三相異步電機教材課件

第3章三相異步電機U0t直流電壓恒定且極性不變化~u0t交流電壓的極性周期性地變化每秒鐘極性改變的次數(shù)稱為頻率，單位赫茲（Hz）中國的電壓額定頻率為50Hz，國外如日本、美國的電壓額定頻率為60Hz。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

電動機的分類實現(xiàn)機械能與電能互相轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機械稱為電機。把機械能轉(zhuǎn)換為電能的電機稱為發(fā)電機；把電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機稱為電動機?！?.1三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三相鼠籠式異步電動機如圖三相異步電動機的外形和結(jié)構(gòu)磁鐵閉合線圈e方向用右手定則確定f方向用左手定則確定磁場旋轉(zhuǎn)§3.2三相異步電動機的工作原理磁極旋轉(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1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致

結(jié)論：2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢異步一、基本工作原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)。U2U1W2V1W1V2n1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n電動機運行時的實際轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n。2.同步轉(zhuǎn)速n1電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速也稱為同步轉(zhuǎn)速n1。根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)動原理，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將小于磁場的轉(zhuǎn)速，即n＜n1。若二者相等，轉(zhuǎn)子就沒有切割磁力線作用，轉(zhuǎn)矩也就消失了，因此轉(zhuǎn)子不可能以n1的轉(zhuǎn)速正常運行。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（額定轉(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)速之差與同步轉(zhuǎn)速之比。即：電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）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?！?.3三相異步電動機的運行分析定子繞組通入三相交流電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電流與磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩運轉(zhuǎn)問題:旋轉(zhuǎn)磁場又是如何產(chǎn)生的呢?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XAXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下AXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：AXYCBZAXBZAYC電流變化一周，合成磁場在空間旋轉(zhuǎn)360°（一轉(zhuǎn)），且旋轉(zhuǎn)方向與線圈中電流的相序一致。旋轉(zhuǎn)方向：取決于通入繞組的三相電流的相序。2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向A相B相C相(相序:電流達到最大值的先后順序）相序：ABC旋轉(zhuǎn)方向:ABC

AXYCBZ當三相電流的相序改變后：A相C相B相相序：A

CBXBZAYCAXYCBZ改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：只需換接其中兩相電源線?？梢姡篈相B相C相相序：ABC旋轉(zhuǎn)方向:ABC

A相C相B相相序：ACB旋轉(zhuǎn)方向:ACB

3、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°。AXYCBZAXYCBZAXYCBZ旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小電流頻率為fHz，則磁場1/f秒旋轉(zhuǎn)1圈，每秒旋轉(zhuǎn)f圈。每分鐘旋轉(zhuǎn)：n1稱為同步轉(zhuǎn)速極對數(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：AXYCBZ（磁極數(shù)：2）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。AXBYCZ極對數(shù)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'四極旋轉(zhuǎn)磁場在電流變化一周時，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)180°極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系由以上分析可以看出，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)、定子電流的頻率之間存在著一定的關(guān)系。一對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一周時，磁場在空間轉(zhuǎn)過360°（一轉(zhuǎn)）；兩對極的旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一周時，磁場在空間轉(zhuǎn)過180°（1/2轉(zhuǎn)）；由此類推，當旋轉(zhuǎn)磁場具有p對磁極時，電流變化一周，其旋轉(zhuǎn)磁場就在空間轉(zhuǎn)過1/p轉(zhuǎn)。常轉(zhuǎn)速是以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來表示的，所以旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的計算公式為式中:n1——旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，又稱同步轉(zhuǎn)速，單位為r/min；f1——定子電流的頻率，單位為Hz；

p——旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)。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)速國產(chǎn)的異步電動機，定子繞組的電流頻率為50Hz，所以不同極對數(shù)的異步電動機所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速也就不同例1：三相異步電動機p=3，電源f1=50Hz，電機額定轉(zhuǎn)速n=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：一、三相異步機銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)§

3.6三相異步電機的技術(shù)數(shù)據(jù)與電機的選擇在三相電動機的外殼上，釘有一塊牌子，叫銘牌。銘牌上注明這臺三相電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理（包括重繞組）三相電動機的重要依據(jù)，銘牌的主要內(nèi)容如下。

三相異步電動機型號

Y132S2-2電壓380V接法△容量

7.5kW電流15A工作方式連續(xù)轉(zhuǎn)速

2900r/min功率因數(shù)0.88溫升

80℃頻率

50Hz絕緣等級B重量

×××××電機廠

產(chǎn)品編號×××

年

月1、型號為了適應(yīng)不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電動機制成不同的系列，每種系列用各種型號表示。型號說明：Y132M-4三相異步電動機磁極數(shù)機座中心高機座長度代號（S-短機座；M-中機座；L-長機座）異步電動機產(chǎn)品名稱代號產(chǎn)品名稱異步電動機繞線式異步電動機防爆型異步電動機高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQOY132M－4磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)差率2.轉(zhuǎn)速:電機軸上的轉(zhuǎn)速（n)。如：n=1440轉(zhuǎn)/分3.聯(lián)接方式：Y/接法

Y接法：

接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：一般：3KW以下者聯(lián)接成Y型

4KW以上者聯(lián)接成△型4.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；當線電壓為220V時采用接法。5.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％額定負載時一般為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)：P2PNcos18、絕緣等級絕緣等級是按電動機繞組所用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度來分級的。所謂極限溫度，是指電動機絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點的最高容許溫度。絕緣等級及極限工作溫度

絕緣等級AEBFHC極限工作溫度（。C)105120130155180>1809、額定頻率額定頻率指額定電壓的頻率，國產(chǎn)電動機均為50Hz。10、工作方式。工作方式即電動機的運行方式。按負載持續(xù)時間的不同，國家標準把電動機分成三種工作方式：連續(xù)工作制、短時工作制和斷續(xù)周期工作制。11．防護等級防護等級表示三相電動機外殼的防護等級，其中IP是防護等級標志符號，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護能力越強，如IP44中第一位數(shù)字“4”表示電機能防止直徑或厚度大于1毫米的固體進入電機內(nèi)殼。第二位數(shù)字“4”表示能承受任何方向的濺水。1.功率選擇功率選擇的原則是根據(jù)拖動的負載，最經(jīng)濟、合理地確定電動機的功率。要防止選擇的功率過大，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，既浪費能源，又增加了投資；同時也應(yīng)當防止選擇的功率過小，電動機可能在過載狀態(tài)下工作，很容易燒壞定子繞組。電動機的功率選擇，一般按電動機的工作方式通過計算確定。詳細的計算方法可參閱有關(guān)電機手冊。實踐證明，電動機在接近額定狀態(tài)下工作時，定子電路的功率因數(shù)最高。二、三相異步電動機的選擇

2.類型的選擇電動機的類型選擇，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，從技術(shù)和經(jīng)濟方面全面考慮，進行選擇。生產(chǎn)機械不帶負載起動的，通常采用鼠籠式異步電動機，如一般機床、水泵等；若要帶一定大小的負載起動，可采用高起動轉(zhuǎn)矩電動機；若起動、制動頻繁，且要求起動轉(zhuǎn)矩大，可選用繞線型異步電動機，如起重機、軋鋼機等。

3.結(jié)構(gòu)型式的選擇為使電動機在不同的環(huán)境中安全可靠地工作，防止電動機可能對環(huán)境造成災(zāi)害，必須根據(jù)不同的環(huán)境要求選用適當?shù)姆雷o型式。常見的防護型式有：開啟式、防護