第三章三相異步電動(dòng)機(jī)

1、常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院第三章 三相異步電動(dòng)機(jī)（1）n概述n三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)n三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題引入：課題引入：n異步電動(dòng)機(jī)是生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)力設(shè)備，尤其是籠型電動(dòng)機(jī)約占總?cè)萘康?0%左右。n視頻：視頻：異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用（點(diǎn)擊播放）異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用（點(diǎn)擊播放）。n討論：你所知道的異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 采用交流電勵(lì)磁的電機(jī)統(tǒng)稱為交流電機(jī)。采用交流電勵(lì)磁的電機(jī)統(tǒng)稱為交流電機(jī)。 按工作原理分類：異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)）按工作原理分類：異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)） 同步電機(jī)同步電機(jī) 其中異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子磁場的速度不等，其中異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速

2、度與定子磁場的速度不等，在固定的電網(wǎng)頻率下，電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載大小而改變的在固定的電網(wǎng)頻率下，電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載大小而改變的電動(dòng)機(jī)稱為異步電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)稱為異步電動(dòng)機(jī)；而同步電動(dòng)機(jī)的兩速度嚴(yán)格相等而同步電動(dòng)機(jī)的兩速度嚴(yán)格相等。 按定子所加交流電相數(shù)的不同，它可分為：按定子所加交流電相數(shù)的不同，它可分為： 三相、單相和兩相異步電動(dòng)機(jī)。三相、單相和兩相異步電動(dòng)機(jī)。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院YSJ三相交流異步電動(dòng)機(jī)三相交流異步電動(dòng)機(jī) 雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓雙值電容單相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓為為220V，額定頻率為，額定頻率為50Hz。廣泛用。廣泛用于空氣壓縮機(jī)、水泵、各種機(jī)械設(shè)備于空氣壓縮機(jī)、

3、水泵、各種機(jī)械設(shè)備等等三相異步電動(dòng)機(jī)圖片常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)n三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)n三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理n三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）n異步電動(dòng)機(jī)的定子 由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組三部分組成 。n異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 它的作用是帶動(dòng)其它機(jī)械設(shè)備旋轉(zhuǎn)。n異步電動(dòng)機(jī)的分類v 鼠籠式v繞線式 YBZXAC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子定子繞組定子繞組（三相）（三相）機(jī)機(jī) 座座圖3-1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成 主要用來產(chǎn)生磁場和起機(jī)械支撐作用。 包括機(jī)座、定子鐵心、定子繞組（三相

4、電機(jī)為 三相繞組），及端蓋和端蓋上的軸承。3-2 交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（2）圖3-2常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 名牌上標(biāo)有額定電壓380/220V，接法Y/的交流電機(jī)，說明定子每相額定電壓為220VY/接法接法圖3-3常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院主要由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組組成。根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的構(gòu)造不同可將轉(zhuǎn)子分為：銅導(dǎo)條鋁導(dǎo)條籠型轉(zhuǎn)子圖常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院繞線型轉(zhuǎn)子繞組圖常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目（三相異步電動(dòng)機(jī)的接課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目（三相異步電動(dòng)機(jī)的接線與通電）線與通電）n（1）用搖表測量任一接線端與電動(dòng)機(jī)外殼之間的絕緣電阻（如果小于1M，說明絕緣不佳）。n（2）將三相異步電動(dòng)機(jī)接成Y型，用萬用表電阻檔

5、測量相間電阻，判斷是否對稱（如不對稱說明有故障）。n（3）加入380V三相線電壓，觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，用鉗形電流表測量電動(dòng)機(jī)的線電流，記錄電流值。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目（三相異步電動(dòng)機(jī)的接課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目（三相異步電動(dòng)機(jī)的接線與通電）線與通電）n（4）斷開電源后，電動(dòng)機(jī)改接成型，加入220V三相線電壓，觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，用鉗形電流表測量電動(dòng)機(jī)的線電流，記錄電流值。n5.討論：怎樣初步判斷三相異步電動(dòng)機(jī)接線是否正確？兩種連接方法時(shí)，電動(dòng)機(jī)的相電壓與相電流是否相同？功率是否相同？ 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3-3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理n旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 n三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理n轉(zhuǎn)差率 常州輕工職

6、業(yè)技術(shù)學(xué)院一、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁場就是一種極性和大小不變，且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。從理論分析和實(shí)踐證明，在對稱三相繞組中流過對稱三相交流電時(shí)會(huì)產(chǎn)生這種旋轉(zhuǎn)磁場。v對稱三相繞組v對稱三相電流v旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生v旋轉(zhuǎn)磁場的的性質(zhì)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、對稱三相繞組n所謂三相對稱繞組就是三個(gè)外形、尺寸、匝數(shù)都完全相同、首端彼此互隔120、對稱地放置到定子槽內(nèi)的三個(gè)獨(dú)立的繞組，如圖所示。AYCBZ1n()電流出電流出( )電流入電流入XBiAXBYCZAiCi常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、對稱三相電流n由電網(wǎng)提供的三相電壓是對稱三相電壓，由于對稱三相繞組組成的三相負(fù)載是對稱三相負(fù)載，每相負(fù)載的復(fù)阻抗都相等

7、，所以，流過三相繞組的電流也必定是對稱三相電流。 n對稱三相電流的函數(shù)式表示為：n對稱三相電流的波形表示為：240sin120sinsintIitIitIimCmBmAAiBiCimIt常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院四、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生n 由于三相電流隨時(shí)間的變化是連續(xù)的，且極為迅速，為了能考察它所產(chǎn)生的合成磁效應(yīng)，說明旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生，我們可以選定t=60 、120 180三個(gè)特定瞬間。磁力線如圖所示。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院四、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生n 并規(guī)定：電流為正值時(shí)，從每相線圈的首端入、末端出；電流為負(fù)值時(shí)，從末端入、首端出。用符號(hào) 表示電流流出，用表示電流流入。由于磁力線是閉合曲線，對它的磁極的性質(zhì)作如

8、下假定：磁力線由定子進(jìn)入轉(zhuǎn)子時(shí)，該處的磁場呈現(xiàn)N極磁性；反之，則呈現(xiàn)S極磁性。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 60tAXYCBZSN1n60A120tXYCBZ1n 180tXBZ1nAYC旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABCXYZt=90 F F常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABCXYZF Ft=150常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABCXYZt=210 F F常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABCXYZt=270 F F常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABCXYZt=330 F F常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABCXYZt=390 F F常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ABCXYZt=450 F F常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院五、旋轉(zhuǎn)磁場的性質(zhì)n當(dāng)三相對稱電流通入

9、三相對稱繞組，必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小不變，且在空間以一定的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。 n旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是由通入三相繞組中的電流的相序決定的。即當(dāng)通入三相對稱繞組的對稱三相電流的相序發(fā)生改變時(shí)，即將三相電源中的任意兩相繞組接線互換，旋轉(zhuǎn)磁場就會(huì)改變方向。n旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度為分轉(zhuǎn)秒轉(zhuǎn)/60/111pfpfn常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院六、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院六、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理n當(dāng)定子接通三相電源后，即在定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)建立了一同步速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場。磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)將切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其方向可由右手定則確定。磁場逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，

10、導(dǎo)體相對磁極為順時(shí)針方向切斷磁力線。轉(zhuǎn)子上半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢的方向?yàn)檫M(jìn)去的，用表示；下半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢的方向?yàn)槌鰜淼模?表示。因轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，導(dǎo)體中有電流，電流方向與電勢相同。載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力，其方向由左手定則確定。這樣，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條上形成一個(gè)逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院七、轉(zhuǎn)差率n同步轉(zhuǎn)速(磁場旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速)n電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但 nn1 異步電動(dòng)機(jī)提示提示：如果ns 0s1ATsTTNB sN sm s=1 sTmCO常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院5、自然T-S特性曲線的特點(diǎn)n曲線

11、形狀分析：vAB段。因s較大，且異步電動(dòng)機(jī)中，近似為雙曲線。隨著s的減小，T反而增大。v BO段。因s很小，近似為直線。隨著s的減小，T亦減小。曲線的幾個(gè)特殊點(diǎn)的分析：v起動(dòng)點(diǎn)Av同步點(diǎn)Ov臨界點(diǎn)Bv額定點(diǎn)C 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院6、自然T-n機(jī)械特性n一、自然機(jī)械特性n1.A點(diǎn)：理想空載點(diǎn)n=n1 2.N點(diǎn)：額定點(diǎn) 3.B點(diǎn)：最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn) 4.C點(diǎn)：起動(dòng)點(diǎn)n5.主要參數(shù)：n最大轉(zhuǎn)矩Tm *起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TSt *臨界轉(zhuǎn)差Smn過載能力Km=Tm/TN，表示電動(dòng)機(jī)短時(shí)間抗負(fù)載波動(dòng)的能力。n起動(dòng)能力KSt=TSt/TN，表示電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)的能力。BNCTnA常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院7、人為機(jī)械特性方程n人

12、為機(jī)械特性就是人為地改變電源參數(shù)或電機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。三相異步電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性主要有以下兩種： n降低定子電壓的人為機(jī)械特性n轉(zhuǎn)子串電阻的人為機(jī)械特性 UNU1U2sTsmnOTmUNU1U2r1r2r3n0 Tm T sr1r2r3常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性(選講）n生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性n 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性是指生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速n與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL之間的關(guān)系，即n=f（TL）。一般可以分為以下三種： n恒轉(zhuǎn)距負(fù)載 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小不隨轉(zhuǎn)速的改變而改變的生產(chǎn)機(jī)械。主要有兩種：v反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不變，但負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向始終與生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方向相反。

13、 v位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 是指不論生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方向變動(dòng)與否，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小和方向始終不變。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性n恒功率負(fù)載 恒功率負(fù)載是指負(fù)載所需的功率為恒定值。 n通風(fēng)機(jī)型負(fù)載 通風(fēng)機(jī)型負(fù)載是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的大小與轉(zhuǎn)速n的平方成正比的生產(chǎn)機(jī)械。即TL = Kn2。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性曲線(選講）-nnn TLO TLT-TL-TLTL +nTL -nTL n0 GGT TL+n nTL0+n+TLnTL1、反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載2、位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載3、恒功率負(fù)載、恒功率負(fù)載4、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題

14、引入課題引入n課題引入：課題引入：三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，但是其起動(dòng)、調(diào)速性能不如直流電動(dòng)機(jī)。尤其是起動(dòng)時(shí)，如果方法不當(dāng)，會(huì)對電網(wǎng)、電機(jī)以及負(fù)載帶來不良影響。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3-7三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)n起動(dòng)的定義 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從零開始到穩(wěn)定運(yùn)行為止的這一過程。 n起動(dòng)的要求v電動(dòng)機(jī)應(yīng)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。v在保證一定大小的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下，起動(dòng)電流越小越好。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3-7三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)n鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)v直接起動(dòng) v降壓起動(dòng) n繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、直接起動(dòng) n直接起動(dòng)的條件一般10kW以下的電動(dòng)機(jī)都可以直接起動(dòng)。

15、kWkVAIIKNsI電動(dòng)機(jī)額定功率電源總?cè)萘?41常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、直接起動(dòng) n直接起動(dòng)的特點(diǎn)v直接起動(dòng)是最簡單的起動(dòng)方法。v直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很大， n直接起動(dòng)的接線 起動(dòng)時(shí)用閘刀開關(guān)、磁力起動(dòng)器或接觸器將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接到電源上。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、降壓起動(dòng)n降壓起動(dòng)的概念 降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓，起動(dòng)結(jié)束后加額定電壓運(yùn)行的起動(dòng)方式。n降壓起動(dòng)的特點(diǎn)v降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流。 v由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，因此降壓起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也減小較多，故此法一般適用于電動(dòng)機(jī)空載或輕載起動(dòng)。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院降壓起動(dòng)的方法n降壓起動(dòng)的方法v定子

16、串接電抗器(或電阻)的降壓起動(dòng) vY-起動(dòng) v自耦變壓器（起動(dòng)補(bǔ)償器）起動(dòng) v延邊三角形起動(dòng) (選講）常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、定子串接電抗器(或電阻)的降壓起動(dòng)n方法 起動(dòng)時(shí)，將電抗器(或電阻)接入定子電路起到降壓的目的；起動(dòng)后，切除所串的電抗器(或電阻)，電動(dòng)機(jī)在全壓下正常運(yùn)行。n特點(diǎn)v減小了起動(dòng)電流 v能耗較大 v電阻增加了控制柜的體積常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、Y-起動(dòng)n方法 起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成Y形，起動(dòng)結(jié)束運(yùn)行時(shí)定子繞組則改接成形 。接線圖（見下頁）n起動(dòng)電流： 起動(dòng)電流是直接起動(dòng)時(shí)的1/3 n起動(dòng)轉(zhuǎn)距 Y-起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是直接起動(dòng)時(shí)的1/3。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、Y-起動(dòng)n特點(diǎn)v

17、不需要增加設(shè)備，方法簡單，價(jià)格便宜。 v輕載或空載情況下，應(yīng)優(yōu)先采用 。v定子繞組是接法 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院Y-起動(dòng)的接線圖KM3YFUKM2KM1U V W圖3-20 Y-起動(dòng)的接線圖常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3、自耦變壓器（起動(dòng)補(bǔ)償器）起動(dòng)n方法 自耦變壓器也稱起動(dòng)補(bǔ)償器。起動(dòng)時(shí)將電源接在自耦變壓器初級(jí)，次級(jí)接電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)結(jié)束后切除自耦變壓器，將電源直接加到電動(dòng)機(jī)上運(yùn)行。n起動(dòng)電流n起動(dòng)轉(zhuǎn)距SSIKI21SSNSSTKTKUUTT22211即常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院w特點(diǎn)v定子繞組采用Y形或形接法都可以使用。v缺點(diǎn)是設(shè)備體積大，投資較貴。 自耦變壓器降壓起動(dòng)原理圖常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院4.例題分析（

18、1） n例32現(xiàn)有一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)Y如下：PN=10kW，nN=1460rmin， UN=380220V，星三角聯(lián)結(jié)，N=0868，COSn=088，IQ/IN=6.5，TQ/TN=1.5，試求：(1)額定電流和額定轉(zhuǎn)矩；(2)電源電壓為380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法及直接起動(dòng)的起動(dòng)電流和起動(dòng)；(3)電源電壓為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的接法及直接起動(dòng)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；(4)要求采用星一三角起動(dòng)，其起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)能否帶60和25負(fù)載轉(zhuǎn)矩。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院例題分析（2）n解：n星形聯(lián)結(jié)時(shí)，UN=380V，故相應(yīng)額定電流n INY=10 x103/1.732X380X0.88X0.868

19、19.9A；n三角形聯(lián)結(jié)時(shí)，UN=220V則相應(yīng)額定電流nIN=10 x103/1.732X220X0.88X0.86834.3An不管星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)，定子繞組相電壓相同(等于其額定相電壓)，則nTN=9550 PN/nN=9550 X 10/146065.4Nmn (2)電源電壓為380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為星形聯(lián)結(jié)，直接起動(dòng)的常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院例題分析（3）nIQY65 IN=65 X 199A= 12935AnTQY =1.5 TN=1.5x65.4=98.1 Nmn (3)電源電壓為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行應(yīng)為三角形聯(lián)結(jié)，直接起動(dòng)的 ，nIQ65 IN=65 X 34.4

20、A= 224AnTQ =1.5 TN=1.5x65.4=98.1 Nmn (4)星一三角起動(dòng)只適用于正常運(yùn)行為三角形的電動(dòng)機(jī)，故正常運(yùn)行應(yīng)在三角形，相應(yīng)電源電壓為220V。起動(dòng)時(shí)為星形聯(lián)結(jié)，定廣繞組相電壓等于其額定相電壓的1/1.732，即127V：常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院例題分析（4）n所以IQY1/3 IQ=1/3x224=74.6A nTQY = 1/3 TQ=1/3x98.1=32.7 Nmn60TN負(fù)載下起動(dòng)時(shí)的反抗轉(zhuǎn)矩n M2Q =0.6TN=0.6X654Nm=392Nmn M2QTQY，故不能起動(dòng)。n25TN負(fù)載下起動(dòng)時(shí)的反抗轉(zhuǎn)矩nM2Q =025TN=0.25 X 654Nm=1

21、6.4NmnM2Q TQY，故能起動(dòng)。n通過以上計(jì)算可知，采用不同的起動(dòng)方法時(shí)，其起動(dòng)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小是不同的：n 如要使電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)，必須使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于反抗轉(zhuǎn)矩。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院延邊三角形起動(dòng)(選講）n特點(diǎn)v它介于自耦變壓器起動(dòng)與Y-起動(dòng)方法之間v延邊三角形可采用不同的抽頭比，來滿足不同負(fù)載特性的要求。v優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省金屬，重量輕；缺點(diǎn)是內(nèi)部接線復(fù)雜 n 接線圖29 5 C 3 Bw2 48w16 7A I1s 1（a）I1s6 197 4 2 8 B 3 C 5A（b）常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)n轉(zhuǎn)子串接電阻器起動(dòng)n轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng) 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院1

22、、轉(zhuǎn)子串接電阻器起動(dòng)n方法 起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子回路中串接起動(dòng)電阻器，借以提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)因轉(zhuǎn)子回路中電阻的增大也限制了起動(dòng)電流；起動(dòng)結(jié)束，切除轉(zhuǎn)子回路所串電阻。為了在整個(gè)起動(dòng)過程中得到比較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，需分幾級(jí)切除起動(dòng)電阻。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、轉(zhuǎn)子串接電阻器起動(dòng)n特點(diǎn)v在整個(gè)起動(dòng)過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩都是比較大的，適合于重載啟動(dòng)，廣泛用于橋式起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、龍門吊車等重載設(shè)備。v其缺點(diǎn)是所需起動(dòng)設(shè)備較多，起動(dòng)時(shí)有一部分能量消耗在起動(dòng)電阻上，起動(dòng)級(jí)數(shù)也較少。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)接線圖和特性曲線321hidfb0gecaan1nO TL Ts2 Ts1 TR3KM3KM2KM1R2R

23、1常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)n頻敏變阻器 實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)鐵損很大的電抗器。它是一個(gè)三相鐵心線圈，其鐵心不用硅鋼片而用厚鋼板疊成。鐵心中產(chǎn)生渦流損耗和一部分磁滯損耗，鐵心損耗相當(dāng)于一個(gè)等值電阻，其線圈又是一個(gè)電抗，其電阻和電抗都隨頻率變化而變化。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)n接線圖（見下頁）n特點(diǎn)v具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜、維護(hù)方便、無觸點(diǎn)、運(yùn)行可靠、起動(dòng)平滑等優(yōu)點(diǎn)。v它具有一定的線圈電抗，功率因數(shù)較低，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要小一些，故一般適用于電機(jī)的輕載起動(dòng) 。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器的接線圖 A B C A B CKM 視頻：繞線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用（點(diǎn)擊播放）視頻：

24、繞線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用（點(diǎn)擊播放） 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3-8三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速由可知調(diào)速的方法有：n變極調(diào)速n變頻調(diào)速n改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速)1 (60)1 (11spfsnn常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、變頻調(diào)速n原理 在定子繞組極對數(shù)一定的情況下，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1與電源頻率f1成正比，所以連續(xù)地調(diào)節(jié)頻率就可以平滑地調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。n特點(diǎn)v一是能平滑無級(jí)調(diào)速、調(diào)速范圍廣、效率高。v二是因特性硬度不變，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好。v三是可以通過調(diào)頻改善起動(dòng)性能。v主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)較復(fù)雜、成本較高。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院變頻調(diào)速注意點(diǎn)注意點(diǎn)n注意注意 在變頻調(diào)速中，由定子電勢方程式U1E1=4.44f1w1Kw1m

25、可以看出，當(dāng)降低電源頻率f1調(diào)速時(shí)，若電源電壓U1不變，則磁通m將增加，使鐵心飽和，從而導(dǎo)致勵(lì)磁電流和鐵損耗的大量增加，電機(jī)溫升過高，這是不允許的。因此在變頻調(diào)速的同時(shí)，為保持磁通m不變，就必須降低電源電壓，使U1/f1為常數(shù)。另在變頻調(diào)速中，為保證電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)維持電機(jī)的過載能力不變常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、變極調(diào)速n在電源頻率不變的條件下，改變電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速就會(huì)發(fā)生變化，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。n變極一般采用反向變極法，即通過改變定子繞組的接法，使之半繞組中的電流反向流通，極數(shù)就可以改變。這種因極數(shù)改變而使其同步速發(fā)生相應(yīng)變化的電機(jī)，我們稱之為多速電動(dòng)機(jī)。其轉(zhuǎn)子均采用鼠籠

26、式轉(zhuǎn)子，因其感應(yīng)的極數(shù)能自動(dòng)與定子變化的極數(shù)相適應(yīng)。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、變極調(diào)速n接線圖n左圖為四極n右圖為兩級(jí)U UN V WU V W常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目課內(nèi)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n雙速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行觀察：雙速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行觀察：n將雙速電動(dòng)機(jī)接成低速狀態(tài)，通電運(yùn)行并觀察旋轉(zhuǎn)速度；斷電后接成高速狀態(tài)，重新通電運(yùn)行并觀察旋轉(zhuǎn)速度。n討論：雙速電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，應(yīng)該先低速起動(dòng)還是先高速起動(dòng)？（低速，轉(zhuǎn)矩大）常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速n改變定子電壓調(diào)速 n轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 n串級(jí)調(diào)速 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、改變定子電壓調(diào)速n原理 對于轉(zhuǎn)子電阻大、機(jī)械特性曲線較軟的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，如所加

27、在定子繞組上的電壓發(fā)生改變，則負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL對應(yīng)于不同的電源電壓U1、U2、U3，可獲得不同的工作點(diǎn)，從而獲得不同的轉(zhuǎn)速。 n特點(diǎn) v電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍很寬。v缺點(diǎn)是低壓時(shí)機(jī)械特性太軟，轉(zhuǎn)速變化大， 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速n原理 轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)最大轉(zhuǎn)矩不變，臨界轉(zhuǎn)差率加大。所串電阻越大，則運(yùn)行段機(jī)械特性的斜率越大。轉(zhuǎn)子串電阻R1前后有n特點(diǎn)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單，主要用于中、小容量的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，如橋式起動(dòng)機(jī)等。 常數(shù)basRrsr122常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3、串級(jí)調(diào)速（選講）n概念 串級(jí)調(diào)速，就是在異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路串入一個(gè)三相對稱的附加電勢，其頻率與轉(zhuǎn)子電勢相同，改

28、變的大小和相位，就可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 n分類v低同步串級(jí)調(diào)速 轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速v超同步串級(jí)調(diào)速 轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速n特點(diǎn) 它也是只適用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3-9三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與制動(dòng)（補(bǔ)充）n一、反轉(zhuǎn)n反轉(zhuǎn)原理 電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決于定子旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向。因此只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，就能使三相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 n方法 互換電源的任意兩相，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)A B CM3電電 源源反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)M3電電 源源A B C常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)n目的v在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物時(shí)，運(yùn)輸工具在下坡運(yùn)行時(shí)）使設(shè)備保持一定

29、的運(yùn)行速度。v在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)減速和停止。n制動(dòng)方法 v機(jī)械制動(dòng)：利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)從電源切斷后能迅速停轉(zhuǎn)。 v電氣制動(dòng)：使異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n的方向相反。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣制動(dòng)的方法n電氣制動(dòng)的方法v能耗制動(dòng)v反接制動(dòng)v回饋制動(dòng)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、能耗制動(dòng)n方法：將運(yùn)行著的異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組從三相交流電源上斷開后，立即接到直流電源上。 n原理：當(dāng)定子繞組通入直流電源，將在電機(jī)中將產(chǎn)生一個(gè)恒定磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子因機(jī)械慣性按原轉(zhuǎn)速方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體會(huì)切割這一恒定磁場，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流。轉(zhuǎn)子電流又和恒定磁場相互作

30、用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩T，根據(jù)右手定則可以判斷電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，則T為一制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將迅速下降，當(dāng)n = 0時(shí)，T = 0，制動(dòng)過程結(jié)束。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院1、能耗制動(dòng)n特點(diǎn)：v能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)較平穩(wěn)。v缺點(diǎn)是需要一套專門的直流電源供制動(dòng)用。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院2、反接制動(dòng)n電源反接制動(dòng)v方法 改變電動(dòng)機(jī)定子繞組與電源的聯(lián)接相序 v原理 當(dāng)電源的相序發(fā)生變化，旋轉(zhuǎn)磁場n1立即反轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩都改變方向。因機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向未發(fā)生變化，則電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n方向相反，電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)制動(dòng)過程我們稱為電

31、源反接制動(dòng)。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院倒拉反接制動(dòng)n倒拉反接制動(dòng) v方法 當(dāng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載時(shí)，在其轉(zhuǎn)子回路中串入很大的電阻。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院倒拉反接制動(dòng)v原理 在轉(zhuǎn)子回路串入很大的電阻，機(jī)械特性變?yōu)樾甭屎艽蟮那€，因機(jī)械慣性，工作點(diǎn)向下移。此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速下降。當(dāng)電機(jī)減速至n = 0，電磁轉(zhuǎn)矩仍小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，在位能負(fù)載的作用下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，工作點(diǎn)繼續(xù)下移。此時(shí)因n0，電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，直至電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)才穩(wěn)定運(yùn)行。 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3、回饋制動(dòng) n方法 電動(dòng)機(jī)在外力（如起重機(jī)下放重物）作用下，使其電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。n原理 起重機(jī)

32、下放重物。在下放開始時(shí)，n0，T0，機(jī)械特性在第象限，屬拖動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩。換句話說，若由于某種原因使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)后，電磁轉(zhuǎn)矩能使電動(dòng)機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)行。n當(dāng)n0，T0，機(jī)械特性在第象限，T仍為拖動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩。同樣，若電動(dòng)機(jī)已經(jīng)反轉(zhuǎn)了，則仍能繼續(xù)反轉(zhuǎn)。 由機(jī)械特性可知：單相異步電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是不能自行起動(dòng)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院3、兩相異步電動(dòng)機(jī)n概念 在單相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上裝有兩個(gè)繞組，一個(gè)是主繞組A，也稱運(yùn)行繞組；另一個(gè)是副繞組B，也稱起動(dòng)繞組。兩個(gè)繞組在定子中嵌放的空間位置相差900電角度。 n旋轉(zhuǎn)磁勢的特點(diǎn) 當(dāng)主副繞組通入時(shí)間上的相位差為900的電流，應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)的分析方法，可知?dú)庀吨挟a(chǎn)

33、生的也為一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢，形成圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)就能夠轉(zhuǎn)起來。 如果對稱條件破壞，則氣隙中的磁場將變?yōu)闄E圓形旋轉(zhuǎn)磁勢，形成一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院4、橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場n橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢可以分解為兩個(gè)放置方向相反、幅值不同的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢，轉(zhuǎn)速的大小均為同步速n1。常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院5、單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法n單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)的原理 實(shí)際使用的單相異步電動(dòng)機(jī)有兩套繞組，且兩套繞組接同一個(gè)電源。為使流入兩套繞組中的電流相位不同，需要人為地使它們的阻抗不同，這種方法稱為分相。分相的結(jié)果使電機(jī)氣隙中出現(xiàn)了橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而使電機(jī)具有一定的自行起動(dòng)能力。 n單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)的方法v電容分相 v電阻分相 v罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院5、單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法n單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)的原理 實(shí)際使用的單相異步電動(dòng)機(jī)有兩套繞組，且兩套繞組接同一個(gè)電源。為使流入兩套繞組中的電流相位不同，需要人為地使它們的阻抗不同，這種方法稱為分相。分相的結(jié)果使電機(jī)氣隙中出現(xiàn)了橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，從而使電機(jī)具有一定的自行起動(dòng)能力。 n單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)的方法v電容分相 v電阻分相 v罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院6、電容分相單相異步電動(dòng)機(jī)n電容分相起動(dòng)的單相異步