電工學(xué)少學(xué)時(shí)第六章

第6章電動(dòng)機(jī)

第6章電動(dòng)機(jī)

6.1電機(jī)概述

6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

6.4三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)

6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

6.7三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

*6.8單相異步電動(dòng)機(jī)

6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

*6.9交流伺服電動(dòng)機(jī)*6.10步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

*6.11三相同步電動(dòng)機(jī)

*6.12直流電動(dòng)機(jī)

*6.13電動(dòng)機(jī)的選擇

電動(dòng)機(jī)的分類：電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)6.1電機(jī)概述

電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各種機(jī)械中作為驅(qū)動(dòng)。 由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：減輕繁重的體力勞動(dòng)；提高生產(chǎn)率；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離操縱。6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A----XB----YC----Z三相繞組機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵

轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。2.轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用端路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)繞線式轉(zhuǎn)子同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式繞線式鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較：鼠籠式：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。繞線式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o

定子對(duì)稱三相繞組中通入對(duì)稱三相電流(星形聯(lián)接)o規(guī)定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入iA旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

t=0°tiAZBXCYiA=0iB為負(fù)值iC為正值NS0°iBiCt

t=60°iAZBXCYNS60°iC

=0iB為負(fù)值iA為正值iAiBiC0

t=90°AZBXCYNS90°iA為正值iB為負(fù)值iC為負(fù)值tiiAiBiC0t=180°AZBXCYiA=0iB為正值iC為負(fù)值180°NStiiAiBiC0t=60AZBXCYNS60°t=90°AZBXCYNSt=0°AZBXCYNS90°t=180AZBXCYNS180°0°合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90空間相差120o

角的三相繞組，通入對(duì)稱三相電流時(shí)，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),當(dāng)電流經(jīng)過(guò)一個(gè)周期變化時(shí)，磁場(chǎng)也沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了一周(在空間旋轉(zhuǎn)的角度為360o

)。綜上分析可以得出：tiiAiBiC0ABCXYZiAiC9060°0AZBXCYNS0°AZBXCYNS60°相序A-C-B-AAZBXCYNS90°iB2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向改變流入三相繞組的電流相序,就能改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向;改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向,也就改變了三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。綜上分析可以得出：3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：otAXBYCZAXYCBZ

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYCiAiBiCABCXYZA'B'C'X'Y'Z'60°0°t=0°AZ'BX'C'NSXCYA'ZB'Y'0°SNt=60°NSAZ'BX'C'XCYA'ZB'Y'30°SN0°tiiAiBiC0tiiAiBiC090°180°t=90°AZ'BX'C'NSXCYA'ZB'Y'45°SNt=180°AZ'BX'C'NSXCYA'ZB'Y'90°SN90°ABCXYZA'B'C'X'Y'Z'iAiBiC當(dāng)定子每相中有兩個(gè)繞組串聯(lián),且每相繞組在空間相差60o時(shí),通入對(duì)稱三相交流電后,也產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),但它是一個(gè)四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)電流變化一周,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間只轉(zhuǎn)了半周(180o空間角),旋轉(zhuǎn)速度較兩極磁場(chǎng)慢了一半。綜上分析可以得出：4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2時(shí)0旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?二、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF三、轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s例1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析

三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器類似。變壓器：變化eU1E1=4.44fN1

E2=4.44fN2E1、E2頻率相同，都等于電源頻率。異步電動(dòng)機(jī)每相電路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f2一、定子電路1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁通異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體e，

U1

E1=4.44

f1N1每極磁通旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為n0，所以2.定子感應(yīng)電勢(shì)的頻率f1感應(yīng)電勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)f1=電源頻率f二、轉(zhuǎn)子電路1.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2∵定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化定子感應(yīng)電勢(shì)頻率f1轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同

方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)電源~UVWM3~UVW電源~M3~2.電磁轉(zhuǎn)矩的方向電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同。3.電磁轉(zhuǎn)矩的大小

T

∝，I2cos2

T=CTmI2cos2T=KTsR2U1f1[R2＋(sX2)

2]

22常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)由公式可知電磁轉(zhuǎn)矩公式1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1T2.當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，T是s的函數(shù)。3.R2

的大小對(duì)T有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外接電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子電阻R2，從而改變轉(zhuǎn)距。三、轉(zhuǎn)矩平衡

空載轉(zhuǎn)矩：T0輸出轉(zhuǎn)矩：T2=T－T0

T負(fù)載轉(zhuǎn)矩：TL當(dāng)T2=TL穩(wěn)定運(yùn)行當(dāng)T2>TL加速運(yùn)行當(dāng)T2<TL減速運(yùn)行電磁轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)在滿載運(yùn)行或半載運(yùn)行時(shí)，空載轉(zhuǎn)矩可忽略不計(jì)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。此過(guò)程中，n、sE2,I2

I1電源提供的功率自動(dòng)增加。TLsT2＜TLTL=T2nT

達(dá)到新的平衡電動(dòng)機(jī)只有

T2=TL，才能穩(wěn)定運(yùn)行

T=T2=TL三功率關(guān)系

P2=P1－P輸入的電功率:P1=√3U1I1cos1輸出的機(jī)械功率:P2=T22πn60=T2功率損耗:

P

=PCu+PFe+PMe電動(dòng)機(jī)的效率:η=P2/P1100%例6.2.1某三相異步電動(dòng)機(jī)，極對(duì)數(shù)

p=2，定子繞組三角形聯(lián)結(jié)，接于50HZ、380V的三相電源上工作，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=91N.m時(shí)，測(cè)得I1L=30A,P1=16KW,n=1470r/min,求該電動(dòng)機(jī)帶此負(fù)載運(yùn)行時(shí)的s、P2、?

和λ60f1η=P2/P1=14/16=87.5%n0

=2=1500

r/min=1500-14701500=0.022πn60=T2

P2

2×3.1460=×91×1470W=14KWλ=P1√3U1LI1L=0.81解6.4三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)1.型號(hào)

磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)產(chǎn)品名稱異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新代號(hào)漢字意義老代號(hào)Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO2.接法接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2聯(lián)結(jié)3.電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時(shí)采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時(shí)采用

聯(lián)結(jié)。說(shuō)明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值,從而使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V,及6000V等多種。4.電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.功率與效率鼠籠電機(jī)

=72~93％電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。6.功率因數(shù)PN三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。7.額定轉(zhuǎn)速電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。P2cosO如：n

N=1440轉(zhuǎn)/分sN=0.048.絕緣等級(jí)指電機(jī)絕緣材料能夠承受的極限溫度等級(jí)，分為A、E、B、F、H五級(jí)，A級(jí)最低(105oC)，H級(jí)最高(180oC)。例1：電動(dòng)機(jī)的額定功率是指輸出功率，還是輸入功率？額定電壓是指線電壓，還是相電壓？額定電流是指定子繞組的線電流，還是相電流？功率因數(shù)的角是定子相電流與相電壓間的相位差，還是線電壓與線電流間的相位差？

[例6.4.1]Y180M-2型三相異步電動(dòng)機(jī)，PN=22kW，UN=380V，三角形聯(lián)結(jié)，IN=42.2A，N=0.89,fN=50Hz、nN

=2940r/min。求額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的：(1)轉(zhuǎn)差率;(2)定子繞組的相電流;(3)輸入有功功率;(4)效率。[解]

(1)由型號(hào)知該電動(dòng)機(jī)的2p＝2，即p＝1，(2)定子三相繞組為三角形聯(lián)結(jié)==0.023000－29403000n0－nNn0sN=IN3=A=24.36A42.23I1P=(4)效率(3)輸入有功功率P1N=3UN

IN

N=3×380×42.2×0.89W=24.8kWPNP1NN

=100%=100%

=89%2224.8固有特性人為特性

在額定電壓、額定頻率，轉(zhuǎn)子電路不外串參數(shù)時(shí)在改變電壓、頻率及轉(zhuǎn)子電路參數(shù)時(shí)n=f(T)T=f(s)

轉(zhuǎn)矩特性三相異步機(jī)的T與s之間的關(guān)系機(jī)械特性三相異步機(jī)n與T之間的關(guān)系T=f(s)n=f(T)T=f(s)n=f(T)6.5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、固有特性O(shè)TOTS1O轉(zhuǎn)矩特性機(jī)械特性MMSSNN電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩OT額定轉(zhuǎn)矩(N?m)

例：如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為N2.最大轉(zhuǎn)矩Tmax電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率OTTmax將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不能大于Tmax，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。過(guò)載系數(shù)(能力)一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為工作時(shí)必須使TL

<Tmax，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞。

電動(dòng)機(jī)的最大過(guò)載可以接近最大轉(zhuǎn)矩。如果過(guò)載時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)不至于長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱，是允許的。因此，最大轉(zhuǎn)矩也表示電動(dòng)機(jī)短時(shí)容許過(guò)載能力。電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩TN比Tmax要小，兩者之比為過(guò)載系數(shù)

轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不能大于Tmax，否則電動(dòng)機(jī)就帶不動(dòng)負(fù)載了，發(fā)生悶車現(xiàn)象。悶車后，電動(dòng)機(jī)的電流馬上升高六七倍，電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱，以致燒壞。當(dāng)U1一定時(shí)，Tmax為定值注意：三相異步機(jī)的和電壓的平方成正比，所以對(duì)電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。(2)sm與R2有關(guān)，R2smn。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。3.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)n=0時(shí)，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當(dāng)使R2Tst。對(duì)繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2,可使Tst=Tmax

。OTTst

TS體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的能力。若TS>TL電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù):Y系列：KS=1.6～2.2KC=5.5～7.0起動(dòng)電流:MNSTNsN1TSTMsMTOsTS

TNKS=IS

INKC=4.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載）。此過(guò)程中，n、sE2,I2

I1電源提供的功率自動(dòng)增加。TLsTL>T2TL=T2nT

T′2達(dá)到新的平衡T2常用特性段TO[例6.5.1]某三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=45kW，額定轉(zhuǎn)速nN=2970r/min，KM=2.2，KS=2.0。若TL=200N·m，試問(wèn)能否帶此負(fù)載：(1)長(zhǎng)期運(yùn)行;(2)短期運(yùn)行;(3)直接起動(dòng)。[解](1)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩由于TN<TL，故不能帶此負(fù)載長(zhǎng)期運(yùn)行。

TN==×N·m=145N·m60

2PNnN60

2×3.1445×1032970(2)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩TM=KMTN=2.2×145N·m=319N·m由于TM>TL，故可以帶此負(fù)載短時(shí)運(yùn)行。

(3)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由于TS>TL，故可以帶此負(fù)載直接運(yùn)行。

TS=KSTN=2.0×145N·m=290N·m二.人為特性(1)

U1變化對(duì)機(jī)械特性的影響UTmTstT2TO(2)R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響TOR2Tstn硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。(2)R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響

不同場(chǎng)合應(yīng)選用不同的電機(jī)。如金屬切削，選硬特性電機(jī)；重載起動(dòng)則選軟特性電機(jī)。TOR2Tstn硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。6.6三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、起動(dòng)性能起動(dòng)問(wèn)題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過(guò)熱后果：原因：起動(dòng)：

n=0，s=1,接通電源。起動(dòng)時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流定子電流

二、籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1.直接起動(dòng)(全壓起動(dòng))

(a)小容量的電動(dòng)機(jī)；(b)電源容量足夠大時(shí)。規(guī)定：7.5kW以下直接起動(dòng)7.5kW以上，且電源容量能滿足起動(dòng)電流倍數(shù)≤3+1

4IS

INKC=電源容量(kV·A)電機(jī)功率(kW)(2)降壓起動(dòng)：星形-三角形(Y－)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)）(3)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（適用于繞線式電動(dòng)機(jī)）以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。1.降壓起動(dòng)(1)Y－換接起動(dòng)

降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的+－

起動(dòng)U1U2V1V1W1W2+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W2設(shè)：電機(jī)每相阻抗為Y－起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1△動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)Y－起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖Y起動(dòng)L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

起動(dòng)UPU1+＿Ul+＿U2V1V2W1W2Y－起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2正常運(yùn)行Ul+＿U1V1V2W1W2(a)僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

(b)Y－起動(dòng)Y－換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y-換接起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題正常運(yùn)行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動(dòng)+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1例1:1)解:

一臺(tái)Y225M-4型的三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組△型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：

1)額定電流IN?2)額定轉(zhuǎn)差率sN?3)額定轉(zhuǎn)矩

TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN。

2）由nN=1480r/min，可知p=2（四極電動(dòng)機(jī)）3）解：在上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為510.2N?m,試問(wèn)在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（2）采用Y-換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的80%和50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？(1)在U=UN時(shí)

Tst=551.8N?m>510.2N.m不能起動(dòng)(2)Ist=7IN=784.2=589.4A

在U′=0.9UN時(shí)能起動(dòng)例2:在80%額定負(fù)載時(shí)不能起動(dòng)在50%額定負(fù)載時(shí)可以起動(dòng)(3)(2)自耦降壓起動(dòng)L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦變壓器，降壓