第二部分__三相異步電動(dòng)機(jī)

1、三相異步電動(dòng)機(jī)分為三相異步電動(dòng)機(jī)分為：繞線型異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)第二部分第二部分 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)一、一、 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與工作原理與工作原理下面是它主要部件的拆分圖。下面是它主要部件的拆分圖。 右圖是一臺(tái)三相鼠籠型異步電右圖是一臺(tái)三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的外形圖。動(dòng)機(jī)的外形圖。（一）定子（一）定子 定子鐵心：定子鐵心：用用0.5mm厚的硅鋼片疊制而成，用厚的硅鋼片疊制而成，用于嵌放定子繞組。于嵌放定子繞組。 定子繞組：定子繞組：是定子的電路部分，用銅漆包線繞是定子的電路部分，用銅漆包線繞制而成。制而成。異步電機(jī)主要由定子

2、和轉(zhuǎn)子兩部分組成。一、一、 三相異步電動(dòng)機(jī)的三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與工作原理與工作原理定子繞組的聯(lián)接：定子繞組的聯(lián)接：U1U2V1V2W1W2U1V1W1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子繞組定子繞組星接星接定子繞組定子繞組角接角接端子端子（二）轉(zhuǎn)子（二）轉(zhuǎn)子有兩種：有兩種：鼠籠型鼠籠型和和繞線型。繞線型。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等組成。鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖這種電機(jī)的特點(diǎn)是：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串入附加電這種電機(jī)的特

3、點(diǎn)是：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串入附加電阻，來(lái)改善電機(jī)的起動(dòng)性能或作轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用。阻，來(lái)改善電機(jī)的起動(dòng)性能或作轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用。 三相三相繞線型繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。繞組的三個(gè)出轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。繞組的三個(gè)出線端子接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三銅環(huán)上，通線端子接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三銅環(huán)上，通過(guò)電刷引出。過(guò)電刷引出。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理（一）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（一）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生條件：在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生條件：在對(duì)稱對(duì)稱的三相的三相繞組中通入繞組中通入對(duì)稱對(duì)稱的三相正弦交流電，即可的三相正弦交流電，即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理二、三相異步電動(dòng)

4、機(jī)的工作原理兩極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組兩極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組 對(duì)兩極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)正弦交流電對(duì)兩極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)正弦交流電變化一周變化一周，合成磁，合成磁場(chǎng)在空間正好場(chǎng)在空間正好旋轉(zhuǎn)了一周旋轉(zhuǎn)了一周。min/ r 30001506060 , 11pfnp兩極三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩極三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 四極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞四極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組組四極三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)四極三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 對(duì)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)對(duì)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)正弦交流電變化一周正弦交流電變化一周，合成，合成磁磁場(chǎng)場(chǎng)在空間正好在空間正好旋轉(zhuǎn)了半周旋轉(zhuǎn)了半周1800。min/ r 150

5、02506060 20pfnp，因此，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)越多，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速越低。因此，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)越多，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速越低。2. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速：pfn11603.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向由通入定子繞組由通入定子繞組三相交流電的相三相交流電的相序決定序決定。改變?nèi)嘟涣麟姷南嘈蚣纯筛淖冃D(zhuǎn)磁場(chǎng)的。改變?nèi)嘟涣麟姷南嘈蚣纯筛淖冃D(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向。即將接到電動(dòng)機(jī)上的三相電源線的任意兩根對(duì)方向。即將接到電動(dòng)機(jī)上的三相電源線的任意兩根對(duì)調(diào)即可。調(diào)即可。 各種極數(shù)的電機(jī)的各種極數(shù)的電機(jī)的n0 2極（極（p1）n13000（r/min） 4極（極（

6、p2）n11500（r/min） 6極（極（p3）n11000（r/min） 8極（極（p4）n1750 （r/min） 一般的額定轉(zhuǎn)速低于這個(gè)值，如一般的額定轉(zhuǎn)速低于這個(gè)值，如4極電機(jī)區(qū)極電機(jī)區(qū)1450r/min左右左右 （二）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)（二）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)S= 11nnn1.轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)原理轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)原理2.轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)差率s圖2-27三相異步電動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理 )1 (60)11111spfsnsnnn（三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率 SN=0.010.07。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:1 ,0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)差

7、率最?。?，轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)速( 0 1snn11nnnS由于2.額定電壓、額定電流均指額定電壓、額定電流均指線值線值。1.電動(dòng)機(jī)的額定功率電動(dòng)機(jī)的額定功率:指的是指的是軸上的輸出功軸上的輸出功率率。即。即NNNNNIUPPcos32NNNIUPcos31%PP1001222cossmTICT 常數(shù)常數(shù)每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的2cos（牛頓（牛頓 米）米）由電機(jī)原理由電機(jī)原理推出推出結(jié)論：結(jié)論：T與轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比與轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比22222121)(sXRsRfUCT 單位（單位（N .m）21UT mmmSSSST2NNmNmmnPTT9550)1(mm

8、NmSS其中其中:NNNnPT955011NNnnSn)(Tfn n1TNTnNTstTmaxNNNnPT9550NststTTKn0NmmTT 21UT 22XRsm Tm= 22112XUfC22222211XRRUfcst22XRsm T Tm m= = 22112XUfC22222211XRRUfcstPfn1160Sm1，Tst隨隨RP的增大而增的增大而增大，大， Sm1時(shí)，時(shí)，Tst隨隨RP的增的增大而減小。大而減小。 1.起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程稱為起動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)稱起動(dòng)。穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程稱為起動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)稱起動(dòng)。 鼠籠式電機(jī)起動(dòng)

9、電流鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流Ist為額為額定電流的定電流的4 7 倍。倍。 10千瓦以下的電機(jī)采用。千瓦以下的電機(jī)采用。 降壓起動(dòng)方法降壓起動(dòng)方法Y 減壓起動(dòng)減壓起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)定子串接電阻或電抗器減壓起動(dòng)定子串接電阻或電抗器減壓起動(dòng)為了保證啟動(dòng)過(guò)程平衡快速，一般為了保證啟動(dòng)過(guò)程平衡快速，一般Tst1啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩=(1.52)TNTst2切換轉(zhuǎn)矩切換轉(zhuǎn)矩=(1.11.2) TN 頻敏變阻器是一個(gè)鐵芯損耗很大的三相電抗器。接成星形。制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)1.機(jī)械制動(dòng)：機(jī)械制動(dòng)：利用外加機(jī)械力使電動(dòng)機(jī)迅速停止利用外加機(jī)械力使電動(dòng)機(jī)迅速停止的方

10、法。的方法。2.電氣制動(dòng)電氣制動(dòng):使電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)使電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反旋轉(zhuǎn)方向相反,其制動(dòng)作用。其制動(dòng)作用。3.電氣制動(dòng)有電氣制動(dòng)有:反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)。（一（一 ）反接制動(dòng)：）反接制動(dòng)： 反接制動(dòng)有：反接制動(dòng)有：電源反接制動(dòng)電源反接制動(dòng)和和倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng) 注意：注意：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，應(yīng)及時(shí)切接近于零時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電源，以防電動(dòng)機(jī)反斷電源，以防電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：反接制動(dòng)線路簡(jiǎn)反接制動(dòng)線路簡(jiǎn)單，制動(dòng)力大，制動(dòng)效單，制動(dòng)力大，制動(dòng)效果好。但由于沖擊大，果好。但由于沖擊大，制動(dòng)電流大

11、，能耗大。制動(dòng)電流大，能耗大。不宜在頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合不宜在頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合下使用。下使用。1-11nnnS1)(1111nnnnnnS特點(diǎn)：能量損耗大，但能獲得任意低的轉(zhuǎn)速來(lái)下放重物，安全性好。M3+-運(yùn)行運(yùn)行制動(dòng)制動(dòng)n F轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子能耗制動(dòng)：能耗制動(dòng)：停車時(shí)，斷開(kāi)交流電源，接至直流停車時(shí)，斷開(kāi)交流電源，接至直流 電源上，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；電源上，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)變成了一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)：能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)變成了一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)：其輸入使電其輸入使電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能，它的負(fù)載是轉(zhuǎn)子電路的電阻，其電壓和動(dòng)機(jī)的動(dòng)能，它的負(fù)載是轉(zhuǎn)子電路的電阻，其電壓和頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低而降低。其特性在頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低而降低。其

12、特性在象限。象限。增加轉(zhuǎn)子電阻增加轉(zhuǎn)子電阻增加直流電壓 特點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)、能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速停車，且不會(huì)實(shí)現(xiàn)反向起動(dòng)，制動(dòng)比較經(jīng)濟(jì)。但當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，制動(dòng)效果差。 使用場(chǎng)合：電動(dòng)機(jī)容量較大，制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。 起重機(jī)就是應(yīng)用反向回饋制動(dòng)來(lái)獲得重物高速穩(wěn)定下放的。將電動(dòng)機(jī)正向電源反接。 轉(zhuǎn)子串電阻越大，下放速度越高。0-1111nnnnnnS 發(fā)生在變級(jí)調(diào)速或變頻調(diào)速過(guò)程中，由高速檔變?yōu)榈退贆n的降速過(guò)程中。011nnnSpfsnsn1160)1 ()1 ( 變極原理：變極原理： 只要將兩個(gè)只要將兩個(gè)“半相繞組半相繞組”中的任一個(gè)中的任一個(gè)“半相繞半相繞組組”中的電流反向，就可以將極對(duì)數(shù)增加一倍

13、（順串中的電流反向，就可以將極對(duì)數(shù)增加一倍（順串)或減或減少一倍（反串或反并）。少一倍（反串或反并）。改變繞組接線的同時(shí)，必須將改變繞組接線的同時(shí)，必須將V、W兩相出線端對(duì)調(diào)。兩相出線端對(duì)調(diào)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 變極后，極對(duì)數(shù)減半，轉(zhuǎn)速增加一倍，輸出功變極后，極對(duì)數(shù)減半，轉(zhuǎn)速增加一倍，輸出功率增大一倍，輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于率增大一倍，輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)性質(zhì)。 適用于拖動(dòng)適用于拖動(dòng)起重機(jī)、電梯、運(yùn)輸帶起重機(jī)、電梯、運(yùn)輸帶等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速。調(diào)速。改變電源頻率從而使電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速變化達(dá)到調(diào)速。改變電源頻率從而使電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速變化達(dá)到調(diào)速。要求：要求：U1必須隨頻

14、率的變化作正比變化。必須隨頻率的變化作正比變化。1111fUfU 變頻調(diào)速是以變頻器向交流電動(dòng)機(jī)供電，并構(gòu)成變頻調(diào)速是以變頻器向交流電動(dòng)機(jī)供電，并構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)。 變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換成變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換成可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電的變換器。可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電的變換器。 交交-交變頻器交變頻器 交交-直直-交變頻器交變頻器 為為恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速。于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速。在轉(zhuǎn)子回路串入大小和相位可在轉(zhuǎn)子回路串入大小和相位可以調(diào)節(jié)的三相對(duì)稱的附加電以調(diào)節(jié)的三相對(duì)稱的附加電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)Ef 。如圖所示：為晶閘管串級(jí)調(diào)

15、速如圖所示：為晶閘管串級(jí)調(diào)速原理圖。原理圖。 控制逆變器的逆變角，控制逆變器的逆變角，就可改變逆變器的電壓，即就可改變逆變器的電壓，即改變了反電勢(shì)的大小，從而改變了反電勢(shì)的大小，從而達(dá)到調(diào)速的目的。達(dá)到調(diào)速的目的。 這種調(diào)速具有這種調(diào)速具有恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)，損耗小、效率高，調(diào)速性質(zhì)，損耗小、效率高，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上具有優(yōu)越性。在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上具有優(yōu)越性。a)曲線曲線1通風(fēng)機(jī)負(fù)載，調(diào)速范圍較寬。曲線通風(fēng)機(jī)負(fù)載，調(diào)速范圍較寬。曲線2恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，范圍恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，范圍較窄較窄b)采用轉(zhuǎn)子電阻較大的采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，調(diào)速范圍較寬，但特，調(diào)速范圍較寬，但特性較軟，運(yùn)行穩(wěn)定性差。采用測(cè)速反饋的閉環(huán)調(diào)速控制。性較軟，運(yùn)行穩(wěn)定性差。采用測(cè)速反饋的閉環(huán)調(diào)速控制。 耐壓試驗(yàn)：耐壓試驗(yàn)： 轉(zhuǎn)子的耐壓值：轉(zhuǎn)子的耐壓值：電機(jī)接電機(jī)接2倍的定子額定電壓加上倍的定子額定電壓加上1000伏，歷時(shí)一分鐘。伏，歷時(shí)一分鐘。 比如額定電壓為比如額定電壓為380V的電