电工学第七版

1、1交流电动机交流电动机 第第7 7章章27.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造7.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理7.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性7.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速7.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动7.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据7.11 单相异步电动机单相异步电动机第第7 7章章 交流电动机交流电动机7.9 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择3第第7章

2、章 交流电动机交流电动机4电动机的应用567.1 7.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造一、基本结构定子铁心定子铁心定子绕组定子绕组转轴转轴转子转子风扇风扇罩壳罩壳轴承轴承机座机座接线盒接线盒端盖端盖轴承盖轴承盖7三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构8YBZXAC定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机座机座1）三相对称的定子绕组：）三相对称的定子绕组：用于产生旋转磁场用于产生旋转磁场1、定子：铁心、线圈（绕组）、定子：铁心、线圈（绕组）可以连成星型或三角型可以连成星型或三角型与三相电源相连与三相电源相连2）铁心：硅钢片叠成）铁心：硅钢片叠成AXBYCZ9定子绕组的连接

3、：定子绕组的连接：三相绕组有六个出线端，首端为：三相绕组有六个出线端，首端为：A 、B 、C末端为：末端为：X、Y、Z可根据需要连成可根据需要连成Y形形或或 形。形。AXBYCZZXYABCAXBYCZZXYABCY 形形 形形10在旋转磁场作用下，产生感应电动势和电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势和电流。鼠笼式：鼠笼式：转子转子2、转子：铁心、绕组、转轴、转子：铁心、绕组、转轴转轴转轴1）铁心：硅钢片叠成）铁心：硅钢片叠成2）绕组：）绕组：YBZXAC在转子铁心槽内浇注铝在转子铁心槽内浇注铝或压上铜条，做成鼠笼。或压上铜条，做成鼠笼。线绕式：线绕式：在转子铁心槽内放置对在转子铁心槽内放置

4、对称的三相绕组。称的三相绕组。11三相异步电动机的分类三相异步电动机的分类127.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理一、原理演示一、原理演示NSn磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈ein0f13磁极旋转磁极旋转 感应电动势（感应电动势（导线在磁场中切割磁力线导线在磁场中切割磁力线）感应电流（感应电流（闭合导线闭合导线）磁场力（磁场力（通电线圈在磁场中受力通电线圈在磁场中受力）感应电动势感应电动势vlBe（右手定则）（右手定则）B 磁感应强度磁感应强度 l 导线长导线长 v 切割速度切割速度（左手定则）（左手定则）ilBf电磁力电磁力nfNSn0ei14nfNSn0ei结论：结论：1、线

5、圈的转向与磁场的转向一致。、线圈的转向与磁场的转向一致。2、线圈的转速低于磁场的转速。、线圈的转速低于磁场的转速。15二、工作原理二、工作原理三相定子绕组中通入三相电流三相定子绕组中通入三相电流 旋转磁场旋转磁场 转子、磁场存在相对运动转子、磁场存在相对运动 转子切割磁力线转子切割磁力线 在转子中产生感应电流在转子中产生感应电流 转子导条在磁场中受力转子导条在磁场中受力 产生电磁转矩产生电磁转矩 转子转动转子转动转子转动的条件：转子转动的条件：旋转磁场旋转磁场161、旋转磁场的产生、旋转磁场的产生BiAXBYCZAiCiiAImiBiC120sin120sinsintIitIitIimCmBm

6、ACZAXYBNS t=01760 CZAXYBNSn0 t=60 AXNSn0 t=120 ZCBYNSn0 t=180 ZCAXBYiAImiBiC同理可得其他时刻同理可得其他时刻旋转磁场的方向。旋转磁场的方向。181920电流变化一周，磁场顺时针转过一周（电流变化一周，磁场顺时针转过一周（360 ）2、旋转磁场的转向、旋转磁场的转向旋转磁场的转向取决于三相电流的相序。旋转磁场的转向取决于三相电流的相序。（当电流的相序为（当电流的相序为A-B-C时，旋转磁场的转向沿绕时，旋转磁场的转向沿绕组的首端组的首端A-B-C的方向，与电流相序一致。）的方向，与电流相序一致。）任意调换电源线中的两相，

7、旋转磁场与原方向相反。任意调换电源线中的两相，旋转磁场与原方向相反。1、旋转磁场的转速、旋转磁场的转速结论：结论：21223、旋转磁场的极对数、旋转磁场的极对数 (p)BiAXBYCZAiCiCZAXYBNS当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端相差当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端相差120 产生的旋转磁场具有一对极，即产生的旋转磁场具有一对极，即 p=1。23若将定子绕组安排成：若将定子绕组安排成：每相绕组有两个线圈串联每相绕组有两个线圈串联CYABCXYZAXBZiCiBiAAXAXCZCZBBYY则：则：绕组的始端在空间上相差绕组的始端在空间上相差60 24AXAXCZCZBBYYAXAX

8、CZCZBBYYiAiBiC t=0 NNSS t=60 NNSS30 旋转磁场有两对极旋转磁场有两对极电流变化电流变化60 ，旋转磁，旋转磁场顺时针转过场顺时针转过30 。25电流变化一周，旋转磁场在空间上顺时针转过电流变化一周，旋转磁场在空间上顺时针转过180180 26三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数，三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数，旋转磁场的极数与绕组的安排有关。旋转磁场的极数与绕组的安排有关。CZAXYBNSAXBYCZ磁极个数为磁极个数为2极对数极对数p=1CYABCXYZAXBZAXAXCZCZBBYYNNSS磁极个数为磁极个数为4极对数极对数p=227思考：思考：

9、如果要产生三对极，即如果要产生三对极，即p=3的旋转磁场，如何实现？的旋转磁场，如何实现？ 每相绕组有三个线圈串联，每相绕组的首端每相绕组有三个线圈串联，每相绕组的首端在空间上相差在空间上相差40 （120 /p）的空间角。）的空间角。4、旋转磁场的转速、旋转磁场的转速p=1电流在时间上变化一周电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化一周磁场在空间上变化一周旋转磁场的转速旋转磁场的转速 f =电流的频率电流的频率 f（r/s）旋转磁场的转速：旋转磁场的转速：n0=60f（r/min）p=2电流在时间上变化一周电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化半周磁场在空间上变化半周旋转磁场的转速：旋转磁场的

10、转速：n0=60f/2（r/min）28旋转磁场的转速通常称为：旋转磁场的转速通常称为：电动机的同步转速电动机的同步转速min)/(600rpfn p 旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数对电动机来讲，对电动机来讲，f 和和 p 通常是一定的，此时通常是一定的，此时n0为常数为常数f 电源电流的频率电源电流的频率极对数极对数每电流周期，磁场转过角度每电流周期，磁场转过角度同步转速同步转速(f=50HZ)p=1360 3000r/minp=2180 1500r/minp=3120 1000r/min29旋转磁场小结：旋转磁场小结：1、在定子绕组中通入三相电流，产生一个旋转磁场。、在定子绕组中通入三相

11、电流，产生一个旋转磁场。2、旋转磁场的转向与三相电流的相序一致。、旋转磁场的转向与三相电流的相序一致。3、旋转磁场的极数与绕组的安排有关。、旋转磁场的极数与绕组的安排有关。4、旋转磁场的转速、旋转磁场的转速n0min)/r(pf60n0 30三、转子转动的原理三、转子转动的原理1、转动原理、转动原理定子绕组通入三相电流定子绕组通入三相电流 旋转磁场（定转子相对运动）旋转磁场（定转子相对运动） 转子中感应电动势转子中感应电动势 感应电流感应电流 电磁力矩电磁力矩 转子转动转子转动2、转动的方向、转动的方向nfNSn0ei转子转动的方向与旋转转子转动的方向与旋转磁场的转向一致。磁场的转向一致。旋转

12、磁场反转时，旋转磁场反转时，转子也随之反转。转子也随之反转。313、转子转速的大小、转子转速的大小转子转速转子转速n：nn0思考：思考：n能否等于能否等于n0? 不能。不能。假设：假设：n=n0 转子与旋转磁场没有相对运动。转子与旋转磁场没有相对运动。 转子导条不切割磁力线。转子导条不切割磁力线。 转子中没有感应电动势。转子中没有感应电动势。 没有感应电流。没有感应电流。 没有电磁转矩。没有电磁转矩。因此：转子转速因此：转子转速n必须满足：必须满足： n n0这也是这也是异步异步电动机名称的由来。电动机名称的由来。324 4、转差率、转差率表示转子转速表示转子转速n n与同步转速与同步转速n

13、n0 0相差的程度。相差的程度。00100%nnSn通常异步电动机在额定负载时的转差率为通常异步电动机在额定负载时的转差率为1%9%1%9%异步电动机在起动的瞬间：异步电动机在起动的瞬间：n=0=0 S=1=1此时，转差率此时，转差率S最大。最大。33例例1. 三相异步电动机的额定转速三相异步电动机的额定转速 n=1470 r/min。求：求：p=？S=？解：解： 由由n略小于略小于n0知知:S=（1500-1470）/1500=0.02p=2， n0=1500 r/min34357.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析电动机与变压器对比电动机与变压器对比1、相似、相似电动机的

14、定子电动机的定子 变压器的原边变压器的原边电动机的转子电动机的转子 变压器的副边变压器的副边i2i1u1e1e 1e2e 2磁通通过定子和转子铁心闭合磁通通过定子和转子铁心闭合2、区别、区别变压器是静止的，变压器是静止的，电动机的转子转动。电动机的转子转动。变压器主磁路（铁心）不包含空气隙，变压器主磁路（铁心）不包含空气隙，电动机的磁路有空气隙（定、转子之间的空隙）。电动机的磁路有空气隙（定、转子之间的空隙）。36i2i1u1e1e 1e2e 2电动机的电磁关系电动机的电磁关系u1 i1 e1e2 i2 1 e 1 2 e 2一、定子电路一、定子电路定子每相电路的电压方程：定子每相电路的电压方

15、程：u1=R1i1-e 1-e1忽略忽略R1和和e 1U1 E1=4.44 k1 f1N1 37U1 E1=4.44 k1 f1N1 f1 外加电源的频率外加电源的频率min)/r(pf60n10 N1 每相每相定子绕组的匝数定子绕组的匝数 通过通过每相每相绕组磁通的绕组磁通的最大值，最大值，在数值上在数值上 等于旋转磁场的每极磁通。等于旋转磁场的每极磁通。 k1 考虑电动机定子绕组按一定规律沿定子考虑电动机定子绕组按一定规律沿定子 铁心内圆周分布而引起的铁心内圆周分布而引起的绕组系数绕组系数。k11，但，但接近于接近于1，可以忽略。，可以忽略。U1 E1=4.44 f1N1 11144. 4

16、NfU38二、转子电路二、转子电路1、转子频率、转子频率 f2旋转磁场与转子间的相对转速为（旋转磁场与转子间的相对转速为（n0-n）60)(02nnpf60000pnnnn1Sfn=0时：时：S=1，f2=f1 MAX2、转子电动势、转子电动势E2 E2=4.44 k2 f2N2 k2 转子绕组的绕组系数。转子绕组的绕组系数。n=0时：时：S=1E20= 4.44 k2 f1N2 MAX E2 =SE20393、转子感抗、转子感抗X2X2=2 f2L2n=0时：时：S=1X20= 2 f1L2 MAX X2 =SX204、转子电流、转子电流I22202220222222)(SXRSEXREIR

17、2 转子每相绕组的电阻转子每相绕组的电阻40S05、转子电路的功率因数、转子电路的功率因数cos 2转子电路，漏磁通引起感抗转子电路，漏磁通引起感抗X2220222222222)SX(RRXRRcos 由上述可知，转子电路的各个物理量均与由上述可知，转子电路的各个物理量均与转差率转差率有关，即与有关，即与转子转速转子转速有关。有关。1n0n0cos 2I2I2和和cos 2与与S的关系的关系:n S I2 、cos 2 n S I2 、cos 2 417.4 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性一、电磁转矩一、电磁转矩T 电磁转矩电磁转矩T由转子导体中的电流由转子导体中

18、的电流I2（电流（电流的有功分量的有功分量I2cos 2 ）和旋转磁场每极磁通）和旋转磁场每极磁通 相相互作用而产生。互作用而产生。T=KT I2cos 2 KT 与电动机结构有关的常数。与电动机结构有关的常数。 cos 2 转子电路功率因数。转子电路功率因数。42T=KT I2cos 2 2202222)SX(RRcos 2120Nf44. 4E111Nf44. 4U 22022202)SX(RSEI 代入参数：代入参数：转矩表达式：转矩表达式：22022212)SX(RUSRKT 4322022212)SX(RUSRKT 1. T U12 电源电压变化时，对转矩的影响很大。电源电压变化时，

19、对转矩的影响很大。2. T 受转子电阻的影响受转子电阻的影响(非线性）。非线性）。 R2 、 X20为常数，为常数，U1和和f1一定（电源电压为额定值）一定（电源电压为额定值） T只随转差率只随转差率S（转子转速（转子转速n）变化）变化。 T= f (S) 固有转矩特性固有转矩特性 n= f (T) 机械特性机械特性K 常数常数U1 定子绕组的相电压定子绕组的相电压3. 电动机正常工作时：电动机正常工作时：44n0Tn二、机械特性二、机械特性1、电动机等速运行的条件：、电动机等速运行的条件：T = TC电磁转矩电磁转矩 = 阻力转矩阻力转矩T2 ：电动机轴上的机械负载转矩：电动机轴上的机械负载

20、转矩 T0 ：电动机的空载损耗转矩（主要是机械损耗转矩：电动机的空载损耗转矩（主要是机械损耗转矩TC=T2+ T0 T2忽略忽略T0 ，T = T2T2n电动机等速运行的条件：电动机等速运行的条件：TC T245T = T2 匀速运行匀速运行减速运行减速运行加速运行加速运行T T2 电动机的运行状态：电动机的运行状态：2、三个重要转矩：、三个重要转矩：（1）额定转矩）额定转矩 TN负载转矩负载转矩)mN(nP955060n2PPT2222 n0TnP2 输出的机械功率（输出的机械功率（kW)46n0Tn)mN(nP9550T22 额定负载时额定负载时:电动机的转矩电动机的转矩TN)(95502

21、2mNnPTTNNNTNnN（2）最大转矩）最大转矩 TmdTdS=0由由R2X20Sm=Sm 最大转矩时的转差率最大转矩时的转差率)mN(X2UkT2021m Tm47R2X20Sm=U122X20Tm= k Tm U12 ，与，与R2无关无关U1 Tm Sm R2 ,R2 Sm nm TnU1U1U1 U1T2U1 U1 Tm TmT2一定一定n R2 n R2TmnnT2一定一定n n结论：在同一负载转矩结论：在同一负载转矩T2的的作用下，作用下， R2越大，越大，n越小。越小。48思考：降低电压思考：降低电压U1，使，使Tm减小，如果减小，如果TmT2， 出现什么现象？出现什么现象？T

22、n当当TmT2 TT2 电机减速电机减速转速转速n迅速下降至迅速下降至0 电机停转电机停转转子导条以转子导条以n0速度切割磁力线速度切割磁力线电流迅速升高电流迅速升高 电机过热、烧毁电机过热、烧毁闷车（堵转）闷车（堵转）TmT2过载系数过载系数 m ：在短时间内，电动机的负载转矩可以超过额定转在短时间内，电动机的负载转矩可以超过额定转矩运行，这种矩运行，这种短时允许过载的能力短时允许过载的能力用过载系数表用过载系数表示。示。 m=TmTN通常为通常为1.82.249（3）起动转矩）起动转矩 Tst电动机在起动瞬间的转矩电动机在起动瞬间的转矩TnTstn=0)mN(XRURkT22022212s

23、t Tst与与R2和和U1有关有关U1 Tst R2 Tst 起动系数：起动系数：表示异步电动机的起动能力。表示异步电动机的起动能力。 st=TstTN通常为通常为1.02.2电动机的起动转矩必须大于负载转矩才能起动。电动机的起动转矩必须大于负载转矩才能起动。50分析机械特性曲线的三个转矩：分析机械特性曲线的三个转矩：额定转矩额定转矩TN ：在额定负载下的电磁转矩：在额定负载下的电磁转矩最大转矩最大转矩Tm ：起动转矩起动转矩Tst : U1 Tst , R2 Tst T=TNU1 Tm , R2 Sm Tm不变不变n0TnTNnNTmTstU1 n (nnN )Tm= m TN2120()2

24、UkN mXTst= st TN22122220()R UkN mRX513. 电动机运行的两个区域电动机运行的两个区域Tnab（1）稳定运行区（）稳定运行区（a、b段）段）T2n假设：电动机稳定运行在假设：电动机稳定运行在e点。点。T=T2若负载变化使若负载变化使T2减小减小 T2T2 电机加速电机加速T2nee 转速沿机械特性曲线上升转速沿机械特性曲线上升 上升到上升到e点点 T=T2 电机达到新的稳定状态，转速为电机达到新的稳定状态，转速为n n n若负载变化使若负载变化使T2增加增加T2T2T不能突变不能突变 TT2 电机减速电机减速 转速沿机械特性曲线下降转速沿机械特性曲线下降 下降

25、到下降到e点点 T=T2 电机达到新的稳定状态，转速为电机达到新的稳定状态，转速为n nnenT252（2）不稳定运行区（）不稳定运行区（b、c段）段）TnbcT2e若负载变化使若负载变化使T2减小减小 T2T2 电机加速电机加速 转速沿机械特性曲线上升转速沿机械特性曲线上升 上升到上升到e点点 T=T2 电机进入稳定区运行。电机进入稳定区运行。eT2若负载变化使若负载变化使T2增加增加T2T2T不能突变不能突变 TT2 电机减速电机减速 转速沿机械特性曲线下降转速沿机械特性曲线下降 很快达到很快达到n=0 发生闷车发生闷车T2电动机的稳定运行区比较平坦，转速变化不大。电动机的稳定运行区比较平

26、坦，转速变化不大。电动机只能在稳定区运行，不能稳定运行在不稳定区。电动机只能在稳定区运行，不能稳定运行在不稳定区。思考：思考： n0=1500r/min的电动机能否稳定运行在的电动机能否稳定运行在750r/min?不能！不能！ 电机在电机在750r/min进入不稳定区。进入不稳定区。53(3)机械特性的硬、软特性机械特性的硬、软特性软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。 硬特性硬特性 （R2小）小）软特性软特性（R2大）大）不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；

27、重载起动则选软特性电机。电机；重载起动则选软特性电机。硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。0nT547.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动一、起动性能一、起动性能1、起动电流大、起动电流大 Ist=(57)I1N现象一、电机起动时，同一电网上的照明设备瞬时现象一、电机起动时，同一电网上的照明设备瞬时 暗下来，一会儿恢复。暗下来，一会儿恢复。电机起动电流过大，会影响线路上其他负载的工作。电机起动电流过大，会影响线路上其他负载的工作。MuRil原因：原因：电机起动电机起动Ist il ur uR 灯暗灯暗起动后起动后 I1 il u

28、r uR 灯恢复灯恢复n 55转速转速下降下降现象二、电网上如果运行其他的电机，会使它们的现象二、电网上如果运行其他的电机，会使它们的 转速下降，电流增大，甚至发生闷车。转速下降，电流增大，甚至发生闷车。TnU1U1T2闷车闷车电机起动电机起动Ist 原因：原因：n I1 U1 如果如果U1过小过小 TmT2 ）降压起动适用于允许轻载或空载的情况。降压起动适用于允许轻载或空载的情况。不允许轻载的情况下，如起重机，不能用降压起动。不允许轻载的情况下，如起重机，不能用降压起动。58Y 换接起动换接起动正常运行时是正常运行时是 形接法，起动时采用形接法，起动时采用Y形接法。形接法。AXBYCZ起动起

29、动运行运行Q1Q2A B C适用于可以改变绕组接法适用于可以改变绕组接法的电动机，定子绕组有六的电动机，定子绕组有六条引出线。条引出线。起动时：起动时：当电动机的转速接近额定当电动机的转速接近额定转速时，转速时， Q2扳到扳到“运行运行”位置，绕组位置，绕组 形连接。形连接。Q2扳到扳到“起动起动”位置，位置，绕组绕组Y形连接。形连接。运行时：运行时：59电流关系电流关系|Z|U31|Z|UIIlPPYlY |Z|U3|Z|U3I3IlPPl 采用采用Y 换接起动时：换接起动时：起动电流只有直接起动的起动电流只有直接起动的1/3。 llYI31I31IIllY 60转矩关系：转矩关系：Tst

30、U12PY1UU P1U3U 而而因此：因此：stYstT31T 结论：结论：采用采用Y 换接起动换接起动: llYI31IstYstT31T 适用于允许空载或轻载的电动机。适用于允许空载或轻载的电动机。61练习：练习：TN=100N.m、 st=1.2的电动机，轻载到什么的电动机，轻载到什么 程度才能用程度才能用Y 换接起动换接起动?T st= st TN=120N.m解：解：m.N40T31TstYst TN= TYst =40% TN=40N.m因此：因此：轻载到轻载到40%TN时，才能用时，才能用Y 换接起动。换接起动。62自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动N2N1U1U2 起动时，

31、定子绕组接起动时，定子绕组接变压器的副边，当变压器的副边，当n接近接近nN时，再接入三相电源。时，再接入三相电源。KNNUU2121 st2stIK1I st2stTK1T 适用于大容量，且正常运行时是适用于大容量，且正常运行时是Y形的电动机。形的电动机。63绕线式电机转子串电阻起动绕线式电机转子串电阻起动定子定子RRR线绕式转子线绕式转子220220st2XREI R I2 I1 起动时，转子回路串入三相电阻起动时，转子回路串入三相电阻642R 0Tn2R起动后，随着转速上升，将起动电阻逐段切除。起动后，随着转速上升，将起动电阻逐段切除。n R 当当n=nN时：时：R=0TN结论：结论：（1

32、）适用于绕线式电动机的起动。）适用于绕线式电动机的起动。（2）选择合适的起动电阻）选择合适的起动电阻R，既能减小起动电流，既能减小起动电流， 又可以增大起动转矩。又可以增大起动转矩。657.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速调速：调速：负载不变时，人为的改变电动机的转速。负载不变时，人为的改变电动机的转速。pfSnSn1060)1 ()1 (改变改变 p，f1，S 都可以改变电动机的转速。都可以改变电动机的转速。鼠笼式异步电动机：鼠笼式异步电动机： 改变改变 p，f1 调速。调速。绕线式异步电动机：绕线式异步电动机： 改变改变 S 调速。调速。661、变频调速、变频调速改变异步电动机

33、供电电源的频率。改变异步电动机供电电源的频率。方法：方法：交流电交流电直流电直流电整流器整流器逆变器逆变器f,U连续可调的交流电。连续可调的交流电。无级调速：无级调速：转速转速n可以连续平滑的调节。可以连续平滑的调节。变频调速是无级调速。变频调速是无级调速。变频调速的方式：变频调速的方式：恒转矩调速恒转矩调速恒功率调速恒功率调速67恒转矩调速恒转矩调速在在 f1f1N 时（高于额定转速）调速。时（高于额定转速）调速。方法：方法：保持保持U1 U1N近似不变。近似不变。 、T不变不变f1 T n 9550TnP 功率近似不变。功率近似不变。682、变极调速、变极调速通过改变绕组的接法，改变极对数

34、通过改变绕组的接法，改变极对数p调速。调速。有级调速有级调速 p的变化不连续，电动机的转速不能连续、平滑的调节。的变化不连续，电动机的转速不能连续、平滑的调节。 多速电动机。多速电动机。3、变转差率调速、变转差率调速通过改变转子回路的电阻实现。通过改变转子回路的电阻实现。T2TnR2R2R2 R2T2不变不变、R2 S n 改变转差率调速也是改变转差率调速也是无级调速无级调速，一般适用于绕线式异步电动机。一般适用于绕线式异步电动机。697.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动制动：制动：断开电动机的电源时，克服转子的惯性作用断开电动机的电源时，克服转子的惯性作用, 迅速而准确的停止转动

35、迅速而准确的停止转动制动措施制动措施：采用适当的方法使电动机的转矩与转子转：采用适当的方法使电动机的转矩与转子转 动方向相反，这时的转矩称为制动转矩。动方向相反，这时的转矩称为制动转矩。制动方法：制动方法：反接制动反接制动：停车时，将电动机接：停车时，将电动机接电源的任意两相反接电源的任意两相反接， 产生制动转矩产生制动转矩；能耗制动能耗制动：停车时，：停车时，断开交流电源，接至直流电源断开交流电源，接至直流电源上，上， 产生制动转矩；产生制动转矩；发电反馈制动：发电反馈制动： 令令电机转子的转速超过电机转子的转速超过 旋转磁场的同步转速旋转磁场的同步转速， 产生制动转矩。产生制动转矩。70一

36、、能耗制动一、能耗制动Q1M3运行运行制动制动+_RFn 转子转子n0=0制动过程：制动过程：断电后，在定子绕组中通入直流电流（断电后，在定子绕组中通入直流电流（Q1扳到扳到“制动制动”）产生一个固定的磁场产生一个固定的磁场转子电流与固定磁场作用转子电流与固定磁场作用产生的转矩与转子转动方向相反产生的转矩与转子转动方向相反起到制动作用。起到制动作用。 制动特点：制动特点： 能耗小，制动平稳，但需要直流电源。能耗小，制动平稳，但需要直流电源。71二、反接制动二、反接制动制动原理：制动原理： 旋转磁场的方向取决于电源的相序，在制动中改变旋转磁场的方向取决于电源的相序，在制动中改变电源的相序，产生反

37、向的旋转磁场，起到制动的作用。电源的相序，产生反向的旋转磁场，起到制动的作用。制动过程：制动过程：制动时，将接电源的三根导线中的任意两根对调。制动时，将接电源的三根导线中的任意两根对调。 产生反向的旋转磁场（转子由于惯性保持原转向）。产生反向的旋转磁场（转子由于惯性保持原转向）。 产生反向的转矩（制动转矩）产生反向的转矩（制动转矩） 起到制动作用。起到制动作用。 n n 0时，应立即切断电源（否则电机反转）。时，应立即切断电源（否则电机反转）。制动特点：制动特点： 转子与旋转磁场的相对转速（转子与旋转磁场的相对转速（n+n0）很大，）很大，I很大。很大。制动时，必须在制动时，必须在定子电路（鼠

38、笼式）或转子电路（绕定子电路（鼠笼式）或转子电路（绕线式）中接入电阻。线式）中接入电阻。72三、发电反馈制动三、发电反馈制动n n0FFn n0FF电动机运行电动机运行n0n发电机运行发电机运行n0n 当当n0n时，时， n0-n相对转子转速反向，产生相对转子转速反向，产生的转矩是制动转矩。的转矩是制动转矩。737.8 7.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据741、型号：、型号：Y 132 M 4三相异步三相异步电动机电动机机座中心高机座中心高（mm）机座长度代号：机座长度代号： S 短机座短机座 M 中机座中机座 L 长机座长机座磁极数（个数）磁极数（个数）2、额定电压：、

39、额定电压：额定运行时，定子绕组上应加的线电压。额定运行时，定子绕组上应加的线电压。一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%。3、额定电流：、额定电流：额定运行时，定子绕组的线电流。额定运行时，定子绕组的线电流。754、功率和效率：、功率和效率：额定功率额定功率P2N ：电动机在额定运行状态下，其转子轴电动机在额定运行状态下，其转子轴 上输出的机械功率。上输出的机械功率。额定运行状态：定子加额定电压，转子带额定负载。额定运行状态：定子加额定电压，转子带额定负载。效率：效率：输入的电功率输入的电功率输出的机械功率输出的机械功率 %100PPN1N2N

40、输入功率输入功率 P1N： cosIU3PNNN1765、功率因数：、功率因数： cos 电机的功率因数指定子的功率因数。电机的功率因数指定子的功率因数。电机的功率因数是变量，不同的工作状态电机的功率因数是变量，不同的工作状态cos 不同。不同。6、转速：、转速： nN 电源电压电源电压=UN、频率、频率=fN 、电机的输出功率、电机的输出功率=P2N时，电动机每分钟的转数。时，电动机每分钟的转数。 7、接法：、接法：定子三相绕组的接法。定子三相绕组的接法。例：铭牌数据：例：铭牌数据：380/220、Y/ 指：指：Ul=380v时，采用时，采用Y形连接形连接 Ul=220v时，采用时，采用 形

41、连接形连接77例例2：有一：有一Y225M-4型异步电动机，铭牌数据如下表所示：型异步电动机，铭牌数据如下表所示：功率功率转速转速电压电压效率效率功率因数功率因数Ist/INTst/TNTm/TN接法接法45kw 1480 380v 92.3%0.887.01.92.2 解：解：1） cosIU3PNN1Nkw75.48923. 045PPNN21N 而而A2 .8488. 0380375.48cosU3PINN1N 求：求：1）额定电流；）额定电流； 2）额定转差率；）额定转差率； 3）额定转矩、最大转矩、起动转矩；）额定转矩、最大转矩、起动转矩； 4）若负载转矩为）若负载转矩为510.2N

42、.m，试问在，试问在U=UN和和U=0.9UN时时 电动机能否起动？电动机能否起动？ 5）采用）采用Y- 换接起动时，求起动电流和起动转矩。换接起动时，求起动电流和起动转矩。 又当负载为额定转矩的又当负载为额定转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？782）2p min/r1500pf60n0 013. 0150014801500nnnS00 3）mN4 .2901480459550nP9550TNN2N mN9 .6384 .2902 . 2TTNmm mN8 .5514 .2909 . 1TTNstst 功率功率转速转速电压电压效率效率功率因数功率因数Ist/INTs

43、t/TNTm/TN接法接法45kw1480380v92.3%0.887.01.92.2 79求：求：4）若负载转矩为）若负载转矩为510.2N.m，试问在，试问在U=UN和和U=0.9UN时时 电动机能否起动？电动机能否起动？解：解：4）当）当U=UN 时：时：mN2 .510TmN8 .551T2st 电机能够起动。电机能够起动。当当U=0.9UN 时时：Tst U12 2Nstst)UU(TT st2stT9 . 0T mN4478 .5519 . 0T2st 2stTT 电机不能起动。电机不能起动。80求：求：5）采用）采用Y- 换接起动时，求起动电流和起动转矩。换接起动时，求起动电流和

44、起动转矩。 又当负载为额定转矩的又当负载为额定转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？解：解：5）A4 .5892 .847I7INst A5 .1964 .58931I31IstYst mN9 .1838 .55131T31TstYst 在在80%的额定转矩时：的额定转矩时：mN3 .2324 .2908 . 0T%80TN2 2stYTT 电机不能起动。电机不能起动。在在50%的额定转矩时：的额定转矩时：mN2 .1454 .2905 . 0T%50TN2 2stYTT 电机能够起动。电机能够起动。81电动机使用应注意的问题：电动机使用应注意的问题：1、定子每相电压不

45、允许超过额定值。、定子每相电压不允许超过额定值。 111Nf44. 4UU1 I1 2、定子每相电压不能过低。、定子每相电压不能过低。TnU1NT2U1U1 U1N n SN I2 I1 I1N长时间工作导致电机过热长时间工作导致电机过热当当U1降低过大，使降低过大，使TmTN，发生闷车。，发生闷车。U1 U1N823、不能长时间过载运行。、不能长时间过载运行。长时间的过载导致电机过热，降低寿命。长时间的过载导致电机过热，降低寿命。4、转子不能卡住不动。、转子不能卡住不动。 即：不能长时间处于起动状态。即：不能长时间处于起动状态。n=0时，时，S=1I1=(57)I1N5、电动机不能频繁的起动

46、、停车。、电动机不能频繁的起动、停车。83思考与练习：思考与练习：1、三相异步电动机带额定负载运行时，如果电、三相异步电动机带额定负载运行时，如果电 源电压降低，电动机转矩、电流及转速有无源电压降低，电动机转矩、电流及转速有无 变化？如何变化？有何问题？变化？如何变化？有何问题？TnU1T2U1U1 U1解：解：T2不变不变U1减小减小T不变不变n减小减小I1增大增大长时间运行会导致电机过热。长时间运行会导致电机过热。842、异步电动机稳定运行时，当负载转矩、异步电动机稳定运行时，当负载转矩 增加，为什么增加，为什么定子电流和输入功率会定子电流和输入功率会 自动增加？自动增加？T2 T=T2

47、n I2 I1 P1 3、电动机的转子因故障已取出修理，若定子绕组上、电动机的转子因故障已取出修理，若定子绕组上 加额定电压，将会发生什么情况？加额定电压，将会发生什么情况？取出转子，空气隙增大取出转子，空气隙增大 磁路的磁阻磁路的磁阻Rm增大增大 由：由：mRIN 不变不变 、Rm I 电机过热，而容易损坏。电机过热，而容易损坏。TnT2T285 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。容易因过载而损坏。1. 对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。大于生产机械的功率。2. 对于

48、短时工作的电动机，允许在运行中有短暂对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。的功率。86 一般应用场合应尽可能选用笼型电动机。一般应用场合应尽可能选用笼型电动机。只有在需要调速、不能采用笼型电动机的场只有在需要调速、不能采用笼型电动机的场合才选用绕线型电动机。合才选用绕线型电动机。 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。如开启式、防护式、封闭式电动机。 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决

49、定。源电压来决定。 Y系列笼型电动机的额定电压只有系列笼型电动机的额定电压只有380V一个一个等级。大功率电动机才采用等级。大功率电动机才采用3000V和和6000V。877.11 单相异步电动机单相异步电动机结构特征结构特征：定子绕组单相（其中通单相交流电）；：定子绕组单相（其中通单相交流电）； 转子大多为鼠笼式。转子大多为鼠笼式。定子中通入单相交流电后，形成定子中通入单相交流电后，形成脉动磁场脉动磁场。其磁。其磁感应强度按正弦分布，且随时间按正弦变化。感应强度按正弦分布，且随时间按正弦变化。磁场特征磁场特征：工作特征工作特征：起动转矩为起动转矩为0转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原转

50、子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方向继续转动。方向继续转动。88为什么没有起动转矩？为什么没有起动转矩？ 在单相异步电动机中，定子绕组是单相的，通入在单相异步电动机中，定子绕组是单相的，通入单相交流电流。单相交流电流。在电流正半周期，磁场方向不变，大小随电流变化。在电流正半周期，磁场方向不变，大小随电流变化。在电流负半周期，磁场在空间上变化在电流负半周期，磁场在空间上变化180 。电流正半周期电流正半周期NS电流负半周期电流负半周期NS 这种磁场的轴线在空间上的固定位置不变，这种磁场的轴线在空间上的固定位置不变，大小随时间作正弦交变的磁场，叫大小随时间作正弦交变的磁场，叫脉动磁场脉动磁场。89单相异步电动机没有旋转磁场（脉动磁场）单相异步电动机没有旋转磁场（脉动磁场） 转子导条不切割磁力线转子导条不切割磁力线 转子不受磁场力转子不受磁场力 没有电磁转矩没有电磁转矩 没有起动转矩没有起动转矩因此：因此：单相异步电动机不能自行起动单相异步电动机不能自行起动。没有起动转矩的根本原因是：没有起动转矩的根本原因是：在单相异步电动机里没有旋转磁场。在单相异步电动机里没有旋转磁场。90在没有起动转矩的情况下，转子是怎样转动？在没有起动转矩的情况下，转子是怎样转动？如果有外力强迫转子转动如果有外力强迫转子转动 转子与脉动磁场间有相