《電機(jī)技術(shù)》2.1.2 異步電動(dòng)機(jī)原理和銘牌任務(wù)手冊(cè)

異步電動(dòng)機(jī)原理和銘牌【任務(wù)要求】知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生；轉(zhuǎn)差率；異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)；三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理的分析；掌握旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的方法和原理；會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)差率分析異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；會(huì)識(shí)讀三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)重點(diǎn)難點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生【任務(wù)清單】任務(wù)1：三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子三相對(duì)稱繞組中通入三相對(duì)稱的電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1=60f1/p旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子是靜止的。轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組是閉合的短路繞組，故轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)有感應(yīng)電流流過。轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n恒小于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1。由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不同步，故又稱為異步電動(dòng)機(jī)。任務(wù)2：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)的定子，三相定子繞組對(duì)稱放置在定子槽中，即三相繞組首端U1、V1、W1（或末端U2、V2、W2）的空間位置互差120°。對(duì)稱的三相電流通入對(duì)稱的三相繞組中，它們的合成磁場(chǎng)就是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?。?！任務(wù)3：極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系三相異步機(jī)的三相對(duì)稱定子繞組中通入對(duì)稱三相交流電，會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。P=1時(shí)，i變化一周磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)360°；P=2時(shí)，i變化一周磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)180°。顯然，四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速是二極電機(jī)的1/2。因此我們可以得到：任務(wù)4：轉(zhuǎn)差率用字母s表示，。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)差率s=1；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速(空載運(yùn)行)時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=0；作為異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)差率在0＜s＜1范圍內(nèi)變化。額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率一般在0.01-0.06之間，即電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步速。負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。任務(wù)5：異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)（1）電磁制動(dòng)；（2）電動(dòng)機(jī)；（3）發(fā)電機(jī)1、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)時(shí)n1>n>0,此時(shí)0<s<1。2、發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：n>n1，則轉(zhuǎn)差率s<0。3、電磁制動(dòng)狀態(tài)：n<0，則轉(zhuǎn)差率s>1。任務(wù)6：三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)型號(hào)（Y112M-4）：Y表示Y系列鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（YR表示繞線式異步電動(dòng)機(jī)）；112表示電機(jī)的中心高為112mm；M表示中機(jī)座（L為長(zhǎng)機(jī)座；S為短機(jī)座）；4表示4極電機(jī)。2、額定功率P（4.0kW)：電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，軸上所能輸出的機(jī)械功率。3、額定速度n（1440r/min)：電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。4、額定電流IN（8.8A)：電動(dòng)機(jī)加以額定電壓，在其軸上輸出額定功率時(shí)，定子從電源取用的線電流值。5、額定電壓UN（380V)：電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。Y系列電動(dòng)機(jī)的額定電壓都是380V。凡功率小于3KW的電機(jī)，其定子繞組均為星型聯(lián)接，4KW以上都是三角形聯(lián)接。6、防護(hù)等級(jí)（IP44）：指防止人體接觸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分、電機(jī)內(nèi)帶電體和防止固體異物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)的防護(hù)等級(jí)。IP—特征字母，為“國(guó)際防護(hù)”的縮寫；44—4級(jí)防固體；4級(jí)防水。7、LW（82dB)：電動(dòng)機(jī)的噪聲等級(jí)，值越小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲越低，單位為dB。8、工作制（工作制S1）：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式。一般分為“連續(xù)”（代號(hào)為S1）、“短時(shí)”（代號(hào)為S2）、“斷續(xù)”（代號(hào)為S3）9、額定頻率(50Hz)：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下，定子繞組所接電源的頻率。我國(guó)規(guī)定的額定頻率為50Hz。10、接法(Δ)：電動(dòng)機(jī)在額定電壓下，定子繞組的連接方式（星型聯(lián)接和三角形聯(lián)接）。三相繞組具體應(yīng)該采用何種接法，應(yīng)視電力網(wǎng)的線電壓和各相繞組的工作電壓而定。目前我國(guó)生產(chǎn)的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，功率在4kW以下者一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。11、絕緣等級(jí)（B級(jí)絕緣）：電動(dòng)機(jī)繞組以及其他絕緣部件所用絕緣材料的等級(jí)，絕緣材料按耐熱性能可以分為Y、A、E、B、F、H、C七個(gè)等級(jí)。目前國(guó)產(chǎn)Y系列電動(dòng)機(jī)一班采用B級(jí)絕緣。【任務(wù)拓展】請(qǐng)認(rèn)真思考并回答下列問題以下圖所給的異步電動(dòng)機(jī)為例，分別計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差率、輸入功率和效率。已知一臺(tái)三相異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1437r/min，試求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率。3、一臺(tái)50Hz、八極的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)差率sN=0.04，問該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在700r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在800r/min時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？當(dāng)該機(jī)運(yùn)行在起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)差率是多少？4、一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為：ＰN=2.2kＷ，ｎN＝1430r／min，ηN=0.82，cosφ＝0.83，ＵN=220／380V。求Ｙ形和△形接法時(shí)的額定電流ＩN。5、一臺(tái)Y132－52－４型三相異步電動(dòng)機(jī)其額定數(shù)據(jù)如下：轉(zhuǎn)速：1450r/min，功率：10kW，電壓：380Ｖ，接法：△，效率：87.5％，功率因數(shù)：0.87，試求：ＩN、