三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和原理

機(jī)電傳動(dòng)與控制

三相異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)

旋轉(zhuǎn)電機(jī)

直流電機(jī)

交流電機(jī)

直流發(fā)電機(jī)

直流電動(dòng)機(jī)

異步電機(jī)

同步電機(jī)

異步電動(dòng)機(jī)異步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)

同步補(bǔ)償機(jī)

三相異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)按相數(shù)不同分為:三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)；

按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分為:籠型和繞線轉(zhuǎn)子型;

籠型三相異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率高、制造容易、成本低，應(yīng)用廣泛。三相異步電動(dòng)機(jī)第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理一、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)異步電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。軸出線盒風(fēng)罩風(fēng)扇轉(zhuǎn)子定子機(jī)座吊環(huán)軸承感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)V’VW’U’UW三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)（一）定子

機(jī)座：用鑄鐵制成，起固定支撐作用。

定子鐵心：用0.5mm厚的硅鋼片疊制而成，用于嵌放定子繞組。

定子繞組：是定子的電路部分，用銅漆包線繞制而成。

端蓋：支撐轉(zhuǎn)子定子鐵心與機(jī)座機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相交流電動(dòng)機(jī)（二）轉(zhuǎn)子

1.轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式：鼠籠轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子。

2.共同特點(diǎn)：由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇等組成。機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)3.鼠籠轉(zhuǎn)子

3.鼠籠轉(zhuǎn)子

機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)4.繞線轉(zhuǎn)子機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)（三）定子繞組的接法機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理NS機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)

要想讓線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來，必須滿足兩個(gè)條件：一是要有旋轉(zhuǎn)磁場；二是線圈必須閉合。（一）旋轉(zhuǎn)磁場1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生條件：在對(duì)稱的三相繞組中通入對(duì)稱的三相正弦交流電，即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)

對(duì)兩極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)正弦交流電變化一周，合成磁場在空間正好旋轉(zhuǎn)了一周。

對(duì)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)正弦交流電變化一周，合成磁場在空間正好旋轉(zhuǎn)了半周1800。

機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相交流電動(dòng)機(jī)

對(duì)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)正弦交流電變化一周，合成磁場在空間旋轉(zhuǎn)了180°。即旋轉(zhuǎn)磁場的極對(duì)數(shù)越多，其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速越低。2.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速：3.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向只要將電動(dòng)機(jī)的任意兩根電源線對(duì)調(diào)，即可改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。各種極數(shù)的電機(jī)的n02極（p＝1）n0＝3000（r/min）4極（p＝2）n0＝1500（r/min）6極（p＝3）n0＝1000（r/min）8極（p＝4）n0＝750（r/min）一般的額定轉(zhuǎn)速低于這個(gè)值，如4極電機(jī)區(qū)1450r/min左右

復(fù)習(xí)：1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生條件：在對(duì)稱的三相繞組中通入對(duì)稱的三相正弦交流電，即可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向：由超前相轉(zhuǎn)向滯后相即由第一相轉(zhuǎn)向第二相再轉(zhuǎn)向第三相。3.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速：極對(duì)數(shù)P同步轉(zhuǎn)速n11234750r/min1000r/min1500r/min3000r/min機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)

（二）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)

1.轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)原理S=2.轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)差率s圖2-27三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理

結(jié)論：

n與n1同相，且n≠n1三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率SN=0.01~0.07。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）由轉(zhuǎn)子感生電流頻率S=機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)三、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌及主要系列（一）三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌

三相異步電動(dòng)機(jī)

型號(hào)Y112M-2

編號(hào)××××

4KW（額定功率）

8.2A（額定電流）380V（電壓）2890r/min（轉(zhuǎn)速）LW79dB（A）

接法防護(hù)等級(jí)IP44

50HZ××KgZBK2007-88

工作制B級(jí)絕緣××年××月××電機(jī)廠2.額定電壓、額定電流均指線值。（二）三相異步電動(dòng)機(jī)的主要系列機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)作業(yè)P.761、2、4注意的問題：1.電動(dòng)機(jī)的額定功率指的是軸上的輸出功率。即例1：三相異步電動(dòng)機(jī)p=3，電源f1=50Hz，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN=960r/min。求：轉(zhuǎn)差率s，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率：例2.一臺(tái)50Hz的異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速nN=730r/min,空載轉(zhuǎn)差率為0.00267，求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)、同步轉(zhuǎn)速、空載轉(zhuǎn)速及額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。解：nN=730r/min對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速應(yīng)是750r/min根據(jù)得得額定轉(zhuǎn)差率：第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩是由軸與軸承之間的摩擦及旋轉(zhuǎn)部分受到的風(fēng)阻力等產(chǎn)生的，其值很小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，接近同步轉(zhuǎn)速。n≈n1S≈0第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行是指電動(dòng)機(jī)軸上沒有帶任何負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)。定子電流為I0空載電流。其作用主要產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)。定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

定子繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)為：

i2R1R2i1u1e1e2或當(dāng)電源電壓為額定值時(shí)，每極磁通基本是一恒定值，負(fù)載變化時(shí)，其基本不變。機(jī)電傳動(dòng)與控制

第二章三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓平衡方程式：i2R1R2i1u1e1e2第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行

第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行

當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶上機(jī)械負(fù)載后，在開始的那一瞬間，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子減速旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1是恒定的，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的下降，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的轉(zhuǎn)速差（n1-n）增大，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流也將增大，于是電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩隨之增大，直至電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子就不再減速，而在較低轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。

i2R1R2i1u1e1e2等效電路（一相）

：主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。e1e2、轉(zhuǎn)子電路定子電路一、轉(zhuǎn)子各物理量與s的關(guān)系

1．轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及轉(zhuǎn)子電流的頻率

2．轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢(shì)E2s

E2s=4.44f2N2K2φm=4.44sf1N2k2φm=sE2

第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行

3．轉(zhuǎn)子電抗X2S

4．轉(zhuǎn)子電流I2S

5.轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cosφ2

6.轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F2F2的空間轉(zhuǎn)速，即相對(duì)定子的轉(zhuǎn)速為n1第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行

二、負(fù)載運(yùn)行時(shí)的基本方程式

1．磁通勢(shì)平衡方程式

2．電動(dòng)勢(shì)平衡方程式

第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行

F=IN衡量產(chǎn)生主磁通本領(lǐng)的物理量轉(zhuǎn)子電路是閉合的第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指：在f1=fN

及定、轉(zhuǎn)子繞組不串任何阻抗的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、定子電流I1、電磁轉(zhuǎn)矩T、功率因數(shù)、效率與輸出功率P2的關(guān)系曲線。

第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

一、轉(zhuǎn)速特性n=f（P2）

四、轉(zhuǎn)矩特性五、效率特性二、定子電流特性I1=f（P2）

三、功率因數(shù)特性cosφ1=f（P2）第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場磁通相互作用，產(chǎn)生了電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下驅(qū)使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。

一、電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式

常數(shù)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的（牛頓

米）將如下參數(shù)代入上式：得到轉(zhuǎn)矩公式

單位（N.m）二、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式三相異步電機(jī)T=f（s）曲線三．電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)用表達(dá)式其中:第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

n1Tn得特性曲線：啟動(dòng)時(shí)n=0最大轉(zhuǎn)速n=n1時(shí)在U1及R2一定時(shí)，

T僅隨S變化得機(jī)械特性曲線：第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩n1Tn（牛頓?米）nN電機(jī)在額定電壓下，以額定轉(zhuǎn)速nN

運(yùn)行，輸出額定功率PN時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩。額定轉(zhuǎn)矩TN:TN、Tmax、Tst1負(fù)載轉(zhuǎn)矩用TL表示TstTmax最大轉(zhuǎn)矩：電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。2n1nnNTstTmax過載系數(shù)3啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst:

一般電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩Tst

體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。若Tst>TL電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)，否則將起動(dòng)不了。如果TL>

Tmax電動(dòng)機(jī)將會(huì)因帶不動(dòng)負(fù)載而停轉(zhuǎn)。啟動(dòng)系數(shù)n1TnTmTstTL啟動(dòng)：Tst>TL(負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速n

，轉(zhuǎn)矩Tcc點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩達(dá)最大Tm

，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)，T，沿cb走bb點(diǎn)：T=TL，轉(zhuǎn)速n不再上升，穩(wěn)定運(yùn)行若TL

，暫時(shí)T<TL,nsI2Tn電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力

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。常用特性段s=0s=1正常工作條件：TL<Tmax，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。啟動(dòng)條件：

Tst>TL

否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。注意第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

電動(dòng)機(jī)的曲線稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。

n1TnNTstTmax一、機(jī)械特性曲線分析

1）額定轉(zhuǎn)矩TN

2）最大轉(zhuǎn)矩Tm

3）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst

n0二、固有特性

指電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓和額定功率下，定子繞組按規(guī)定方式聯(lián)接，定子和轉(zhuǎn)子電路不外接電阻等其它電路元件，由電動(dòng)機(jī)本身固有的參數(shù)所決定的機(jī)械特性。

第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

三、人為機(jī)械特性

人為地改變異步電動(dòng)機(jī)定子電壓U1、電源頻率f1、定子極對(duì)數(shù)P、定子回路電阻或電抗、轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，所獲得的機(jī)械特性，稱為人為機(jī)械特性。

1．降低定子端電壓的人為機(jī)械特性

第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

Tm=

2．轉(zhuǎn)子回路串對(duì)稱三相電阻的人為機(jī)械特性第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

Tm=

Sm＜1，Tst隨RP的增大而增大，Sm＞1時(shí)，Tst隨RP的增大而減小。

例：三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=10kW，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，啟動(dòng)能力Tst/TN=1.4，過載系數(shù)=2.0，效率為87.5%。求額定轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩及額定輸入功率。（1）額定轉(zhuǎn)矩TN（2）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst（3）最大轉(zhuǎn)矩Tm解：所求量：TN、Tst、Tm、P1N（4）輸入功率P1N第七節(jié)電力拖動(dòng)基本知識(shí)

采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程中的各種要求的系統(tǒng)，稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式（一）單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式

1.直線運(yùn)動(dòng)方程2.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程第七節(jié)電力拖動(dòng)基本知識(shí)

一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式（一）單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式

1）T的正方向與n的正方向相同2）TL的正方向與n的正方向相反即：T與n的方向相同時(shí)為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩T為正值；T與n的方向相反時(shí)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；T為負(fù)值。TL與n的方向相同時(shí)為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩TL為負(fù)值；TL與n的方向相反時(shí)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；TL為正值。（二）電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

1．當(dāng)T=TL時(shí)，電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于靜止或勻速運(yùn)行的穩(wěn)定狀態(tài)。2．當(dāng)T>TL時(shí)，電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于加速過渡過程狀態(tài)。

3、當(dāng)T<TL時(shí)，電力拖動(dòng)系統(tǒng)處于減速過渡過程狀態(tài)。第七節(jié)電力拖動(dòng)基本知識(shí)

二、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性

負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性簡稱負(fù)載特性，它是指電力拖動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度n與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL的函數(shù)關(guān)系，即n=f(TL)。不同生產(chǎn)機(jī)械在運(yùn)動(dòng)中所具有的轉(zhuǎn)矩特性不同，大致可分為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性、恒功率負(fù)載特性和通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性三類。

1．恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性1）反抗性負(fù)載轉(zhuǎn)矩2)位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩a)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性b)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性

軋鋼機(jī)和機(jī)床平移機(jī)起重機(jī)類的負(fù)載2．恒功率負(fù)載特性3．通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性車床的車削加工鼓風(fēng)機(jī)、水泵、油泵三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件

在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性有交點(diǎn)，即T=TL這是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。而電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：在

T=TL處

機(jī)械特性的軟硬硬特性：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)載增加轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)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(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)。1.起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行的過程稱為起動(dòng)過程簡稱起動(dòng)。2.對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求：一、有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；啟動(dòng)快二、啟動(dòng)電流不要太大；以免電網(wǎng)電壓波動(dòng),影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。三、啟動(dòng)設(shè)備盡量簡單、經(jīng)濟(jì)、便于操作和維修。第八節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

起動(dòng)電流：鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的4~7倍。10千瓦以下的電機(jī)采用。大電流使電網(wǎng)電壓降低影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過熱影響：原因：起動(dòng)時(shí)n=0

，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流定子電流第八節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

一、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（一）全壓起動(dòng)（二）減壓起動(dòng)

減壓起動(dòng)并不是降低電源電壓，而是采用某種方法，使加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓降低。

降壓起動(dòng)方法Y－

減壓起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)定子串接電阻或電抗器減壓起動(dòng)1．定子串電阻或電抗減壓起動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：啟動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)行可靠，設(shè)備簡單。缺點(diǎn):啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，能量損耗大。適合：輕載或空載起動(dòng)Κ為啟動(dòng)電流所需降低的倍數(shù)2．自耦變壓器減壓起動(dòng)自耦變壓器一次電壓與二次電壓之比為k自耦變壓器的一次電流為（Ist2=Ist

/k

）Ist1=Ist2/

k=Ist/k2

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為Tst＇=Tst/k2

與串電阻相比優(yōu)點(diǎn)：啟動(dòng)電流相同的情況下，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，且有抽頭啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：線路復(fù)雜、設(shè)備價(jià)格高，且不允許頻繁啟動(dòng)。3．星形-三角形減壓起動(dòng)Ist＇=Ist/3Tst＇=Tst/3

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，成本低、運(yùn)行可靠。缺點(diǎn):啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。適合：輕載起動(dòng)且△接電動(dòng)機(jī)IstY=Ist△/3UstY=Ust△/減壓啟動(dòng)方法的比較：見表2-31、轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)定子RRR繞線式轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將R短路。二、三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1．轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)為了保證啟動(dòng)過程平衡快速，一般Tst1啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩=(1.5~2)TNTst2切換轉(zhuǎn)矩=(1.1~1.2)TN轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：適于轉(zhuǎn)子為繞線式的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（1）

（2）Rst選的適當(dāng)，轉(zhuǎn)子串電阻既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。2．轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)

要想獲得更加平穩(wěn)的啟動(dòng)特性，必須增加啟動(dòng)級(jí)數(shù)，這就會(huì)使設(shè)備復(fù)雜化。為此采用了在轉(zhuǎn)子上串頻敏變阻器的啟動(dòng)方法。

頻敏變阻器是一個(gè)鐵芯損耗很大的三相電抗器。

2．轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)

特點(diǎn)：1.自動(dòng)啟動(dòng)2.既減小啟動(dòng)電流又增大轉(zhuǎn)矩3.自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)電阻變化，啟動(dòng)過程平滑例5:三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓=380V，三相定子繞組接法運(yùn)行，額定電流IN=20A，啟動(dòng)系數(shù)Ist/IN=7，求：（1）接法時(shí)的啟動(dòng)電流Ist

（2）若啟動(dòng)時(shí)改為Y接法，求IstY（1）Ist=7IN=720=140A解：（2）IstY=Ist/3=140/3=47A#

例6有一三相異步電動(dòng)機(jī)，△連結(jié)，P2N=28

kw，U1N=380V，I1N=58A，cosφ1N=0.88，nN=1445r/min，Ist=6IN,Kst=1.1,λ=2.3,TL=73.5N.m,要求Ist<150A,問采用什么方法啟動(dòng)？解：主要看兩點(diǎn)是否滿足Ist<150A2.是否滿足Tst>TL不滿足要求滿足要求顯然不能直接啟動(dòng)直接啟動(dòng)不滿足要求滿足要求顯然也不能采用Y－

方法啟動(dòng)采用Y－

方法啟動(dòng)：要求：續(xù)例6采用自耦變壓器啟動(dòng)：常用抽頭55%，64%，73%等抽頭55%時(shí)：k=N1/N2=100/551/k=0.55

Ist’=Ist/k2

Tst＇=Tst/k2

抽頭64%時(shí)：續(xù)例6要求：不滿足要求滿足要求第九節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)1.機(jī)械制動(dòng)：利用外加機(jī)械力使電動(dòng)機(jī)迅速停止的方法。2.電氣制動(dòng):使電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反,其制動(dòng)作用。3.電氣制動(dòng)有:反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)。反接制動(dòng)時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速很大。為限制電流，在制動(dòng)時(shí)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：一、反接制動(dòng)：停車時(shí)，將三相電源中的任意兩相電源接線對(duì)調(diào)，轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流及電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以達(dá)制動(dòng)的目的。反接制動(dòng)有：電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)第九節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

第九節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

一、反接制動(dòng)（一）電源反接制動(dòng)注意：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電源，以防電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。特點(diǎn)：反接制動(dòng)線路簡單，制動(dòng)力大，制動(dòng)效果好。但由于沖擊大，制動(dòng)電流大，能耗大。不宜在頻繁制動(dòng)的場合下使用。（二）倒拉反接制動(dòng)特點(diǎn)：能量損耗大，但能獲得任意低的轉(zhuǎn)速來下放重物，安全性好。M3~+-運(yùn)行制動(dòng)n

F轉(zhuǎn)子能耗制動(dòng)：停車時(shí)，斷開交流電源，接至直流電源上，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；二、能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)變成了一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)：其輸入使電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能，它的負(fù)載是轉(zhuǎn)子電路的電阻，其電壓和頻率隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降低而降低。其特性在Ⅱ象限。二、能耗制動(dòng)特點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)、能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速停車，且不會(huì)實(shí)現(xiàn)反向起動(dòng)，制動(dòng)比較經(jīng)濟(jì)。但當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，制動(dòng)效果差。使用場合：電動(dòng)機(jī)容量較大，制動(dòng)頻繁的場合。二、能耗制動(dòng)

三、回饋制動(dòng)（再生發(fā)電制動(dòng)）

（一）反向回饋制動(dòng)

起重機(jī)就是應(yīng)用反向回饋制動(dòng)來獲得重物高速穩(wěn)定下放的。轉(zhuǎn)子串電阻越大，下放速度越高。（二）正向回饋制動(dòng)

發(fā)生在變級(jí)調(diào)速或變頻調(diào)速過程中，由高速檔變?yōu)榈退贆n的降速過程中。第十節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式

三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：

1）變頻調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)定子電源頻率f1來改變同步轉(zhuǎn)速n1，從而進(jìn)行調(diào)速。

2）變極調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p來改變電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速n1來進(jìn)行調(diào)速。

3）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

調(diào)速過程中保持電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速n1不變，改變轉(zhuǎn)差率s來進(jìn)行調(diào)速。其中有降低定子電壓、在繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入電阻或串附加電動(dòng)勢(shì)等方法調(diào)速。

一、籠型異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速（一）變極原理

變極原理：只要將兩個(gè)“半相繞組”中的任一個(gè)“半相繞組”中的電流反向，就可以將極對(duì)數(shù)增加一倍（順串)或減少一倍（反串或反并）。（二）兩種常用的變極接線法1．Y/yy變極調(diào)速

為保證變極調(diào)速前后，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變，在改變繞組接線的同時(shí)，必須將V、W兩相出線端對(duì)調(diào)，使電動(dòng)機(jī)接入電源的相序改變。1．Y/yy變極調(diào)速

Y/yy

變極后，極對(duì)數(shù)減半，轉(zhuǎn)速增加一倍，輸出功率增大一倍，輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)。適用于拖動(dòng)起重機(jī)、電梯、運(yùn)輸帶等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速。2．Δ/yy變極調(diào)速2．Δ/yy變極調(diào)速

Δ/yy變極調(diào)速后，極數(shù)減半，轉(zhuǎn)速增加一倍，轉(zhuǎn)矩近似減小一半，功率近似保持不變。屬于恒功率調(diào)速性質(zhì)，適用于車床切削加工。（三）變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性Y改接YY，定轉(zhuǎn)子阻抗為Y時(shí)的1/4，相電壓U1不變，即對(duì)數(shù)P減半，所以，Tm、Tst為Y時(shí)的2倍Sm不變。過載能力增大?！鞲慕覻Y，定轉(zhuǎn)子阻抗為△時(shí)的1/4，相電壓為△時(shí)的Tm、Tst為△時(shí)的2/3倍Sm不變。過載能力下降。變極調(diào)速特點(diǎn)：操作簡單、成本低、效率高、機(jī)械特性硬等特點(diǎn)，而且采用不同的接線方法，既適用于恒功率調(diào)速又可適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。但變極調(diào)速為有級(jí)調(diào)速。適用于調(diào)速要求不高且不需平滑調(diào)速場合。調(diào)速原理：改變電源頻率從而使電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速變化達(dá)到調(diào)速。1.變頻時(shí)保持Φm不變:考慮到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，并使電動(dòng)機(jī)得到充分利用通常希望氣隙磁通Φm維持額定值不變U1≈E1=4.44f1N1ΦmK1ω二、變頻調(diào)速（一）、變頻與調(diào)壓相配合當(dāng)f1下降，U1不變時(shí)，Φm增加，磁路進(jìn)入飽和段，使I0急劇增大，使過載能力變小。

當(dāng)f1上升，U1不能上升，Φm下降，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩下降，影響電動(dòng)機(jī)的過載能力。所以變頻調(diào)速一般在基頻以下調(diào)速，而且U1必須隨頻率的變化作正比變化。即式中加“′”的表示變頻后的量。二、變頻調(diào)速

2.變頻時(shí)保持λm不變：為了保證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，希望變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的過載能力不變。為了保證變頻前后λm不變，就要求：λm=Tm/TN=T’m/T’N=λ’mTm/T’m=TN/T’N二、變頻調(diào)速

對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因?yàn)門N=T′N，由上式可得：

這時(shí)既保證了電動(dòng)機(jī)的過載能力λm不變，同時(shí)又滿足Φm等于定值的要求，這說明變頻調(diào)速適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。對(duì)于恒功率負(fù)載采用變頻調(diào)速時(shí)，無法使電動(dòng)機(jī)的過載能力λm和主磁通Φm同時(shí)保持不變。二、變頻調(diào)速

（二）恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速時(shí)機(jī)械特性1）同步點(diǎn)：n1=60f1/P，n1∝f12）最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：Sm∝1/f△nm=常數(shù)3）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：隨著頻率的降低，定子電阻R1的影響不能忽略，最大轉(zhuǎn)矩略有減小，當(dāng)頻率很低時(shí)（如圖中的f15、f16），Tm降得很多。為了保證電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)有足夠大小的Tm值，U1應(yīng)比f1降低的比例小些，使U1/f1的比值隨f1的降低而增加，如圖中虛線所示。1、頻率f1的降低時(shí)特性2、頻率f1的升高時(shí)特性對(duì)于基頻以上調(diào)速，不能按比例升高電壓，只能保持電壓不變。因此，f1增大，φm減小，轉(zhuǎn)速n增大，Tm減小。所以在f1N調(diào)速為恒功率調(diào)速且最大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩都減小。如圖所示。（三）三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)從低頻開始啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。變頻時(shí)頻率的增加要考慮電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況，若頻率由f11直接增加到f13，電磁轉(zhuǎn)矩瞬間小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，造成電動(dòng)機(jī)減速，直至停轉(zhuǎn)，達(dá)不到往上調(diào)速的目的。變頻調(diào)速是以變頻器向交流電動(dòng)機(jī)供電，并構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換成可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電的變換器。（四）變頻電源簡介交-交變頻器交-直-交變頻器1）從額定頻率向下調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)；從額定頻率往上調(diào)速，為近似恒功率調(diào)速性質(zhì)。2）頻率連續(xù)可調(diào)，為無級(jí)調(diào)速。3）機(jī)械特性硬，調(diào)速范圍大，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定好。但需要一套專用的變頻電源，設(shè)備投資較高；晶閘管技術(shù)的發(fā)展，為獲得變頻電源提供了新的途徑。三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速特點(diǎn)三、變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法很多，有繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、轉(zhuǎn)子串附加電動(dòng)勢(shì)（串級(jí)）調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速等。（一）繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速。特點(diǎn)：1）為有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差；從額定頻率往下調(diào)速。2）調(diào)速范圍窄；3）調(diào)速方法簡單，調(diào)速電阻可作啟動(dòng)、制動(dòng)電阻。4）低速時(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重，效率低。適用于重下載調(diào)速。在起重機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。（二）轉(zhuǎn)子串附加電動(dòng)勢(shì)調(diào)速（串級(jí)調(diào)速）

恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)，損耗小、效率高，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上具有優(yōu)越性。（三）改變定子電壓調(diào)速a)曲線1通風(fēng)機(jī)負(fù)載，調(diào)速范圍較寬。曲線2恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，范圍較窄b)采用轉(zhuǎn)子電阻較大的高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，調(diào)速范圍較寬，但特性較軟，運(yùn)行穩(wěn)定性差。采用測速反饋的閉環(huán)調(diào)速控制。第十一節(jié)

三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)與故障分析

一、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

二、三相異步電動(dòng)機(jī)的故障分析第十一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)與故障分析

為使三相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行并延長其使用壽命，必須加強(qiáng)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)工作。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，因某些原因會(huì)在機(jī)械部分或電氣部分發(fā)生故障，造成電動(dòng)機(jī)不能正常工作、嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞電動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，可通過耳、眼、鼻、手等感覺器官和借助于儀表、工具來監(jiān)視電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況，并判斷電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是否正常。監(jiān)視的內(nèi)容有電動(dòng)機(jī)的線路電流、溫度和響聲等，如果出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象應(yīng)立即停機(jī)找出故障并加以排除。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)1、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度的監(jiān)視

電動(dòng)機(jī)機(jī)殼溫度過高：是電動(dòng)機(jī)繞組和鐵心過熱的外部表現(xiàn)，過熱會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)繞組絕緣，甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)繞組和降低其他方面性能。檢查電動(dòng)機(jī)溫升最簡便的方法：是用手心摸機(jī)殼來判斷，但事先須用驗(yàn)電筆測試電動(dòng)機(jī)外殼是否帶電，或用手背試搭機(jī)殼是否麻手，在確實(shí)證明機(jī)殼不帶電時(shí)，方可用手心摸機(jī)殼，如果機(jī)殼燙得使手縮回，便說明電動(dòng)機(jī)已很過熱。2、電動(dòng)機(jī)線路電流的監(jiān)視1）當(dāng)環(huán)境溫度為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子電流可等于或低于銘牌上所規(guī)定的額定值。2）如果環(huán)境溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，應(yīng)考慮降低電動(dòng)機(jī)電流使其低于額定電流，但允許短時(shí)過載。3）當(dāng)環(huán)境溫度低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，可適當(dāng)增加額定電流。如果電動(dòng)機(jī)電流不符合規(guī)定，且超過很多時(shí)，應(yīng)查明原因降低負(fù)載運(yùn)行。此外，還要監(jiān)視電動(dòng)機(jī)定子三相電流是否平衡，三相中最大或最小的一相電流與其三相電流的平均值的偏差不得大于三相平均值的10%，當(dāng)超過該值時(shí)，應(yīng)查明原因并排除故障。3、電源電壓的監(jiān)視

電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)電源電壓波動(dòng)應(yīng)不超過±5%，若電壓過高或過低，則應(yīng)考慮降低電動(dòng)機(jī)負(fù)載。而三相電壓間不平衡值不得超過5%，若超出這一范圍，應(yīng)找出原因，設(shè)法調(diào)整供電系統(tǒng)負(fù)載，使三相負(fù)載電壓力求平衡。4、電動(dòng)機(jī)聲音、氣味和振動(dòng)的監(jiān)視電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，聲音均勻，無雜聲或特殊叫聲。電動(dòng)機(jī)超載運(yùn)行時(shí)間太長，電動(dòng)機(jī)繞組絕緣將會(huì)損壞，嚴(yán)重時(shí)能嗅到絕緣漆的焦糊味，這時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，檢查原因并加以排除。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)只有輕度振動(dòng)，如果振幅很大，說明存有故障，這時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，檢查底腳螺釘、皮帶輪、聯(lián)軸器等是否松動(dòng)或有嚴(yán)重變形。5軸承運(yùn)行清況的監(jiān)視電動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)行是否正常，可用螺釘旋具接觸軸承蓋聽有無雜音，若有雜音應(yīng)及時(shí)處理。另外，還需監(jiān)視軸承中滑潤油是否不足或過多。還要注意電動(dòng)機(jī)通風(fēng)情況和周圍環(huán)境是否清潔，注意熔絲有無損傷，以免電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行而燒壞電動(dòng)機(jī)繞組。還應(yīng)做好定期維護(hù)工作。定期維修分小修與大修，小修一般是屬于檢查和維護(hù)，對(duì)電動(dòng)機(jī)不作大的拆卸；大修則要拆開電動(dòng)機(jī)進(jìn)行清理、檢查和修理。一般小修每年進(jìn)行

2~3次，大修則進(jìn)行一次，不過這還要根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作準(zhǔn)質(zhì)和周圍環(huán)境來定。1、三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行常見故障1）電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行。產(chǎn)生該故障的原因有電源線一相折斷；刀閘或起動(dòng)設(shè)備觸頭燒蝕、松動(dòng)、接觸不良或一相熔斷器熔絲熔斷；電動(dòng)機(jī)本身一相繞組斷路等。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生本身一相繞組斷路，這時(shí)額定輸出功率約為原來的一半，如果電動(dòng)機(jī)仍帶上原來較大負(fù)載，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速明顯要下降，而且電動(dòng)機(jī)定子電流大大超出其額定電流，使電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)熱而燒壞。若電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)發(fā)生單相運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)將起動(dòng)不起來，并伴有明顯的電磁嗡嗡聲，此時(shí)應(yīng)立即切斷電源，檢查故障原因。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的故障分析2）電動(dòng)機(jī)的V接線運(yùn)行2）電動(dòng)機(jī)的V接線運(yùn)行△聯(lián)結(jié)的三相繞組內(nèi)部發(fā)生一相斷線，這時(shí)三相路中有一相電流最大，另兩相線電流基本相等。若保證繞組中相電流不超過額定電流，則電動(dòng)機(jī)繞組在v接法運(yùn)行時(shí)，其額定輸出功率約為原來的67%

；如果仍帶原來的額定負(fù)載，轉(zhuǎn)速明顯下降，且定子電流超過額定電流，電動(dòng)機(jī)溫升明顯增高，運(yùn)行時(shí)間一長，電動(dòng)機(jī)繞組燒壞，此時(shí)還會(huì)伴有振動(dòng)。繞組v聯(lián)結(jié)，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)能自行起動(dòng)，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，起動(dòng)慢，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，也可能起動(dòng)不起來。起動(dòng)電流三相不平衡，有一相為正常值，另兩相基本相等。3）電動(dòng)機(jī)定子繞組接地

電動(dòng)機(jī)繞組或引出線的帶電部分與鐵心或機(jī)殼相接，造成了繞組接地故障。如果三相繞組只有一點(diǎn)碰機(jī)殼，而電動(dòng)機(jī)外殼又未接地，機(jī)殼就有了和該點(diǎn)相同的電位。這時(shí)電動(dòng)機(jī)仍可繼續(xù)運(yùn)行，但人體卻有觸電的危險(xiǎn)。如果一相繞組導(dǎo)線有一點(diǎn)碰到了鐵心和機(jī)殼，但機(jī)殼是接地的，這樣就會(huì)造成該點(diǎn)接地短路（因供電變壓器的繞組中性點(diǎn)通常是接地的），同時(shí)會(huì)使該相繞組的部分線匝被短接，其有效匝數(shù)減少，將使該相電流增大。接地點(diǎn)愈靠近繞組的引出線端，情況就愈嚴(yán)重，甚至?xí)估@組燒壞。如果電動(dòng)機(jī)的繞組有兩相同時(shí)接地，除上述情況外，還會(huì)造成相間短路，這時(shí)故障的嚴(yán)重程度隨繞組的接地點(diǎn)而異，但總會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的不正常運(yùn)行，使繞組過熱甚至燒壞。4）定子繞組匝間或相間短路

由于繞組線匝的絕緣損壞，使不該接通的兩導(dǎo)線直接相碰造成的故障稱為繞組的匝間短路。如果是同一相繞組的匝間短路，由于短路線圈的阻抗減小，在感應(yīng)電勢(shì)的作用下會(huì)形成較大的電流，使短路線匝的溫度迅速升高，甚至冒煙燒毀。短路的線匝越多，清況就越嚴(yán)重。發(fā)生匝間短路故障后，一般的電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)行，但會(huì)發(fā)出異常的電磁噪聲，電流增大而使電動(dòng)機(jī)過熱。如果是兩相繞組的相鄰線匝發(fā)生短路，即造成了繞組的相間短路，使繞組過熱甚至燒壞。（1）電動(dòng)機(jī)過熱

1）電源方面的原因①電源電壓高于額定電壓②電源電壓高于額定電壓③電源線路發(fā)生一相斷路。2）負(fù)載方面的原因電動(dòng)機(jī)長期過載運(yùn)行。3）電動(dòng)機(jī)本身方面的原因電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行、匝間或相間短路、轉(zhuǎn)子斷條、接線錯(cuò)誤、機(jī)械故障、裝配不好等2、三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行常見故障現(xiàn)象及故障原因分析（2）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的原因機(jī)電兩個(gè)方面機(jī)械方面的原因：1）電動(dòng)機(jī)底座不牢或固定不緊2）轉(zhuǎn)子零件松弛3）安轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)和被拖動(dòng)機(jī)械軸心不在同一軸線上4）由于軸彎或轉(zhuǎn)子磨損造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子偏心。5）轉(zhuǎn)子重心不在轉(zhuǎn)子中心上。電磁方面的原因：1）繞組發(fā)生短路、接反、造成磁場不對(duì)稱。電磁轉(zhuǎn)矩不均勻，電動(dòng)機(jī)振動(dòng)并發(fā)出一種低沉的聲音。只要切斷電源聲音消失。接通電源聲音又產(chǎn)生。2）轉(zhuǎn)子有斷條時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，負(fù)載電流時(shí)高時(shí)低，周期性波動(dòng)，發(fā)出時(shí)高時(shí)低嗡嗡聲，機(jī)身振動(dòng)。3）鐵心硅鋼片過于松弛，在外殼上聽到絲絲振動(dòng)聲。4）軸承內(nèi)潤滑油不足，軸承室內(nèi)能聽到絲絲聲。5）軸承內(nèi)鋼珠損壞，運(yùn)轉(zhuǎn)中有咕嚕咕嚕聲。6）定、轉(zhuǎn)子相擦，會(huì)發(fā)出不均勻碰擦聲。（3）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中三相電流不平衡1）電動(dòng)機(jī)繞組斷路2）電動(dòng)機(jī)單相短路或相間短路3）電動(dòng)機(jī)一相首尾接反定義：使用單相電源的異步電動(dòng)機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，運(yùn)行可靠，應(yīng)用廣泛。結(jié)構(gòu)：與籠型電動(dòng)機(jī)相似，轉(zhuǎn)子采用籠型結(jié)構(gòu)，定子只安裝單相繞組或兩相繞組。與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)相比體積大，運(yùn)行性能差。但容量不大時(shí)，缺點(diǎn)不明顯。

第十二節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)

第十二節(jié)

單相異步電動(dòng)機(jī)

一、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1．交流單相繞組產(chǎn)生脈振磁通勢(shì)任何瞬時(shí)磁通勢(shì)在空間分布為一矩形波；波形在空間的任何一點(diǎn)，磁通勢(shì)的大小隨時(shí)間按余弦規(guī)律脈振。這種空間位置（軸線）固定，而大小隨時(shí)間變化的磁通勢(shì)，稱為脈振磁通勢(shì)，其頻率與交流電的頻率相同。2．脈振磁通勢(shì)的分解

一個(gè)脈振磁通勢(shì)可以分解為兩個(gè)幅值相等（各等于脈振磁通勢(shì)振幅的一半），轉(zhuǎn)速相等（都是同步轉(zhuǎn)速），但轉(zhuǎn)向相反的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，其中轉(zhuǎn)向與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向相同的稱為正向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

；另一個(gè)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向相反的稱為逆向旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。注：這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁通勢(shì)的幅值相等，且均以同步角速度ω旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)方向相反。3．單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在脈振磁通勢(shì)作用下受到的電磁轉(zhuǎn)矩，就等于在正轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F+和反轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F-兩者分別作用下受到的電磁轉(zhuǎn)矩的合成T=T++T-。(1)當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，n＝0時(shí)，T+=T-電磁轉(zhuǎn)矩T＝0,即無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)不能夠起動(dòng)。(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)一旦啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，當(dāng)合成轉(zhuǎn)矩T＞TL

時(shí)，則電動(dòng)機(jī)在撤消啟動(dòng)措施后電動(dòng)機(jī)將自行加速并在某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。(3)單相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)方向由電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方向決定。(4)由于存在反向轉(zhuǎn)矩T-，起制動(dòng)作用，使合成電磁轉(zhuǎn)矩減小，因此單相電機(jī)的過載能力、效率、功率因數(shù)都低于同容量的三相異步電機(jī)，且機(jī)械特性軟，轉(zhuǎn)速變化較大。3．單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理二、單相異步電動(dòng)機(jī)的分類和起動(dòng)方法單相異步電機(jī)Tst=0，要使單相異步電動(dòng)機(jī)正常工作必須有兩相繞組才行。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)是工作繞組U1-U2；另一個(gè)是起動(dòng)繞組V1-V2。兩個(gè)繞組在空間位置相差900電角度。啟動(dòng)繞組串聯(lián)電阻或電容后再與工作繞組并聯(lián)，接與單相交流電源上，使兩繞組中的電流大小相等，相位互差900

就產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。電動(dòng)機(jī)就能夠旋轉(zhuǎn)起來。按啟動(dòng)方法單相異步電動(dòng)機(jī)分為分相式和罩極式1．單相分相式異步電動(dòng)機(jī)二、單相異步電動(dòng)機(jī)的分類和起動(dòng)方法旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的特點(diǎn)當(dāng)工作繞組和啟動(dòng)繞組中通入相位差為900的電流時(shí)，氣隙中產(chǎn)生一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，形成圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，電動(dòng)機(jī)就能夠轉(zhuǎn)起來。如果對(duì)稱條件破壞，例如出現(xiàn)兩相繞組不垂直、兩相電流幅值不相等或兩相電流相位差不是900，則氣隙中的磁場將變?yōu)闄E圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，形成一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。二、單相異步電動(dòng)機(jī)的分類和起動(dòng)方法

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)可以分解為兩個(gè)方向相反、幅值不同的圓形旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，轉(zhuǎn)速的大小均為同步速n1。1）單相電阻分相式電動(dòng)機(jī)電阻分相的起動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組采用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，則它與工作繞組的電阻值不相等，兩套繞組的阻抗值也就不等，流過這兩套繞組的電流也就存在著一定的相位差，產(chǎn)生橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值，離心開關(guān)打開，切除啟動(dòng)繞組，剩下工作繞組進(jìn)入工作狀態(tài)。2）單相電容分相式電動(dòng)機(jī)電容分相起動(dòng)原理起動(dòng)繞組串接電容C和離心開關(guān)S，與工作繞組并接在同一電源上。當(dāng)C的容量選得合適，使IU與IV相差900，在起動(dòng)時(shí)獲得一個(gè)接近圓形旋轉(zhuǎn)磁場，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的啟動(dòng)電流。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，離心開關(guān)S由于機(jī)械離心作用而斷開，使電動(dòng)機(jī)剩下工作繞組進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行。

3）單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)把電容分相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)繞組設(shè)計(jì)成長期工作制，起動(dòng)繞組中不串離心開關(guān)S，成為電容C運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。此電動(dòng)機(jī)氣隙磁場接近圓形旋轉(zhuǎn)磁場，其運(yùn)行性能有較大改善，無論效率、功率因數(shù)、過載能力都比普通單相電動(dòng)機(jī)高，運(yùn)行也較平穩(wěn)。300mm以上電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)都采用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)。4）單相雙值電容電動(dòng)機(jī)單相雙值電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)采用兩個(gè)電容并聯(lián)后再與啟動(dòng)繞組串聯(lián)，C1電容量較大，C2為運(yùn)行電容器，電容量小。起動(dòng)時(shí)C1、C2兩個(gè)繞組并聯(lián)，電容量為C1+C2，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)離心開關(guān)觸頭斷開，將C1斷開，C2接入運(yùn)行。因此電動(dòng)機(jī)具有良好的運(yùn)行性能。常用于家用電器，泵、小型機(jī)械上。單相分相式電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)

單相分相電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向是由電流領(lǐng)先相轉(zhuǎn)向電流滯后相。所以只要將工作繞組或啟動(dòng)繞組其中任意一套繞組的兩個(gè)出線端對(duì)調(diào)一下，就改變了兩繞組中電流之間的相序，也就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，從而電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向獲得了改變。洗衣機(jī)采用的是單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。兩套繞組完全相同如圖2-49所示2．單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的定子為硅鋼片疊成的凸極式，工作繞組套在凸極的極身上。每個(gè)極的極靴上開有一個(gè)槽，槽內(nèi)放置有短路銅環(huán)，銅環(huán)罩住整個(gè)極面的三分之一左右，如圖所示。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法當(dāng)工作繞組接入單相交流電源后，磁極內(nèi)即產(chǎn)生一脈振磁場。脈振磁場的交變，使短路環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)將出現(xiàn)一個(gè)阻礙原來磁場變化的新磁場，從而使短路環(huán)內(nèi)的合磁場變化總是在相位上落后于環(huán)外脈振磁場的變化。可以把環(huán)內(nèi)、環(huán)外的磁場設(shè)想為兩相有相位差的電流所形成，這樣分相的結(jié)果，使氣隙中出現(xiàn)橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。該磁場作用下，電動(dòng)機(jī)將獲得一定的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此電機(jī)總是從磁極未罩部分向被罩部分旋轉(zhuǎn)。罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，噪聲小，允許短時(shí)過載。但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且不能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。常用于小型電風(fēng)扇。2．單相罩極式異步電動(dòng)機(jī)三、單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1．串電抗器調(diào)速調(diào)速方法：串電抗調(diào)速和抽頭調(diào)速在電動(dòng)機(jī)電路中串電抗器后再接在單相電源上，改變電抗器的抽頭，從而改變工作繞組、啟動(dòng)繞組電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。2．抽頭法調(diào)速抽頭法調(diào)速

：在定子繞組中再嵌放一個(gè)調(diào)速繞組。三套繞組采用不同的接法，通過換接調(diào)速繞組的不同抽頭，可改變工作繞組的端電壓，進(jìn)而達(dá)到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的目的。有T形接線和L形接線兩種接線方式。作業(yè)：2-172-202-211.變壓器的基本構(gòu)造是由

和

兩大部分組成。

2.電壓互感器使用時(shí)，一次繞組應(yīng)

在被測電路上，二次繞組絕對(duì)不允許

。

3.相互并聯(lián)的變壓器，其

和

應(yīng)相等，

必須相同，

應(yīng)相等。

4.三相異步電動(dòng)機(jī)由

和

兩大部分組成。

5.繞線型異步電動(dòng)機(jī)常用的啟動(dòng)方法

啟動(dòng)和

啟動(dòng)兩種。電機(jī)與電氣控制技術(shù)練習(xí)題

電機(jī)與電氣控制技術(shù)練習(xí)題6.三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)常用的方法主要

、

、

。7.三相異步電動(dòng)