注冊電氣工程師考試培訓(xùn)學(xué)習(xí)資料感應(yīng)電動機

4.7感應(yīng)電動機4.7.1

三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理4.7.2

三相異步電動機的機械特性4.7.3

三相異步電動機的使用1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(fù)勵鼠籠式異步交流電動機授課內(nèi)容：基本結(jié)構(gòu)、工作原理、機械特性、控制方法

電動機的分類24.7.1

三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理磁鐵閉合線圈3磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線長磁感應(yīng)強度切割速度（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流

i（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力41.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致

結(jié)論：異步2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢5三相異步機的結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。線繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極(?)電流出()電流入X7AXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下8XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：9旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向10旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小

一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°。則同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ11極對數(shù)（P）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：AXYCBZ12極對數(shù)（P）的改變C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ13極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'14極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系15三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速極對數(shù)每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速16電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速:電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但

異步電動機無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果17轉(zhuǎn)差率的概念：異步電機運行中:轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）181三相異步電動機的“電－磁”關(guān)系4.7.2三相異步電動機的機械特性i2轉(zhuǎn)、定子電路R1R2i1u1e1e

1e2e

2：漏磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。e1e2、e

1e

2、設(shè)：則：定子邊：19R1R2i1u1e1e

1e2e

2同理得轉(zhuǎn)子邊：20：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢的頻率：轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度21R1R2i1u1e1e

1e2e

2其中轉(zhuǎn)子功率因數(shù)22電磁轉(zhuǎn)矩

T：轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)距之總和。常數(shù)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)矩公式的推導(dǎo)

23將其中參數(shù)代入：得到轉(zhuǎn)矩公式242三相電動機的機械特性根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式10n0Tn得特性曲線：25電動機的自適應(yīng)負(fù)載能力

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。常用特性段n0nT自適應(yīng)負(fù)載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點。（如：柴油機當(dāng)負(fù)載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負(fù)載。）直至新的平衡。此過程中，時，電源提供的功率自動增加。26三個重要轉(zhuǎn)矩n0Tn額定轉(zhuǎn)矩：電機在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速運行，輸出額定功率

時，電機轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。(1)（牛頓?米）nN27如果電機將會因帶不動負(fù)載而停轉(zhuǎn)。最大轉(zhuǎn)矩：(2)電機帶動最大負(fù)載的能力。n0Tn求解28過載系數(shù)：三相異步機工作時，一定令負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電機將停轉(zhuǎn)。致使注意：（1）三相異步機的和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。（2）電機嚴(yán)重過熱29起動轉(zhuǎn)矩：(3)電機起動時的轉(zhuǎn)矩。n0Tn其中則體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若電機能起動，否則將起動不了。30機械特性和電路參數(shù)的關(guān)系和電壓的關(guān)系結(jié)論：31和轉(zhuǎn)子電阻的關(guān)系R2的

改變

：鼠籠式電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的金屬材料不同，線繞式電機外接電阻不同。

令：得：結(jié)論：32機械特性的軟硬硬特性：負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速變化不大，運行特性好。軟特性：負(fù)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動轉(zhuǎn)矩大，起動特性好。硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）不同場合應(yīng)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。331三相異步機銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)1.型號Y132M－4磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率4.7.3

三相異步電動機的使用2.轉(zhuǎn)速:電機軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分343.聯(lián)接方式：Y/接法

Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：354.額定電壓：定子繞組在指定接法下應(yīng)加的線電壓.說明：一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5％。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ例：380/220Y/是指：線電壓為380V時采用Y接法；當(dāng)線電壓為220V時采用接法。36電壓波動對電動機的影響375.額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。如：表示三角接法下，電機的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時線、相電流均為6.48A。6.額定功率：

額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率（

），不等于從電源吸收的功率（）。兩者的關(guān)系為：

其中鼠籠電機=72－93％38額定負(fù)載時一般為0.7~0.9，空載時功率因數(shù)很低約為0.2~0.3。額定負(fù)載時，功率因數(shù)最大。注意：實用中應(yīng)選擇合適容量的電機，防止“大馬”拉“小車”的現(xiàn)象。7.功率因數(shù)(cos1)：P2PN此外還有絕緣等級等參數(shù)，不一一介紹。cos

1392三相異步機的起動起動電流：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍。定子電流原因：起動時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動時造成熱量積累電機過熱影響：40三相異步機的起動方法：（1）直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般采用直接起動。（2）降壓起動。Y－

起動自耦降壓起動（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動。以下介紹Y－

起動和轉(zhuǎn)子串電阻起動。41Y－

起動：正常運行AZBYXC

起動ABCXYZ設(shè)：電機每相阻抗為42AZBYXC正常運行UPABCXYZ起動UP'（2）Y－

起動應(yīng)注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合Y－

起動。43轉(zhuǎn)子串電阻起動定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動時將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動后將R短路。44轉(zhuǎn)子串電阻起動的特點：適于轉(zhuǎn)子為線繞式的電動機起動。（1）（2）R2選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動電流，又可以增加起動力矩。45方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。3三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源46制動方法：

1.抱閘：加機械抱閘；

2.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(zhuǎn)方向反過來，以達制動的目的；4三相異步電動機的制動反接制動時，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動時要在定子或轉(zhuǎn)子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成，引起。注意：47

4.發(fā)電反饋制動：

令電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，便會產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。M3~+-運行制動nF轉(zhuǎn)子3.能耗制動：停車時，斷開交流電源，接至直流電源上，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩；nFno485

三相異步電動機的調(diào)速1.改變極對數(shù)有級調(diào)速。2.改變轉(zhuǎn)差率無級調(diào)速調(diào)速方法：ST493.改變電源頻率(變頻調(diào)速)

無級調(diào)速變頻電源可變此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。50§8.4單相異步電動機8.4.1單相異步電動機的工作原理結(jié)構(gòu)：定子放單相繞組（其中通單相交流電）；轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子轉(zhuǎn)子定子繞組定子中通入單相交流電后，形成脈動磁場。其磁感應(yīng)強度按正弦分布，且隨時間按正弦變化。51單相異步電動機的特點：（1）自身沒有起動轉(zhuǎn)矩....F轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及電流當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉(zhuǎn)矩。52（2）轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。其原理分析如下：定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場（），可用正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：

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mtm53脈動磁場的分解④④⑥⑥⑧⑧②②-

+③③⑦⑦⑨⑨⑤⑤①①

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54正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩為零。（正向）（反向）正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反TS55電容分相式起動8.4.2單相異步電動機