《異步電動機》-2教學課件

第15章異步電動機15.1三相異步電動機的根本構造與工作原理15.2三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性15.3三相異步電動機的額定數據15.5單相異步電動機15.4三相異步電動機的使用1第15章異步電動機15.1三相異步電動機的根本構電動機的應用2電動機的應用2交流電動機電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、異勵、串勵、復勵本章重點學習鼠籠式異步交流電動機：基本結構、工作原理、機械特性、控制方法電動機的分類3交流電動機電動機直流電動機鼠籠式異步機他勵、異勵、串勵、復勵15.1三相異步電動機的根本構造和工作原理15.1.1根本構造定子鐵心定子繞組轉軸轉子風扇罩殼軸承機座接線盒端蓋軸承蓋415.1三相異步電動機的根本構造和工作原理15.1.1根三相異步電動機的根本構造5三相異步電動機的根本構造5V2V1W2U2U1W12〕三相對稱的定子繞組：用于產生旋轉磁場1、定子：鐵心、線圈〔繞組〕U1U2V1V2W1W2可以連成星型或三角型，與三相電源相連1〕鐵心：硅鋼片疊成機座定子定子繞組〔三相〕6V2V1W2U2U1W12〕三相對稱的定子繞組：用于產生旋轉在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。線繞式：接成星型的三相繞組鼠籠式：繞組短路鼠籠轉子V2V1W2U2U1W1轉子2.轉子：鐵心、繞組、轉軸轉軸1〕鐵心：硅鋼片疊成2〕繞組：7在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。線繞式：接成星型的三15.1.2三相異步電動機的旋轉磁場1.旋轉磁場的產生BiAXBYCZAiCiiAImiBiCCZAXYBNSt=0815.1.2三相異步電動機的旋轉磁場1.旋轉磁場的產生Bi60CZAXYBNSn0t=60t=120NSn0ZCAXBYt=180NSn0ZCAXBY同理可得其他時刻旋轉磁場的方向。iAImiBiC960CZAXYBNSn0t=60t=120NSn010101111結論：1〕旋轉磁場的轉向旋轉磁場的方向取決于三相電流的相序?！伯旊娏鞯南嘈驗锳-B-C時，旋轉磁場的方向沿繞組的首端A-B-C的方向，與電流相序一致?！橙我庹{換電源線中的兩相，旋轉磁場與原方向相反。12結論：1〕旋轉磁場的轉向旋轉磁場的方向取決于三相電流的相序。13132〕旋轉磁場的極數(p)當每相繞組只有一個線圈，繞組的始端相差120

產生的旋轉磁場具有一對極，即p=1。CZAXYBNSBiAXBYCZAiCi142〕旋轉磁場的極數(p)當每相繞組只有一個線圈，繞組的始端C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'當每相繞組只有兩個線圈，繞組的始端相差60

產生的旋轉磁場具有兩對磁極，即p=2。iAiBiC電流變化60，旋轉磁場順時針轉過30。15C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'當每相繞組只有兩個線圈，電流變化一周，旋轉磁場在空間上順時針轉過18016電流變化一周，旋轉磁場在空間上順時針轉過18016旋轉磁場的轉速通常稱為：電動機的同步轉速min)/r(pf60n0=p

—旋轉磁場的極對數對電動機來講，f和p

通常是一定的，此時n0為常數f

—電源電流的頻率極對數每電流周期，磁場轉過角度同步轉速(f=50HZ)p=13603000r/minp=21801500r/minp=31201000r/min17旋轉磁場的轉速通常稱為：電動機的同步轉速min)/r(pf6如果要產生三對極，即p=3的旋轉磁場，如何實現？每相繞組有三個線圈串聯，每相繞組的首端在空間上相差40〔120/p〕的空間角。3〕旋轉磁場的轉速p=1電流在時間上變化一周磁場在空間上變化一周f：電流的頻率旋轉磁場的轉速：n0=60f〔r/min〕p=2電流在時間上變化一周磁場在空間上變化半周旋轉磁場的轉速：n0=60f/2〔r/min〕18如果要產生三對極，即p=3的旋轉磁場，如何實現？每相繞組有15.1.3三相異步電動機的工作原理SN0nFn三相定子繞組接入三相電源，產生旋轉磁場；旋轉磁場切割轉子導體，在轉子導體中產生感應電動勢，短路的轉子導體產生感應電流；載流導體〔轉子導體〕在磁場中受力，轉子旋轉。1.電動機轉動原理1915.1.3三相異步電動機的工作原理SN0nFn三相定子2.電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速n電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但

異步電動機無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流如果旋轉磁場轉速:n0202.電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速n電機轉子轉轉差率的概念：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。電動機起動瞬間:1

,0==sn〔轉差率最大〕電動機額定負載運行時:

S=0.01~0.0921轉差率的概念：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。一三相異步電動機的額定轉速

n=1470r/min。求：P=？SN=？解：從額定轉速可知：P=2，

n0=1500r/min例122一三相異步電動機的額定轉速n=1470r/min。求：P15.2.1三相異步電動機的電磁轉矩15.2三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性每相定、轉子電路i2R1R2i1u1e1e1e2e2：主磁通產生的感應電動勢；e1e2、：漏磁通產生的感應電動勢。e1e2、u1：電源電壓；i1：定子電流；R1：定子電阻；R2：轉子電阻；2315.2.1三相異步電動機的電磁轉矩15.2三相異步電動機的電磁關系定子電路u1=R1i1-e1-e1忽略R1和e1U1

E1=4.44k1f1N1i2R1R2i1u1e1e1e2e2

f1——外加電源的頻率N1——每相定子繞組的匝數

——通過每相繞組磁通的最大值，在數值上

等于旋轉磁場的每極磁通。24電動機的電磁關系定子電路u1=R1i1-e1-e1忽略R1結論1〕當電源電壓U1的大小和頻率f1一定時，每極磁通的大小一定；2〕Φm由定子電流和轉子電流共同產生。25結論1〕當電源電壓U1的大小和頻率f1一定時，每極磁通的大小轉子電路轉子頻率

f2〔旋轉磁場與轉子間的相對轉速為〔n0-n〕轉子電動勢E2轉子感抗X226轉子電路轉子頻率f2〔旋轉磁場與轉子間的相對轉速為〔n0-轉子電流I2轉子電路的功率因數cos2nS010n

0I2cosf2n

S

I2

、cos2n

S

I2

、cos227轉子電流I2轉子電路的功率因數cos2nS010n0I2轉子電路的各個物理量均與轉差率有關，即與轉子轉速有關。結論28轉子電路的各個物理量均與轉差率有關，即與轉子轉速有關。結論222cosfIΦKTmT=電磁轉矩轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉距之總和。代入參數：2922cosfIΦKTmT=電磁轉矩轉子中各載流導體在旋轉得轉矩表達式：U1——定子繞組的相電壓TU12

電源電壓變化時，對轉矩的影響很大；轉矩T還受轉子電阻的影響；當R2、X20為常數，電源電壓U1和f1一定時，電磁轉矩T只隨轉差率S〔轉子轉速n〕變化。30得轉矩表達式：U1——定子繞組的相電壓TU12)(Tfn=10n0Tn轉矩特性曲線n機械特性曲線31)(Tfn=10n0Tn轉矩特性曲線n機械特性曲線3115.2.2機械特性n0TnNTnN1.電動機等速運行的條件T=TC電磁轉矩=阻力轉矩阻力轉矩：主要是電動機軸上的機械負載轉矩T2

和電動機的空載損耗轉矩〔主要是機

械損耗轉矩〕T0TC=T2+T0

T2忽略T0，電動機等速運行的條件：T=T23215.2.2機械特性n0TnNTnN1.電動機等速運行T=T2

勻速運行減速運行加速運行T<T2T>T2電動機的運行狀態(tài)：2.三個重要轉矩1〕額定轉矩TNn0TnP2——輸出的機械功率N·m33T=T2勻速運行減速運行加速運行T<T22〕最大轉矩Tm電動機能夠產生的最大轉矩。dTdS=0由R2X20Sm=Sm—最大轉矩時的轉差率TmU12

，而與轉子電阻R2無關。SmR2,R2

Sm

nm342〕最大轉矩Tm電動機能夠產生的最大轉矩。dTdS=0由R過載系數在短時間內，電動機的負載轉矩可以超過額定轉矩運行，這種短時允許過載能力用過載系數表示。通常為1.8~2.2NTTm=lm思考：降低電壓U1，使Tm減小，如果Tm<T2，出現什么現象？Tn當Tm<T2

T<T2

電機減速轉速n迅速下降至0電機停轉轉子導條以n0速度切割磁力線電流迅速升高電機過熱、燒毀悶車〔堵轉〕TmT235過載系數在短時間內，電動機的負載轉矩可以超過額定轉矩運行，這3〕起動轉矩Tst電動機在起動瞬間的轉矩Tstn=0n0Tn啟動系數通常為0.8~2NTTSt=lS363〕起動轉矩Tst電動機在起動瞬間的轉矩Tstn=0n0T

，U1

Tst

stT

U12起動轉矩與負載轉矩無關！LstTT>TSt體現了電動機帶載起動的能力。若

電機能起動，否則將起動不了。

R2

Tst

stT

R2Tst越大，起動過程越快，時間越短。一臺三相異步電動機，空載啟動和滿載啟動時啟動轉矩是否一樣？37，U13.電動機運行的兩個區(qū)域1〕不穩(wěn)定運行區(qū)〔b、c段〕TnbcT2ee'T2'T2"啟動時Tst>T2

電機加速

轉速沿機械特性曲線上升

上升到e'點

T=T2'

電機進入穩(wěn)定區(qū)運行。假設負載變化使T2增加T2">T2T不能突變T<T2"

電機減速

轉速沿機械特性曲線下降很快到達n=0

發(fā)生悶車383.電動機運行的兩個區(qū)域1〕不穩(wěn)定運行區(qū)〔b、c段〕TnbTnab2〕穩(wěn)定運行區(qū)〔a、b段〕T2n假設：電動機穩(wěn)定運行在e點。T=T2假設負載變化使T2減小T2'<T2T不能突變T>T2'

電機加速T2'n'ee'

轉速沿機械特性曲線上升

上升到e'點

T=T2'電機到達新的穩(wěn)定狀態(tài)，轉速為n'—

n'<n假設負載變化使T2增加T2">T2T不能突變T<T2"

電機減速

轉速沿機械特性曲線下降

下降到e"點

T=T2"

電機到達新的穩(wěn)定狀態(tài)，轉速為n"—

n">ne"n"T2"39Tnab2〕穩(wěn)定運行區(qū)〔a、b段〕T2n假設：電動機穩(wěn)定運行TnbcT2ee'T2'T2"電動機的穩(wěn)定運行區(qū)比較平坦，轉速變化不大。電動機只能在穩(wěn)定區(qū)運行，不能穩(wěn)定運行在不穩(wěn)定區(qū)。n0=1500r/min的電動機能否穩(wěn)定運行在750r/min?不能！電機在750r/min進入不穩(wěn)定區(qū)。40TnbcT2ee'T2'T2"電動機的穩(wěn)定運行區(qū)比較平坦，轉15.3三相異步電動機的銘牌數據4115.3三相異步電動機的銘牌數據411.型號：Y132M—4三相異步

電動機機座中心高（mm）機座長度代號：

S—短機座

M—中機座

L—長機座磁極數（個數）2.額定電壓：額定運行時，定子繞組上應加的線電壓。一般規(guī)定電動機的電壓不應高于或低于額定值的5%。3.額定電流：額定運行時，定子繞組的線電流。421.型號：Y132M—4三相異步4.功率和效率：額定功率：電動機在額定運行狀態(tài)下，其轉子軸

上輸出的機械功率。額定運行狀態(tài)：定子加額定電壓，轉子帶額定負載。效率：輸入功率

P1N：434.功率和效率：額定功率：電動機在額定運行狀態(tài)下，其轉子軸

5.功率因數電機的功率因數指定子的功率因數。電機的功率因數是變量，不同的工作狀態(tài)cos不同。6.轉速電源電壓=UN，頻率=fN，電機的輸出功率=P2N

時，電動機每分鐘的轉數。7.接法定子三相繞組的接法。例：銘牌數據：380/220、Y/指：UL=380v時，采用Y形連接

UL=220v時，采用形連接445.功率因數電機的功率因數指定子的功率因數。電機的功率因數是U1

V1W1U2V2W2U1

V1W1U2V2W2聯接方式：Y/接法U1V1W1U2V2W2接線盒U1U2V1V2W1W2U1

V1W1U2V2W2Y形

形45U1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2聯接方式15.4.1三相異步電動機的起動1.起動狀態(tài)起動時n=0，轉子導條切割磁力線速度很大。大電流使電網電壓降低影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響起動電流大。Ist=5~7IN原因起動轉矩不大。Tst=0.8~2TN15.4三相異步電動機的使用4615.4.1三相異步電動機的起動1.起動狀態(tài)起動時n=02.起動方法適用：二三十千瓦以下的異步電動機。2〕降壓起動。Y－

起動自耦降壓起動1〕直接起動特點：簡單，起動電流大472.起動方法適用：二三十千瓦以下的異步電動機。2〕降壓起動Y－

起動運行時，

接AZBYXC

起動時，Y接；ABCXYZZUIllY3=3ZUIll=設：電機每相阻抗為31=llYII48Y－起動運行時，接AZBYXC起動時，Y接；A適用：特點：2UTST因為Y接時：U1Ul3=接時：U1Ul=31=ststYTT設備簡單，起動電流下降大，起動轉矩下降。正常工作時定子繞組三角形連接的電動機；可以空載或輕載起動的電動機。自耦降壓起動起動時利用自耦變壓器降低定子電壓，工作時將自耦變壓器切除。適用于正常工作時定子繞組星型連接的電動機。49適用：特點：2UTST因為Y接時：U1Ul3=接時：U1調速：負載不變時，人為的改變電動機的轉速。改變

p、f1、S

都可以改變電動機的轉速。鼠籠式異步電動機：改變p、f1調速。15.4.2三相異步電動機的調速50調速：負載不變時，人為的改變電動機的轉速。改變p、f1、S1、變頻調速改變異步電動機供電電源的頻率。方法：交流電直流電整流器逆變器f、U連續(xù)可調的交流電。無級調速：轉速n可以連續(xù)平滑的調節(jié)。變頻調速是無級調速。變頻電源

可變511、變頻調速改變異步電動機供電電源的頻率。方法：交流電直流電2、變極調速通過改變繞組的接法，改變極對數p調速。變極調速是有級調速p的變化不連續(xù)，電動機的轉速不能連續(xù)、

平滑的調節(jié)。

這種電動機也稱：多速電動機。522、變極調速通過改變繞組的接法，改變極對數p調速。變極調速是反接制動：停車時，將電動機接電源的意兩相反接，使電動機由原來的旋轉方向反過來，以達制動的目的；制動：斷開電動機的電源時，抑制轉子的慣性作用，迅速而準確的停頓轉動抱閘：加機械抱閘能耗制動：停車時，斷開交流電源，接至直流電源上，產生制動轉矩；發(fā)電反響制動：令電機轉子的轉速超過旋轉磁場的同步轉速，便會產生制動轉矩。15.4.3三相異步電動機的制動53反接制動：停車時，將電動機接電源的意兩相反接，使電動機由原nFnoM3~+-運行制動nF轉子能耗制動發(fā)電反響制動54nFnoM+-運行制動nF轉子能耗制動發(fā)電反響制動5415.5單相異步電動機一、單相異步電動機的工作原理構造特征：定子繞組單相〔其中通單相交流電〕；轉子大多為鼠籠式。定子中通入單相交流電后，形成脈動磁場。其磁感應強度按正弦分布，且隨時間按正弦變化。磁場特征：工作特征：起動轉矩為0轉子借助其它力量轉動后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉動。5515.5單相異步電動機一、單相異步電動機的工作原理構造特征起動轉矩為0....F轉子導條及電流當定子繞組產生的合成磁場增加時，根據右手螺旋定那么和左手定那么，可知轉子導條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉矩。轉子借助其它力量轉動后，外力去除

后仍按原方向繼續(xù)轉動。56起動轉矩為0....F轉子導條當定子繞組產生的合成電容分相法~MCABXY1~

定子繞組上有兩個繞組AX和BY，兩個繞組在

空間上相差90o。AX——工作繞組BY——起動繞組單相異步電動機的起動57電容分相法~MCABXY1~定子繞組上有兩個~MCABXY1~AX繞組呈感性：滯后

一個相位角

工作原理：BY繞組串聯大電容，呈容性：超前

一個相位角

選用適當的電容，使：和相位相差90°這種方法稱為：分相電容器的作用：使單相交流電分裂成兩個相位相差90°的交流電。58~MCABXY1~AX繞組呈感性：滯后一個相位角iAXiBYAXBYt=0AXBYt=45AXBYt=90

在兩相繞組中通入相位相差90的電流，產生旋轉

磁場，使轉子轉動起來。t59iAXiBYAXBYt=0AXBYt=45AXBY~MCABXY1~

電容分相式單相異步電動機起動后，起動繞組

BY可以留在電路中，也可以在轉速上升到一定數

值后切除它，只留下工作繞組，這時電動機仍能繼

續(xù)工作。60~MCABXY1~電容分相式單相異步電動機起動后，單相異步電動機的功率小，主要制成小型電機。它的應用非常廣泛，如家用電器〔洗衣機、電冰箱、電風扇〕、電開工具〔如手電鉆〕、醫(yī)用器械、自動化儀表等。單相電機的使用三相異步電動機的單相運行三相異步電動機在運行過程中，假設其中一相和電源斷開，那么變成單相運行。此時和單相電機一樣，電機仍會按原來方向運轉。但假設負載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇姡娏鲗⒆兇?，導致電機過熱。使用中要特別注意這種現象；三相異步電動機假設在啟動前有一相斷電，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，必須趕快排除故障。61單相異步電動機的功率小，主要制成小型電機。它的應END62END62第15章異步電動機15.1三相異步電動機的根本構造與工作原理15.2三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性15.3三相異步電動機的額定數據15.5單相異步電動機15.4三相異步電動機的使用63第15章異步電動機15.1三相異步電動機的根本構電動機的應用64電動機的應用2交流電動機電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、異勵、串勵、復勵本章重點學習鼠籠式異步交流電動機：基本結構、工作原理、機械特性、控制方法電動機的分類65交流電動機電動機直流電動機鼠籠式異步機他勵、異勵、串勵、復勵15.1三相異步電動機的根本構造和工作原理15.1.1根本構造定子鐵心定子繞組轉軸轉子風扇罩殼軸承機座接線盒端蓋軸承蓋6615.1三相異步電動機的根本構造和工作原理15.1.1根三相異步電動機的根本構造67三相異步電動機的根本構造5V2V1W2U2U1W12〕三相對稱的定子繞組：用于產生旋轉磁場1、定子：鐵心、線圈〔繞組〕U1U2V1V2W1W2可以連成星型或三角型，與三相電源相連1〕鐵心：硅鋼片疊成機座定子定子繞組〔三相〕68V2V1W2U2U1W12〕三相對稱的定子繞組：用于產生旋轉在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。線繞式：接成星型的三相繞組鼠籠式：繞組短路鼠籠轉子V2V1W2U2U1W1轉子2.轉子：鐵心、繞組、轉軸轉軸1〕鐵心：硅鋼片疊成2〕繞組：69在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。線繞式：接成星型的三15.1.2三相異步電動機的旋轉磁場1.旋轉磁場的產生BiAXBYCZAiCiiAImiBiCCZAXYBNSt=07015.1.2三相異步電動機的旋轉磁場1.旋轉磁場的產生Bi60CZAXYBNSn0t=60t=120NSn0ZCAXBYt=180NSn0ZCAXBY同理可得其他時刻旋轉磁場的方向。iAImiBiC7160CZAXYBNSn0t=60t=120NSn072107311結論：1〕旋轉磁場的轉向旋轉磁場的方向取決于三相電流的相序?！伯旊娏鞯南嘈驗锳-B-C時，旋轉磁場的方向沿繞組的首端A-B-C的方向，與電流相序一致。〕任意調換電源線中的兩相，旋轉磁場與原方向相反。74結論：1〕旋轉磁場的轉向旋轉磁場的方向取決于三相電流的相序。75132〕旋轉磁場的極數(p)當每相繞組只有一個線圈，繞組的始端相差120

產生的旋轉磁場具有一對極，即p=1。CZAXYBNSBiAXBYCZAiCi762〕旋轉磁場的極數(p)當每相繞組只有一個線圈，繞組的始端C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'當每相繞組只有兩個線圈，繞組的始端相差60

產生的旋轉磁場具有兩對磁極，即p=2。iAiBiC電流變化60，旋轉磁場順時針轉過30。77C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'當每相繞組只有兩個線圈，電流變化一周，旋轉磁場在空間上順時針轉過18078電流變化一周，旋轉磁場在空間上順時針轉過18016旋轉磁場的轉速通常稱為：電動機的同步轉速min)/r(pf60n0=p

—旋轉磁場的極對數對電動機來講，f和p

通常是一定的，此時n0為常數f

—電源電流的頻率極對數每電流周期，磁場轉過角度同步轉速(f=50HZ)p=13603000r/minp=21801500r/minp=31201000r/min79旋轉磁場的轉速通常稱為：電動機的同步轉速min)/r(pf6如果要產生三對極，即p=3的旋轉磁場，如何實現？每相繞組有三個線圈串聯，每相繞組的首端在空間上相差40〔120/p〕的空間角。3〕旋轉磁場的轉速p=1電流在時間上變化一周磁場在空間上變化一周f：電流的頻率旋轉磁場的轉速：n0=60f〔r/min〕p=2電流在時間上變化一周磁場在空間上變化半周旋轉磁場的轉速：n0=60f/2〔r/min〕80如果要產生三對極，即p=3的旋轉磁場，如何實現？每相繞組有15.1.3三相異步電動機的工作原理SN0nFn三相定子繞組接入三相電源，產生旋轉磁場；旋轉磁場切割轉子導體，在轉子導體中產生感應電動勢，短路的轉子導體產生感應電流；載流導體〔轉子導體〕在磁場中受力，轉子旋轉。1.電動機轉動原理8115.1.3三相異步電動機的工作原理SN0nFn三相定子2.電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速n電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但

異步電動機無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流如果旋轉磁場轉速:n0822.電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速n電機轉子轉轉差率的概念：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。電動機起動瞬間:1

,0==sn〔轉差率最大〕電動機額定負載運行時:

S=0.01~0.0983轉差率的概念：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。一三相異步電動機的額定轉速

n=1470r/min。求：P=？SN=？解：從額定轉速可知：P=2，

n0=1500r/min例184一三相異步電動機的額定轉速n=1470r/min。求：P15.2.1三相異步電動機的電磁轉矩15.2三相異步電動機的電磁轉矩與機械特性每相定、轉子電路i2R1R2i1u1e1e1e2e2：主磁通產生的感應電動勢；e1e2、：漏磁通產生的感應電動勢。e1e2、u1：電源電壓；i1：定子電流；R1：定子電阻；R2：轉子電阻；8515.2.1三相異步電動機的電磁轉矩15.2三相異步電動機的電磁關系定子電路u1=R1i1-e1-e1忽略R1和e1U1

E1=4.44k1f1N1i2R1R2i1u1e1e1e2e2

f1——外加電源的頻率N1——每相定子繞組的匝數

——通過每相繞組磁通的最大值，在數值上

等于旋轉磁場的每極磁通。86電動機的電磁關系定子電路u1=R1i1-e1-e1忽略R1結論1〕當電源電壓U1的大小和頻率f1一定時，每極磁通的大小一定；2〕Φm由定子電流和轉子電流共同產生。87結論1〕當電源電壓U1的大小和頻率f1一定時，每極磁通的大小轉子電路轉子頻率

f2〔旋轉磁場與轉子間的相對轉速為〔n0-n〕轉子電動勢E2轉子感抗X288轉子電路轉子頻率f2〔旋轉磁場與轉子間的相對轉速為〔n0-轉子電流I2轉子電路的功率因數cos2nS010n

0I2cosf2n

S

I2

、cos2n

S

I2

、cos289轉子電流I2轉子電路的功率因數cos2nS010n0I2轉子電路的各個物理量均與轉差率有關，即與轉子轉速有關。結論90轉子電路的各個物理量均與轉差率有關，即與轉子轉速有關。結論222cosfIΦKTmT=電磁轉矩轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉距之總和。代入參數：9122cosfIΦKTmT=電磁轉矩轉子中各載流導體在旋轉得轉矩表達式：U1——定子繞組的相電壓TU12

電源電壓變化時，對轉矩的影響很大；轉矩T還受轉子電阻的影響；當R2、X20為常數，電源電壓U1和f1一定時，電磁轉矩T只隨轉差率S〔轉子轉速n〕變化。92得轉矩表達式：U1——定子繞組的相電壓TU12)(Tfn=10n0Tn轉矩特性曲線n機械特性曲線93)(Tfn=10n0Tn轉矩特性曲線n機械特性曲線3115.2.2機械特性n0TnNTnN1.電動機等速運行的條件T=TC電磁轉矩=阻力轉矩阻力轉矩：主要是電動機軸上的機械負載轉矩T2

和電動機的空載損耗轉矩〔主要是機

械損耗轉矩〕T0TC=T2+T0

T2忽略T0，電動機等速運行的條件：T=T29415.2.2機械特性n0TnNTnN1.電動機等速運行T=T2

勻速運行減速運行加速運行T<T2T>T2電動機的運行狀態(tài)：2.三個重要轉矩1〕額定轉矩TNn0TnP2——輸出的機械功率N·m95T=T2勻速運行減速運行加速運行T<T22〕最大轉矩Tm電動機能夠產生的最大轉矩。dTdS=0由R2X20Sm=Sm—最大轉矩時的轉差率TmU12

，而與轉子電阻R2無關。SmR2,R2

Sm

nm962〕最大轉矩Tm電動機能夠產生的最大轉矩。dTdS=0由R過載系數在短時間內，電動機的負載轉矩可以超過額定轉矩運行，這種短時允許過載能力用過載系數表示。通常為1.8~2.2NTTm=lm思考：降低電壓U1，使Tm減小，如果Tm<T2，出現什么現象？Tn當Tm<T2

T<T2

電機減速轉速n迅速下降至0電機停轉轉子導條以n0速度切割磁力線電流迅速升高電機過熱、燒毀悶車〔堵轉〕TmT297過載系數在短時間內，電動機的負載轉矩可以超過額定轉矩運行，這3〕起動轉矩Tst電動機在起動瞬間的轉矩Tstn=0n0Tn啟動系數通常為0.8~2NTTSt=lS983〕起動轉矩Tst電動機在起動瞬間的轉矩Tstn=0n0T

，U1

Tst

stT

U12起動轉矩與負載轉矩無關！LstTT>TSt體現了電動機帶載起動的能力。若

電機能起動，否則將起動不了。

R2

Tst

stT

R2Tst越大，起動過程越快，時間越短。一臺三相異步電動機，空載啟動和滿載啟動時啟動轉矩是否一樣？99，U13.電動機運行的兩個區(qū)域1〕不穩(wěn)定運行區(qū)〔b、c段〕TnbcT2ee'T2'T2"啟動時Tst>T2

電機加速

轉速沿機械特性曲線上升

上升到e'點

T=T2'

電機進入穩(wěn)定區(qū)運行。假設負載變化使T2增加T2">T2T不能突變T<T2"

電機減速

轉速沿機械特性曲線下降很快到達n=0

發(fā)生悶車1003.電動機運行的兩個區(qū)域1〕不穩(wěn)定運行區(qū)〔b、c段〕TnbTnab2〕穩(wěn)定運行區(qū)〔a、b段〕T2n假設：電動機穩(wěn)定運行在e點。T=T2假設負載變化使T2減小T2'<T2T不能突變T>T2'

電機加速T2'n'ee'

轉速沿機械特性曲線上升

上升到e'點

T=T2'電機到達新的穩(wěn)定狀態(tài)，轉速為n'—

n'<n假設負載變化使T2增加T2">T2T不能突變T<T2"

電機減速

轉速沿機械特性曲線下降

下降到e"點

T=T2"

電機到達新的穩(wěn)定狀態(tài)，轉速為n"—

n">ne"n"T2"101Tnab2〕穩(wěn)定運行區(qū)〔a、b段〕T2n假設：電動機穩(wěn)定運行TnbcT2ee'T2'T2"電動機的穩(wěn)定運行區(qū)比較平坦，轉速變化不大。電動機只能在穩(wěn)定區(qū)運行，不能穩(wěn)定運行在不穩(wěn)定區(qū)。n0=1500r/min的電動機能否穩(wěn)定運行在750r/min?不能！電機在750r/min進入不穩(wěn)定區(qū)。102TnbcT2ee'T2'T2"電動機的穩(wěn)定運行區(qū)比較平坦，轉15.3三相異步電動機的銘牌數據10315.3三相異步電動機的銘牌數據411.型號：Y132M—4三相異步

電動機機座中心高（mm）機座長度代號：

S—短機座

M—中機座

L—長機座磁極數（個數）2.額定電壓：額定運行時，定子繞組上應加的線電壓。一般規(guī)定電動機的電壓不應高于或低于額定值的5%。3.額定電流：額定運行時，定子繞組的線電流。1041.型號：Y132M—4三相異步4.功率和效率：額定功率：電動機在額定運行狀態(tài)下，其轉子軸

上輸出的機械功率。額定運行狀態(tài)：定子加額定電壓，轉子帶額定負載。效率：輸入功率

P1N：1054.功率和效率：額定功率：電動機在額定運行狀態(tài)下，其轉子軸

5.功率因數電機的功率因數指定子的功率因數。電機的功率因數是變量，不同的工作狀態(tài)cos不同。6.轉速電源電壓=UN，頻率=fN，電機的輸出功率=P2N

時，電動機每分鐘的轉數。7.接法定子三相繞組的接法。例：銘牌數據：380/220、Y/指：UL=380v時，采用Y形連接

UL=220v時，采用形連接1065.功率因數電機的功率因數指定子的功率因數。電機的功率因數是U1

V1W1U2V2W2U1

V1W1U2V2W2聯接方式：Y/接法U1V1W1U2V2W2接線盒U1U2V1V2W1W2U1

V1W1U2V2W2Y形

形107U1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2聯接方式15.4.1三相異步電動機的起動1.起動狀態(tài)起動時n=0，轉子導條切割磁力線速度很大。大電流使電網電壓降低影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響起動電流大。Ist=5~7IN原因起動轉矩不大。Tst=0.8~2TN15.4三相異步電動機的使用10815.4.1三相異步電動機的起動1.起動狀態(tài)起動時n=02.起動方法適用：二三十千瓦以下的異步電動機。2〕降壓起動。Y－

起動自耦降壓起動1〕直接起動特點：簡單，起動電流大1092.起動方法適用：二三十千瓦以下的異步電動機。2〕降壓起動Y－

起動運行時，

接AZBYXC

起動時，Y接；ABCXYZZUIllY3=3ZUIll=設：電機每相阻抗為31=llYII110Y－起動運行時，接AZBYXC起動時，Y接；A適用：特點：2UTST因為Y接時：U1Ul3=接時：U1Ul=31=ststYTT設備簡單，起動電流下降大，起動轉矩下降。正常工作時定子繞組三角形連接的電動機；可以空載或輕載起動的電動機。自耦降壓起動起動時利用自耦變壓器降低定子電壓，工作時將自耦變壓器切除。適用于正常工作時定子繞組星型連接的電動機。111適用：特點：2UTST因為Y接時：U1Ul3=接時：U1調速：負載不變時，人為的改變電動機的轉速。改變

p、f1、S

都可以改變電動機的轉速。鼠籠式異步電動機：改變p、f1調速。15.4.2三相異步電動機的調速112調速：負載