及性能與他永磁式直流電動機的工作原理及性能與他勵電動機基本相同。勵電動

48、機基本相同。第5章上頁下頁返回2. .并勵電動機并勵電動機+UMfIaI并勵電動機電路圖并勵電動機和他勵電并勵電動機和他勵電動機無本質(zhì)區(qū)別，故動機無本質(zhì)區(qū)別，故他勵電動機的特性、他勵電動機的特性、結(jié)論完全適合并勵電結(jié)論完全適合并勵電動機。它們都有很好動機。它們都有很好的調(diào)速性能。即改變的調(diào)速性能。即改變電樞電壓電樞電壓U或激勵電流或激勵電流I If f的大小，就可寬范的大小，就可寬范圍地平滑調(diào)速。圍地平滑調(diào)速。第5章上頁下頁返回3.3.串勵電動機串勵電動機+UMfIaI串勵電動機的電路圖akI=2aTaTkIKIKT=則轉(zhuǎn)速：則轉(zhuǎn)速：TKKRRKUnTEfEa2-=nOTacba 他勵 并勵b

49、 串勵c 復勵直流電動機的機械特性。直流電動機的機械特性。第5章上頁下頁返回串勵電動機的特點串勵電動機的特點 機械特性是一條軟特性機械特性是一條軟特性 在空載或輕載時在空載或輕載時,轉(zhuǎn)速猛增轉(zhuǎn)速猛增,會危及人機安全會危及人機安全,故要求不低于故要求不低于30%額定負載下運行額定負載下運行 有啟動快、爬坡能力強有啟動快、爬坡能力強 廣泛應用在電力機車、城市軌道交通、地廣泛應用在電力機車、城市軌道交通、地鐵、電車、電瓶車、電動汽車等鐵、電車、電瓶車、電動汽車等第5章上頁下頁返回4.4.復勵電動機復勵電動機+UMfIaI復勵電動機的電路圖復勵電動機既可以具復勵電動機既可以具有串勵電動機的某些有串勵電

50、動機的某些優(yōu)點，使用于負載轉(zhuǎn)優(yōu)點，使用于負載轉(zhuǎn)矩變化較大，需要機矩變化較大，需要機械特性比較軟的設備械特性比較軟的設備中，又可以像并勵電中，又可以像并勵電動機那樣在空載和輕動機那樣在空載和輕載下運行。載下運行。第5章上頁下頁返回直流電動機的特點 勵磁電路不能斷開。0,輕載時電動機轉(zhuǎn)速大大升高，出現(xiàn)出現(xiàn)“飛車飛車”現(xiàn)象現(xiàn)象；重載時將造成堵轉(zhuǎn)。 要改變電機轉(zhuǎn)向，須改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，改變電樞電流的方向或改變勵磁電流的方向可使電機反轉(zhuǎn)。 實際上,由于勵磁繞組的電感較大,改變它的電流,易產(chǎn)生很大的電火花,故常用改變電樞電流的方向來改變電機轉(zhuǎn)向。第5章上頁下頁返回有一并勵直流電機有一并勵直流電機,已知已

51、知Ra=0.2, Rf=220,U=220V。（1）作為發(fā)電機運行時，如果輸出功率為）作為發(fā)電機運行時，如果輸出功率為12.1kW，求電動，求電動勢和所產(chǎn)生的全部電功率；勢和所產(chǎn)生的全部電功率；（2）作為電動機運行時（接法不變），如果輸入功率為）作為電動機運行時（接法不變），如果輸入功率為12.1kW，求電動勢和所產(chǎn)生的全部機械功率；，求電動勢和所產(chǎn)生的全部機械功率； 負載電流負載電流解：解：（1）作為發(fā)電機運行時）作為發(fā)電機運行時:勵磁電流勵磁電流I=P/U=12100/220=55A電樞電流電樞電流第五章第五章 例題例題第5章上頁下頁返回電動勢電動勢E=U+RaIa=220+0.256=2

52、31.2 V產(chǎn)生的全部電功率產(chǎn)生的全部電功率（2）作為電動機運行時：）作為電動機運行時：輸入電流輸入電流勵磁電流勵磁電流電樞電流電樞電流第5章上頁下頁返回電動勢電動勢或或E=U-RaIa=220-0.254=209.2V產(chǎn)生的全部機械功率：產(chǎn)生的全部機械功率：第5章上頁下頁返回有一臺并勵直流發(fā)電機，額定功率為有一臺并勵直流發(fā)電機，額定功率為8.5kW，額定，額定電壓為電壓為230V，額定轉(zhuǎn)速為，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min，電樞電阻為，電樞電阻為0.25，勵磁電路電阻為，勵磁電路電阻為57.5。求額定情況下的：。求額定情況下的： （1） 勵磁電流和負載電流；（勵磁電流和負載電流；（2） 電樞電

53、動勢和電樞電動勢和電流；電流； （3） 電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩解：解：負載電流：負載電流：I=PN/UN=8500/230=36.96A電樞電動勢電樞電動勢E=UN+IaRa=230+40.960.25=240.2V電樞電流電樞電流Ia=I+If=4+36.96=40.96A電磁功率電磁功率Pem=EIa=9840W電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩Tem=9550Pem/nN=64.8 Nm勵磁電流：勵磁電流：If=UN/Rf=230/57.5=4A第5章上頁下頁返回三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：220V/380V、/Y、3kW、2960r/min、50Hz、功率因

54、數(shù)、功率因數(shù)0.88、效率、效率0.86、IST/IN=7、TST/TN=1.5、Tmax/TN=2.2?；卮鹣铝袉栴}：。回答下列問題：（1）若電源的線電壓為）若電源的線電壓為220V時，應如何連接？時，應如何連接？IN、IST、TN、TST、Tmax各為多少？各為多少？（2）若電源的線電壓為）若電源的線電壓為380V時，應如何連接？時，應如何連接？IN、IST、TN、TST、Tmax各為多少？各為多少？(2) 電源的線電壓為電源的線電壓為380V時，電動機應連成星形。此時時，電動機應連成星形。此時解：（解：（1）若電源的線電壓為）若電源的線電壓為220V時，電動機應連成三角形。時，電動機應連

55、成三角形。此時此時第5章上頁下頁返回4.59550955029.841440NNNPTN mn=一臺三相鼠籠式異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)如下：一臺三相鼠籠式異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)如下：fN = 50Hz，nN = 1440 r/min，PN = 4.5 kW，UN = 380V，IN = 9.46A，N = 0.85， TS / TN = 2.2求：（求：（1）額定轉(zhuǎn)差率）額定轉(zhuǎn)差率SN、額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩TN、額定效率、額定效率N ；（2）若）若TL = 40 Nm ，電動機能否直接起動？，電動機能否直接起動？解：解：1)額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN=1440 r/min，則同步轉(zhuǎn)速應為：，則同步轉(zhuǎn)速應為：n0

56、=1500 r/min額定轉(zhuǎn)差率：額定轉(zhuǎn)差率：SN=(1500-1440)/1500=0.04額定轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)矩：第5章上頁下頁返回13cos3 380 9.46 0.855.292NNPU IkW=電機的輸入功率：電機的輸入功率：額定效率：額定效率：N=PN/P1=4.5/5.292=85.0%2) 啟動轉(zhuǎn)矩：啟動轉(zhuǎn)矩：TST=2.229.84=65.65 Nm當負載轉(zhuǎn)矩當負載轉(zhuǎn)矩TL = 40 Nm TST，可以直接起動。，可以直接起動。一臺三相鼠籠式異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)如下：一臺三相鼠籠式異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)如下：fN = 50Hz，nN = 1440 r/min，PN = 4.5 kW，U

57、N = 380V，IN = 9.46A，N = 0.85， TS / TN = 2.2第5章上頁下頁返回前面介紹的異步電動機、直流電動機等都是作為動前面介紹的異步電動機、直流電動機等都是作為動力使用的，其主要任務是能量轉(zhuǎn)換，例如將電能轉(zhuǎn)力使用的，其主要任務是能量轉(zhuǎn)換，例如將電能轉(zhuǎn)換為機械能。換為機械能。 如：伺服機將電壓信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；如：伺服機將電壓信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速； 步進機將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。步進機將脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移。 控制電機的主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號。控制電機的主要功能是轉(zhuǎn)換和傳遞信號。 對控制電機的主要要求：對控制電機的主要要求：動作靈敏、準確、動作

58、靈敏、準確、重量輕、體積小、運行可靠、耗電少等。重量輕、體積小、運行可靠、耗電少等。5.9 伺服伺服電動機電動機控制電機的種類很多，本書主要介紹控制電機的種類很多，本書主要介紹伺服機、步進機。伺服機、步進機。第5章上頁下頁返回 伺服電動機也稱為執(zhí)行電動機，用在自動控伺服電動機也稱為執(zhí)行電動機，用在自動控制系統(tǒng)和裝置中，作為執(zhí)行元件。它以電壓作為制系統(tǒng)和裝置中，作為執(zhí)行元件。它以電壓作為輸入量，以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向作為輸出量。根據(jù)輸入的輸入量，以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向作為輸出量。根據(jù)輸入的電壓信號，不斷變化轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向電壓信號，不斷變化轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。伺服電動機伺服電動機交流伺服電動機交流伺服電動機直流伺服電動機直流伺服

59、電動機第5章上頁下頁返回u+轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子CiCfifCcu+交流伺服電動機的原理示意圖5.9.1 交流伺服電動機交流伺服電動機 原理原理與兩相交流異步電與兩相交流異步電機相同，定子上裝有兩個機相同，定子上裝有兩個繞組繞組 勵磁繞組和控制勵磁繞組和控制繞組。繞組。勵磁繞組和控制繞組在空間相隔勵磁繞組和控制繞組在空間相隔9090 。第5章上頁下頁返回勵磁繞組中串聯(lián)電容勵磁繞組中串聯(lián)電容C C 的目的是為了產(chǎn)生兩相旋的目的是為了產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)磁場。勵磁繞組的接線勵磁繞組的接線U1UfIfU放放大大器器控制繞組的接線控制繞組的接線檢檢測測元元件件控制信號控制信號cUcIU第5章上頁下頁返回 適當選擇

60、電容的大小，可使通入兩個繞組的電流適當選擇電容的大小，可使通入兩個繞組的電流相位差接近相位差接近9090 ，因此便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁，因此便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動起來。場的作用下，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動起來。 1U1UfIfU例：選擇電容，可使交流伺服電機電路中的電壓電例：選擇電容，可使交流伺服電機電路中的電壓電流的相量關(guān)系如圖所示。流的相量關(guān)系如圖所示。勵磁繞組的接線勵磁繞組的接線U1UfIfU第5章上頁下頁返回放放大大器器控制繞組的接線控制繞組的接線檢檢測測元元件件控制信號控制信號cUcIU 工作時兩個繞組中產(chǎn)生的電流工作時兩個繞組中產(chǎn)生的電流 和和 的相的相位差近位差近90