电机基本知识

1、电 机 基 本 知 识王 斌2021-10-12电动机基本知识电动机基本知识 电动机电动机是一切设备动力之本源是一切设备动力之本源,是电力拖动的根本基础。是电力拖动的根本基础。电动机的分类：交流电动机电动机直流电动机异步机同步机他励、异励、串励、复励鼠笼式绕线式 目前较常用的交流电动机有两种：三相异步电动机、单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。2021-10-12一、三相异步电动机绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机1 1、三相异步电动机结构、三相异步电动机结构 结构简单、价格低廉、工结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机作可靠；

2、不能人为改变电动机的机械特性。的机械特性。2021-10-12 三相鼠笼型异步电动机三相鼠笼型异步电动机2021-10-12 电磁转矩的产生电磁转矩的产生 用右手定则判断转子绕用右手定则判断转子绕组中感应电流的方向组中感应电流的方向 用左手定则判断转子绕用左手定则判断转子绕组受到的电磁力的方向组受到的电磁力的方向电磁力电磁力电磁转矩电磁转矩 TT 与与 n1 同方向。同方向。NS 工作原理示意图工作原理示意图2 2、三相异步电动机的基本工作原理、三相异步电动机的基本工作原理旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。由三相电流通过三相对称绕组产生。三相定子绕组：三相定子绕组： 三相对称负载

3、三相对称负载空间对称分布空间对称分布转子：转子：在旋转磁场作用下，在旋转磁场作用下，产生感应电产生感应电 动势或电流。动势或电流。旋转磁场旋转磁场2021-10-12取决于三相电流的相序。取决于三相电流的相序。1n1nAiBiCimItAiCiBimIt旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的转速大小旋转磁场的转速大小一个电流周期（T=1/f），旋转磁场在空间转过360（1圈）取决于三相电流的频率。取决于三相电流的频率。旋转磁场的转速160/60 (转/分）nTfn1称为同步转速2021-10-12极对数（极对数（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCiAXYCBZNS此种绕组下，合成

4、磁场只有一对磁极，则极对数为p=1。 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。CYABCXYZAXBZAiBiCiAXX ANSSNZCZCBYBY2p极对数和同步转速的关系分）转/( 601pfn 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速（额定转速）:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但 异步电动机1nn 无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流提示：如果1nn 2021-10-12 转差率转差率 的概念的概念)(s%10011nnns电动机起动瞬间:1 ,0sn（转差率最大）10ss范围：异步电动机运行中:%91s

5、16011fns nsp电动机转速最大:1,0nns（转差率最小）2021-10-123、三相异步电动机的铭牌数据、三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B1.1.型号型号 Y132S6Y系列异步机系列异步机机座中心高度机座中心高度机座长度代号机座长度代号 2p = 6n0 = 1 000 r/min2. 额定功率额定功率 PN PN = 3 kW转子轴上输出的机械功率转子轴

6、上输出的机械功率3. 额定电压额定电压 UN UN = 380 V定子三相绕组应施加的线电压定子三相绕组应施加的线电压磁极数磁极数4. 额定电流额定电流 IN IN = 7.2A定子三相绕组的额定线电流定子三相绕组的额定线电流5. 联结方式联结方式通常三相异步电动机通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，以下者，联结成星形，4kW以以上者，联结成三角形。上者，联结成三角形。2021-10-122021-10-12 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/

7、min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B6. 额定转速额定转速n电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。8. 绝缘等级绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105(105C)C)，H级最高级最高(180(180C)C)。7. 额定功率因数额定功率因数cos 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7-0.90.7-0.9，空载时功率因数很低约为，空载时功率因数很低约为0.2-0.30.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功

8、率因数最大。实用中应选择合适容量的电机，实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。Y/ 接法4、三相异步电动机接线、三相异步电动机接线2021-10-12额定电压：定子绕组在指定接法下加在绕组两端的电压。线电压AZBYXC线电压ABCXYZ380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。A48. 6/A2 .11/2021-10-125、 三相异步电机的起动与制动三相异步电机的起动与

9、制动stI起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。三相异步电机的起动起动方法：（1） 直接起动。（2） 降压起动。Y 起动自耦降压起动（3）转子串电阻起动。2021-10-12Y 起动 正常运行lUAZBYXC lI 起动ABCXYZlUlYIZUIllY33ZUIll设：电机每相阻抗为z31llYII降压起动适合于空载或轻载起动的场合 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 使用场合使用场合:电动机自由停车的时间较长，随惯性大小而不同，而某些生电动机自由停车的时间较长，随惯性大小而不同，而某些生产机械要求迅速、准确地停车，如镗床、车床的主电动机需快速停车；起重产机械要求

10、迅速、准确地停车，如镗床、车床的主电动机需快速停车；起重机为使重物停位准确及现场安全要求，也必须采用快速、可靠的制动方式机为使重物停位准确及现场安全要求，也必须采用快速、可靠的制动方式 .制动：制动：机械制动和电气制动机械制动和电气制动 电气制动：电气制动： 反接制动反接制动能耗制动能耗制动常用常用机械制动当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转。当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转。1弹簧弹簧 2衔铁衔铁 3线圈线圈 4铁心铁心 5闸轮闸轮 6闸瓦闸瓦 7杠杆杠杆电源电源1线圈线圈 2衔铁衔铁 3铁心铁心 4弹簧弹簧 5闸轮闸轮 6杠杆杠杆 7闸瓦闸瓦 8轴轴

11、反接制动反接制动 在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向旋转，在转子上产生在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向旋转，在转子上产生的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。能耗制动能耗制动 电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感应电流受静止磁场的作用以达到制动目的。应电流受静止磁场的作用以达到制动目的。KM2L3NV定子绕组直流电通路三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速pfsnsn1160111. 改变极对数 有级调速p2. 改变转差率

12、 s无级调速调速方法：3. 改变电源频率 (变频调速) 无级调速f2021-10-12二、单相异步电动机 单相异步电动机只需单相交流电源供电，因而应用非常广泛。如，小型机床、轻工设备、医疗机械、家用电器、电动工具、农用水泵、仪器仪表等众多领域。 优点：使用方便、结构简单、运行可靠、价格低廉、维护方便等等，与三相异步电机相比，缺点为体积稍大、性能稍差。2021-10-12单相异步电动机的结构特点单相异步电动机的结构特点2021-10-12单相异步电动机工作原理单相异步电动机工作原理 单相绕组产生的脉振磁场 单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相

13、绕组即可，但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相运行的电动机没有起动转矩。运行的电动机没有起动转矩。 为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称副绕组）。两个绕组在空间相距（又称副绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。或一定的电角度。2021-10-12 单相电阻启动异步电动机 单相电容运行异步电动机 单相电容启动异步电动机 单相双值电容启动运行异步电动机 单相罩极

14、式异步电动机单相异步电动机分类单相异步电动机分类2021-10-12单相电阻启动异步电动机单相电阻启动异步电动机单相电容运行异步电动机单相电容运行异步电动机2021-10-12单相电容启动异步电动机单相电容启动异步电动机2021-10-12双值电容单相异步电动机双值电容单相异步电动机 双值电容启动和运行电动机虽然结构较复杂、成本较高、维护工作量稍大，但其启动转矩大、启动电流小、功率因数和效率高，适用于空调机、小型空压机和电冰箱等。2021-10-12单相罩极式异步电动机 单相罩极异步电动机的主要优点是结构简单、制造方便、成本低、运行时噪声小、维护方便；主要缺点是启动性能及运行性能较差、效率和功

15、率因数都较低。常用于小功率空载启动的场合，如台式电风扇、仪用电风扇、电唱机等。2021-10-12单相交流异步电动机的反转单相交流异步电动机的反转单相异步电动机的运行单相异步电动机的运行把电容器从一绕组改接到另一绕组。 接有电容器的绕组中电流的相位总是超前没有接电容器的绕组，因而，磁场由接有电容器的绕组向没有接电容器的绕组旋转。电容运行单相异步电动机2021-10-12罩极式异步电动机 罩极式异步电动机的转动方向，是由未罩部分转向被罩部分。一般情况下，罩极式异步电动机不能用改变外部接线的方法使其反装，因此罩极式异步电动机用于不需要改变转动方向的装置中。若一定要改变转向，在允许和可能的前提下，将定子铁心取下，调转 180再装回去，罩极式单相异步电动机就可以改变转动方向了。2021-10-12单相交流单相交流异步电动机异步电动机的调速的调速利用绕组抽头调速 改变绕组主磁通调速的实质是通过转换开关的不同触点，与事先设计好的绕组的不同抽头连接，在电动机外部通过抽头的变换增、减主绕组的匝数，从而增、减绕组端电压和工作电流，调节主磁通，使转速发生改变。2021-10-12串联电抗器调速 在电动机绕组外面串联有抽头的电抗器，又叫调速线圈。这实际上是一只感抗很大的铁心线圈，通过转换开关，将不同匝数的电抗器绕组与电动机绕组串联，改变电路的感抗