《簡明電工學(xué)》課件第14課-三相異步電動(dòng)機(jī)

模塊7三相異步電動(dòng)機(jī)7.5

三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和額定值1.型號(hào)

磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y3132M－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）第3次設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)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Y異異繞異爆異起YRYBYQ2.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。3.額定電壓例如：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)，電壓過高或過低都會(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.額定電流例如：Y/

6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下線電流為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電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。5.額定頻率電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組所加電源的頻率。

不是轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)

電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，定子電流主要產(chǎn)生主磁通，功率因數(shù)很低，只有0.2~0.3。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶有負(fù)載時(shí)輸出機(jī)械功率，電流中的有功分量增大，功率因數(shù)增加較快，在額定負(fù)載時(shí)，約為0.7~0.9。

7.功率與效率鼠籠電機(jī)

N

=72~93％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。8.接法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2

聯(lián)結(jié)7.6

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)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)電勢轉(zhuǎn)子電流定子電流

三相異步電動(dòng)機(jī)接入三相電源，電動(dòng)機(jī)從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升直至穩(wěn)定運(yùn)行的過程。起動(dòng)電流大

中小型籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（定子）是額定電流的4~7倍。起動(dòng)電流大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否大？起動(dòng)時(shí)s大減小并不大它與額定轉(zhuǎn)矩之比約為1~22、大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作1、頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過熱后果：7.6.1直接起動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是無需輔助設(shè)備，缺點(diǎn)是起動(dòng)電流較大功率小于7.5kW的異步電動(dòng)機(jī)允許直接起動(dòng)

更大容量的電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)，取決于配電變壓器的容量以及各地電網(wǎng)管理部門的規(guī)定降低起動(dòng)電流方法

串電阻起動(dòng)降壓起動(dòng)減小了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩7.6.2降壓起動(dòng)（1）星-三角降壓起動(dòng)如何降壓？U1U2V1V2W1W2正常運(yùn)行時(shí)Q1、Q2閉合，Q3斷開加載到定子繞組上的電壓為380VU1U2V1V2W1W2星形聯(lián)結(jié)，電壓降為220V起動(dòng)時(shí)Q1、Q3閉合，Q2斷開

（a）僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

（2）Y－

起動(dòng)Y－

降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2（2）自耦變壓器降壓起動(dòng)

自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成Y形不能采用Y－

起動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí)Q1、Q2閉合，Q3斷開接入自耦變壓器開關(guān)Q2斷開，Q3閉合切除自耦變壓器起動(dòng)完成后自耦變壓器的變比為k

[例7.6.1]一臺(tái)Y225M-6型的三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組三角形聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：PN=30kW，nN=980r/min，UN=380V，

N=91.5%，cos

N=0.84，Ist/IN=7，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；（4）如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為515.2Nm，試問在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)；（5）采用星-三角降壓起動(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)？

（2）由nN=980r/min，可知p=3，n0=1000r/min，則

（3）

[例7.6.1]一臺(tái)Y225M-6型的三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組三角形聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：PN=30kW，nN=980r/min，UN=380V，

N=91.5%，cos

N=0.84，Ist/IN=7，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；（4）如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為515.2Nm，試問在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)；（5）采用星-三角降壓起動(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)？（4）當(dāng)

電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)

電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)（5）

在80%額定負(fù)載時(shí)

在50%額定負(fù)載時(shí)

電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)電動(dòng)機(jī)能起動(dòng)7.6.3轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)

繞線型異步電動(dòng)機(jī)還可以采用轉(zhuǎn)子回路串電阻的起動(dòng)方式。7.7.1變頻調(diào)速(無級(jí)調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~三種電氣調(diào)速方法7.7

三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速人為改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣的過程稱為調(diào)速當(dāng)頻率f1連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性平滑，因此屬于無極調(diào)速。7.7.2變極調(diào)速(有級(jí)調(diào)速)

磁極對(duì)數(shù)增大一倍，則旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速下降一半，而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也約下降一半。U相繞組分兩部分，線圈兩個(gè)線圈串聯(lián)

p=2兩個(gè)線圈反并聯(lián)

p=1線圈安裝位置并不需要變動(dòng)，外部改變定子繞組的接法調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因此屬于有級(jí)調(diào)速7.7.3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速(無級(jí)調(diào)速)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速體現(xiàn)為變壓調(diào)速和變阻調(diào)速。

籠型異步電動(dòng)機(jī)可以采用變極調(diào)速、變頻調(diào)速和改變定子電壓調(diào)速。繞線型異步電動(dòng)機(jī)還可以采用轉(zhuǎn)子回路串電阻7.8

三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)7.8.1

能耗制動(dòng)

在斷開三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速盡快下降或者停轉(zhuǎn)（迅速停車），這樣的過程稱為制動(dòng)。產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。7.8.2

反接制動(dòng)轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，仍會(huì)保持原有運(yùn)動(dòng)方向，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因而起到制動(dòng)作用改變定子繞組通電相序，可使旋轉(zhuǎn)磁場反向

當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)迅速切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向轉(zhuǎn)動(dòng)。7.8.3回饋制動(dòng)

在外界作用下，如起重機(jī)快速放下重物時(shí)，由于有重力勢能的存在，將使重物下降的速度增加，致使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組將以轉(zhuǎn)速（n-n0）的相對(duì)速度切割旋轉(zhuǎn)磁場。

此刻電動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，將重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能給電網(wǎng)回饋能量，電磁轉(zhuǎn)矩反向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，限制了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，故稱為回饋制動(dòng)。7.9.1

功率的選擇

功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動(dòng)機(jī)容易因過載而損壞。1.對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。2.對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。7.9

三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇7.9.2

種類和型式的選擇1.種類的選擇

一般應(yīng)用場合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)的場合才選用繞線式電動(dòng)機(jī)。2.結(jié)構(gòu)型式