三相交流异步电动机

1、第1章 电动机的基本知识当将电能输入电动机而使其转变为机械能输出时这种运行状态称为电动状态。电动机是各种生产机械的原动机，工农业生产、交通运输、家用电器等电气设备很多是以电动机为动力来驱动机械运转和工作，从而完成各自的 使命。故电动机的性能特性决定了电气设备的优劣。1.1电磁基本知识任何电动机的工作原理都是建立在基本电磁定律基础L的。为了更好地了解电动机的工作原理，有必要简单介绍一下电磁的一些基本知识和定律。1.1.1电流和磁场磁体周围空间存在有磁场，能吸引附近的铁磁物质；而继电器线圈通电流后，能吸引衔铁；起重电磁铁通电流后，能吸引几吨重的钢铁。由 此可见，线圈通入电流也会产生磁场。取一根导线

2、，把它穿过一块较大的硬纸板的小心，如图1 1所示。在纸板上均匀地撤上铁屑，当导线洒以直流电流时，例如电流从导线上端流到下端，用手指轻敲纸板，铁屑就会有规则地以导线为中心，形成许多圆环。再用一个可以自由转动的小磁针放在圆环上，当小磁针静止时， 它的指向就停在圆环的切线方向上。这些圆环就是通电导线的磁力线，小磁针N极的指向就是磁力线的方向。如果将纸板沿通电导线上下移动,可以看到磁力线的形状和方向均不改变，这说明此导线各截面处的磁场相同。图1 1导线通电产生磁场示意图如果改变电流的方向，从导线的下端流到上端，那么可以看到磁力线形状不变，但小磁针N极的指向与前相反，也就是说，磁场方向改变了。这表明磁力

3、线的方向与电流的方向有关。(2) 右手螺旋定则由上介绍可见，电和磁之间有着密切的联系，当电流通过导体时，在它的周围就会产生磁场，靠近导体的地方，磁场强度大，远离导体的地 方，磁场强度小。可以将磁场假想成由许多磁力线组成的同心圆，电流的方向与磁力线方向之间的关系可以用右手螺旋定来表示。其定义为：用右手握住导线，让大拇指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指就是磁力线环绕的方向，如图1 2所示。如果用导线的截面积来表示磁场的方向，如图1 3(a)表示电流向着读者而来，用表不，图1 3(b)表示电流离读者而去，用表示。图12右毎與崔业期断出意惭bj /蜒电施方为匍雄为线止冋示盘创2 螺旋线圈通电磁场磁

4、力线方向在实际应用中，常把导线弯绕成圈数很多的螺旋管线圈，当电流在线阁中流过时，磁力线分布的情况就和一根条形磁铁很相似，即螺线管的 两端也有磁极性质，如图1.4所示，磁力线从 N极一端出发，回到另一端s极。(2)判断方法为了判断螺旋线管线圈电流与磁场方向间的关系，仍可用右手定则来确定，如图I5所示。具体方法是：N极，磁力线用右手握住螺旋线管线圈，使四指指向电流的方向，那么拇指的方向就是线圈中磁力线的方向。通常将磁力线出来的一端称为 进去的一端称为 S极。所以拇指的一端是 N极。电流方向1-5找圈的右手定则判断打決冠意暉(1) 电磁力的定义通电导线的周围会产生磁场，那么通有电流的导线也会受到其他

5、磁场的作用而产生运动。把导线放在马蹄形磁铁的磁场里，当导线中通有电流时，导线使会产生运动。如果改变导线电流或者磁场的方向，则导线使会向相反方向运动。这表明通电导体在磁场里(导体与磁场垂直)受到力的作用，这个力就称为电磁力，它是由电流和磁场共同作用而产生的。磁场中电磁力的大小，决定于磁场的磁通密度、导线中通过的电流和导线在磁场中的有效长度。它们之间的关系为：F=B X L X I式中F-载流导体所受的力(N)。电磁力的方向就是导体运动的方向。B-磁通密度(T);L导线有效长度(m):I-通过导体的电流(A)。(2) 左手定则磁力线方向，电流方向和导体运动方向之间的关系可以用左手定则来判定，具体方

6、法：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，且与手掌在同一平面内，将手掌伸入磁场中，让磁力线穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指 的方向即为导线运动方向，即导体受力方向，如图1-6所示。图U6用左T定则确魁电靈力的力向示意图(3) 导线在磁场中的运动原理导线在磁场中的运动原理可以这样理解：图1-7(a)为两磁极间的原磁场，图1-7(b)为通电导线周围产生的磁场(假定导线中电流穿过纸面向我们而来)，图1-7(c)表示在两极间导线的合成磁场。可以把磁力看成是有弹性的弦线，导线与磁力线之间的相对运动，会使磁力线弯曲。在图1 7(c)中，在导线左边，两个磁场的磁力线方向相同，结果磁场密度增加；在导线右边

7、，两个磁场的磁力线方向相反，结果磁通密度减少。磁力线 增加的一边，由于磁力线相互排报而发生扭弯，同时又要尽力恢复和缩短自己长度，于是就产生把导线向右推的作用力，使导线在磁场中运动。简N导线也诳场小上怔原理示意悒（4）电动机运转原理搞清了导线在磁场中的运动原理，就不难理解电动机的运转原理了。图1 8为电动机的运转原理示意图。N、S表示定子磁极，D为转子。转于外面放一个线圈，线圈中电流的方向由a端进入，由b端流出。根据左手定则，在 a端与b端产生一电磁，形成一对力偶，由于力偶的作用，产生一电磁转矩，驱使转于旋转，这就是电功机运动原理。ffi 1-S电动机运转原理示意團1.1.2 电磁感应通电导体在

8、磁场里会发生运动，反过来如果将导体放在磁场里运动，由此就会产生电流或电动势。1. 电磁感应的定义如果导体是闭合问路，在磁场中作切割磁力线的运动，则导体内会产生电流；若导线不是闭合回路，则导体内只产生感应电动势。这种现象 就称为电磁感应。感应电动势的大小可由下面公式计算。E=B x L x v x sin aE-感应电动势，单位为 VB均匀磁场的磁感应强度，单位为 T ;L-导体切割磁力线的有效长度，单位为m；v导体与磁场的相对运动速度，单位为nvs;a -导体运动方向与磁感应强度方向间的夹角，导体运动方向、磁力线方向和电流（或感应电动势）的方向三考之间的关系可用右手定则来判断，具体方法是：伸开

9、右手，四指与拇指垂直并在同一平面内，把右手伸入磁场里，让磁力线穿过手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四个指头的指向就 是导体内电流的运动方向，如图1-9所示。y 1-9用右于址副判定H导障总陶电动勢方向示意圈3发电机运转原理依据上述的电动机运转示意图（见图1-8 所示），如果给转子以动力，拖动转子进行旋转，则转子外面线圈的两个边便会切割磁力线，由此就可在线圈内产生感应电动势，这就是发电机的运转原理。搞清楚了电与磁的基本关系和特性以后，进一步去了解和分析各种类型电动机的工作原理也就容易了。1. 2电动机的种类和电路图形符号电动机简称电机，俗称马达，在电路中用字母M表示。其主要作用是产生驱动力矩

10、，作为用电器或机械的动力源。1.2.1电动机的种类电动机的应用范围较广，根据其分类的方式不同而有以下各种类型。1 根据使用电源不同分类 根据电动机工作电源的不问，可分为直流电动机与交流电动机两大类。交流电动机分为单相交流电动机与三相交流电动机两种。2 根据用途不同分类 电动机根据用途不同可分为驱动用电动机和控制用电动机(1) 驱动用电动机驱动用电动机的种类较多，通常分为： 电动工具类用电动机：如切割、扩孔、抛光、磨光、钻孔、开槽等工具。 家用电器类用电动机：如电风扇、电冰箱、吸尘器、电吹风、照相机、洗衣机、 空调器、电动剃须刀、录音机、录像机、影碟机、微波炉、 电磁炉等。通用小型机械设备类用电

11、动机：如各种小型电子仪器、小型机械、小型机床、医疗器械等。(2)控制用电动机 控制用电动机通常又分为步进电动机和伺服电动机等。3根据结构及工作原理不同分类 电动机根据其结构及工作原理不同可分为同步电动机和异步电动机两大类。(1) 同步电动机 同步电动机又可以分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。(2)异步电动机 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。其中： 感应电动机：又可以分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极式异步电动机。 交流换向器电动机：又分为单向串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。4根据有无电刷分类 直流电动机根据有无电刷分类，可分为无刷直流电动机和有刷

12、直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。 电磁直流电动机：又分为串励直流电动机，并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 永磁直流电动机：又分为稀土水磁直流电动机、缺氧体永磁直流电动机和铝镍钻永磁直流电动机。5根据运转速废不同分类 根据运转速度不同分类，电动机可分为高速电动机、低速电动机、调速电动机、恒速电动机。(1)低速电动机 低速电动机又分为齿轮减速电动机、力矩电动机、电磁减速电动机和爪极同步电动机(2)调速电动机 调速电动机除可以分为无极恒速电动机、无极变速电动机、有极恒速电动机与有极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、开关磁阻调速 电动机、直流调速电动

13、机以及 PW( 脉宽调制 )变频调速电动机。6根据转子的结构不同分类 根据电动机转子的结构不同分类，可以分为笼型感应电动机(也称为鼠笼型异步电动机 )和绕线转子感应电动机 (也称为绕线型异步电动机 )。7根据起动与运行方式不同分类电容启动式电动机、电容运转式电动机、电容起动与运转式电动机以及分相式电动机。1.2.2 电动机电路图形符号 各种电动机的电路图形符号如图 1-l0 与图 1-11 所示，供读识电路图时参考。序号掰符号IH符号毛称图形符号帛称图朋符号1并勣立自济电砂机押滋式丸流电动机a3他阳式玄脈电功机世斥戌口酒狀动机mmo3豆动或豆戒电动机屋咸苣詰电利机4永堂式宜溉电动杞水碣弍鱼號电

14、动机o5謹流力楚吐动机®6申屁式有潦电衲机1申励或n塗电叨机® 1-10各种直淹电动机的旧歸图形跨号图1-10为直流电动机的电路图形符号，图1-11为交流及同步电动机的电路图形符号。阳符号FT V常称闿形待号客称1三柏永確 月年电逾机)承律三相由2二硝鼠建堪品步 农动机三栩體睦屋界步 电动机3电动机9)单帼园憾型异M4二相蟒琥皤于 异歩甲刚机(三帕稱碎斤歩电功机5单向女洗 弗励式电荊轨单梱交遼黑址式 媒向畚色动机电6串时式电动机三郴串册式 邀间翱电型机LAJ7单制水歳式 判歩电功机1永雷式敢41 同歩电訓机BH-1L菜逆段底歩电功机的电路関宠符号1. 3电动机的基本结构电动

15、机的种类、形式虽然较多，世就其基本结构来说，大体上是相同的，主要部分都由定子、转子及起支承作用的端盖与轴承组成。对于直 流电动机和串励式电动机，除具有上述这些主要组成部分外，还设置了换向机构。定子是电动机的不转动部分，它由定子铁芯和绕组两部分组成。1定子铁芯定子铁芯由0. 5mm厚的硅钢片冲制成定子冲片，然后叠压而成。定子冲片的形状有凸极式和隐极式两种，如图1-12所示。(a)凸极式冲片Cb)隐极式种片图1-12电动机定子铁芯的葫种形状示意图2 定子绕组定子绕组也称为激磁绕组。定子绕组嵌放在定子槽中，是专门用来建立磁场的。当在定子绕组中通以电流后，便会产生旋转磁场。1 13 ( a)所示。根据

16、定子冲片的不同，定子绕组又分为集中绕组与分布绕组两种形式。其中: 放置在凸极铁芯中一个或两个多匝线圈组成的绕组，称为集中绕组，如图(3)集中绕组(b)分布绕组圏1 13电动机定子擬中绕组与分布绕給禾意图由多个线圈嵌放在隐极铁芯槽中并按一定规律连接起来组成的绕组称为分布绕组，如图1-1 3 (b)所示。有些电动机的定于是由永磁材料制成的磁极构成的，如图1-14所示，由于这类定子不需要安放线圈绕组，故称其为永磁定子。圈144电动机永磁定子结构示意图1.3.2 转子转于是电动机的转动部分，它的作用是与定于磁场相互作用，产生一个转动力矩，带动机械转动。转子也由铁芯和绕组两部分组成。1. 转子铁芯转于铁

17、芯也是由铁磁材料冲制成冲片，然后叠成圆柱体。转子冲片的形状较多的结构形式如图1-15所示。3占1S铁芯(b)隠极铁芯隐极铁芯<d)詁极铁芯 (e>光潯訂面整休铁芯 ZK罐铁芯图1 厲也劫机转亍铁芯的几种结构形式2. 转子绕组转子绕组分为集中绕组、分布绕组和短路绕组(又称鼠笼绕组)。集中绕组、分布绕组与定于绕组十分相似。短路绕组通常在铁芯的开口或闭口槽中，浇铸铝条制作而成。电动机的转子，通常都将转子、端环、风翼浇铸成为一个整体，为了改善起动 性能，鼠笼型转子通常采用斜槽结构，如图1-16所示。i-16鼠笼型转子采用的斜槽结构示意图3. 转子安装位置转子安装在定子腔内，转子与定子铁芯之

18、间保持一很小的间隙，称为气隙。该气隙的大小，对电动机的性能、效率均有直接的影响。齐工艺 条件允许的条件下，通常要求气隙越小越好。1.3.3线圈绕组线圈绕组是由一个或多个线圈按一定的规律连接而成的，而线圈又是由多匝漆包线在绕线模上绕制而成的。绕组按一定的规律嵌放在铁芯槽 内，它的作用是建立磁势或感应电动势。在绕组未通电时，铁芯是没有极性的。根据铁芯槽数的不同和绕组不同的连接方式，可以构成2极、4极或多极电动机。与线圈绕组有关的基本概念说明如下：1绕组元件由于绕组是由一个或多个线圈连接而成的，故通常将线圈称为绕组元件。绕组元件既可以是单匝的(其图形如图1 17(a)所示)，也可以是多匝的(其图形如

19、图1 17(b)所示)，但大部分绕组元件都是多匝的，通常用单匝元件来画绕组元件图，如图I 17(c)所示。讯)单匝战雋(b)辛匝线猶(t)多匝縊團简岀圏绕组元件线圈的两个直线部分嵌放在槽内，起转换电磁能量的作用，称为有效边。线圈的两个端部位于铁芯槽外，不起电磁能量转换的作用,起连接两个有效边的作用。2. 极距极距是指：每个磁极所占的铁芯槽数，其值由铁芯内径和极对数来决定：极距=n D/ (2P)(M)式中D铁芯内径，单位为cm；P极对数，n -3.1415 常数。3节距节距是指：一个线圈的两个有效边之间所距离的槽数。当节距等于极距时，称为整距绕组；当节距小于极距时，称短距绕组；当节距大于极 距

20、时，称为长距绕组。电动机大部分采用短距绕组，这样可以节省铜线，提升电气特性。4电角度所谓电角度是指：电动机转子每过一对磁极其磁势沿空间完成一个交变周期，即从零到最大值，再到零至负最大值，再到零的交变周期。 通常将电动机一对磁极所对应的机械角度(电动机转子铁芯圆周为 360度机械角度)，定为360度电角度。5单层绕组和双层绕组所谓单层绕组就是：在每个铁芯槽内，只嵌放一个线圈边，另一个有效边按规定的节距数嵌放在另一槽内。所谓双层绕组是指：在每个铁芯槽内嵌放两个线圈边，两个线圈之间用绝缘材料隔开。嵌放时，线圈的一个边放在槽的下部，另一个边嵌放 在另一槽的上部。6同心式绕组各线圈按同一条中心线绕制而成

21、，在每个极相组内的各个线圈采用不同的节距，所以称为同心式绕组。由于同心式绕组极相组排列分明，接线 不容易弄错，所以，在一些小功率单相电动机上通常都采用同心式绕组。7展开图绕组在铁芯槽内的嵌放位置和接线方式，通常用展开图来表示。所谓展开图，就是假想将圆形铁芯剖开展平后，来看绕组的布置和接线情况。如图1-18与图1-19所示。其中:OfWtfOWW1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1J 12 13 1415 16 17U 19 2021 22232466, 0 oD Fi6 內图1-18 4极24槽单层同心式绕组展开图OO oQD2內 DF1ffl V19 4极24模双层短距绕组展开图图1

22、-18为4极24槽单层同心式绕组展开图。图1 19为4极24槽双层短距绕组展开图。1.3.4轴承和端差轴承和端盖是电动机的支承部分。轴承用来支承转轴而使之转动的零件。轴承常见有滚珠轴承与含油轴承两种，主要根据电动机的不同使用 场合来选用。端盖起固定和定位的作用，并具有保证定子与转子间气隙均匀、保护定子绕组的作用，一般用铸铝或薄钢板冲压拉伸而成。1.3.5换向装置对于直流电动机和通用电动机，换向装置是电动机的重要组成部分，它的任务是将旋转的转子绕组的电流引到外界电路和起换向作用。 换向装置常见有两类：一类是电刷和滑环结构；另一类是电刷和换向器结构。电刷是固定的导电零件，一般通过绝缘刷架或刷据将电

23、刷固定在端盖上。换向器（或滑环）固定在转轴上，与转子绕组相连接。由于各种电气设备各异，所以在其外形、结构、电气性能、安装方式、环境条件等方面对电动机都提出了各自的特殊要求，各种实际的电动 机结构将在以后的各章中单独介绍。1.4电动机的基本性能（或者绝任何一台电动机的机座上都钓有一块铭牌，简要地记载了电动机的运行条件和性能，如型号、功率、电流、电压、频率、转速、温升 缘等级）等。还有一些性能虽然在铭牌上没有标出来，如电动机的起动转距、额定转矩、最大转矩、起动电流、效率、功率因数等，但这都是电动 机的重要件能指标。要正确地使用、检查和修理电动机，必须要搞清楚各项性能的含义，看懂铭牌。1.4.1电动

24、机的型号型号是表不电动机的类型、规格、结构形式和特点的代号。1. 三相异步电动机的型号三相异步电动机的型号由三部分组成，各部分的含义如图1-21中所示。I L-2J?f 駅根数诙芯长度（数字ft号;用4 2机座壬度I宁每代号£用1和乞分别 农予負、4.短札阳1芒产品I、2. 3 券廟査示如中、长机座）-电机匕心局（龜米；老产品为机座号雜字）设计库峠（用放字表示）电和特点授代号匚用孑母炭奉，见表E所示，型号代号f曲字母衣示.异歩电动机旳代号为老产品代号为或JO）辻：人;型舁护电功札的规肖代号由功專（上谢一锻8（/定子铁心外径（nirn三个小节朝也二対异步电危机的犁号组成含义表1-1常用

25、异步电动机的特点及代号捷点世号汉学童支产話名珠新产呂程号1老产品代号YJ.JUJSR绕境錢转子斤步电减机YRJR. JRZK鬲途弄步电动机YKJKRK绕按關践转了岛遠异步电动机¥RKJRKQ裔£2勒翳肅异曲申.戏出1YQIQH崗蜗衿芈幅空异步迫幼机YHJH. JHOD寧理弁歩电功机YDJD. JDOL立£凰笼型异歩电动机YLJLLRT,二式绘找时了舁步电动机YRLJYJJJOZ重据丞材金闻強樂斤步电別机¥ZJZ2R起里捲金用绕輩特r异少电动机YZRJZRM木木工眉尺步电动规YMJMOQi潜水井用邂水异涉电功机YQSJOSDY甲容甲邛呃容屜功舁歩电功帆YD

26、YJDY1-2特殊环境的我号将瞬环境条件代号待殊环境条件R号1厠带阳TH娜热带同TH户外用W1苦带用TA化T.肪稱用F2. 单相异步电动机的型号单相异步电动机的型号由系列代号、设计序号、机座代号、特征代号及特殊环境代号组成。单相异步电动机的型号组成及其各部分的含义如 图1-22中所列。常见系列代号见表 1-3中所列。特殊环境代号见表 1-4中所列。甲早I甲甲甲I特殊环境代号（般环境不标注），见表17I咄炉代号（有两便数壬 前位数字衷示跌芯长既J5位数字是极数#鹿代号（用两位数字表示轴中£偽度单位/fynun设讣序号（产砧为第Ami）系列代号（电机结构特梗用特件的类表）I见表1-3&#

27、174; 1-22单相异步电动机的型号坦成含义>1-3難异步电飙基本系册号胎义mmYUg BO. BODYC(Mg cm)YY(臆 D(h D01)YL (E)F电洲翹1|!»輔画与嘛輙t1-4 单相异步电动机特殊环境代号表适用环境汉语拼音代号适用环境31语搭音代号代工用（防膺蚀）FH商原用G湿热带用TH142电动机的额定功率（P）电动机铭牌上注明的功率为电动机的额定功率。它表示电动机在电压、电流、频率都为额定值时，电动机转轴每秒钟输出的机械能。额定功率表征了电动机长期使用时的负载能力。当电动机的输出功率增加时，定子和转子电流都会增加。电流的增加，会导致定子绕组和转 子绕组的发

28、热增加，使电动机温升增高，严重时会烧毁电动机。所以，在设计时规定了一个输出功率的最大限度，这个限度就是电动机的额定功 率。额定功率不等于电动机使用时的实际输出功率，实际输出功率与负载轻重有关。负载重，输出功率就大，反之就小。额定功率的单位通常用 kW（千瓦）表示，但也有用 HP（马力）表示的。它们之间换算关系是：1kW = 1. 36HP1HP =0.736 kW143电动机的额定频率、电压与电流1额定频率频率是指电动机所接交流电源的频率。电动机在额定运行的情况下，定子绕组所接交流电源的频率称为额定频率，单位为Hz。我国规定标准交流电源频率为 50Hz。2额定电压（U）电动机的额定电压是指电动

29、机所用的电源电压标准等级，一般国内低压三相交流电源都采用380V，也有极少数地区采用 220V的三相交流电压。电动机在额定情况下运行时，定子绕组线端的电压值称为额定电压。单位为V。电动机铭牌上常标有 “220V/380V”这表示该电动机有 220V和380V两种额定电压。如果电源电压为220V，应把电动机的出线端接成三角形（），如图1-23所示。亦连接方法（b）电路图123电动机的三角形连接方法如果电源电压为380V，应把电动机的出线端接成星形（Y），如图1-24所示。個）连接方法a 1-24 电动机的星形连接方法3. 额定电流（J）电动机的额定电流是指：电动机在额定电压、额定频率和额定负载下

30、运行时定子绕组线端的电流值。通常，电动机定于绕组为接法时，线电流是相电流的根号3倍；如为Y接法时，线电流等于相电流。一般电动机电流受外加电压、负载等因素影响较大，所以了解电动机所允许通过的最大电流对正确选择导线、开关以及电动机上所加的保险丝和热继电器提供了依据。电动机额定电流的计算方法详见后述。1.4.4电动机的额定转速与起动转矩、1. 额定转速额定转速是指；电动机在电压、电流、频率、功率都为额定位时，每分钟的转速，单位为r/ min（转/分钟）。一般电动机2极为2930r/ min左右，4极为1440r/ min。电动机的额定转速与定子三相绕组的接法无关。2. 起动转矩电动机接上电源，转子还

31、未转动，即转速为零时的瞬间，电动机所产生的电磁转矩，也就是电动机在起动时所输出的力矩，称为起动力矩。常用起动转矩与额定转矩的倍数来表示。起动转矩的大小关系到电动机性能的好坏。起动转矩越大，起动性能越好。一般起动转矩为额定转矩的1.8 2.2 倍。起动转矩的大小与加在电动机上的电压、电动机的漏电抗、转子电阻有关，加在电动机上的电压增大，起动转矩拉平方比例增加，反之按平 方比例减小。电机漏电抗增大，起动转矩减小。因此，在修理起动困难的电动机时，适量减少定子绕组每相匝数和适量增大气隙，均可减小漏电抗而改善起动性能。3. 起动电流电动机刚接通电源时，定于绕组中通过的瞬间电流称为起动电流。当电源刚接通时

32、，定子电流立即产生旋转磁场，此时电机转子尚未转动， 这时定子磁场与转子之间相对运动速度最大，即转子绕组以最大速度切割定子旋转磁场，于是，转子中产生最大感应电流。5.5 7倍。较大的起动电流，会引起电感应电流又通过气隙磁场的感应作用，使定子绕组的电流增大。电动机的起动电流可达到额定电流的 源电压降，使起动时间延长，从而引起电动机过热。145电动机的额定转矩和最大转矩1额定转矩电动机在额定负载时产生的电磁转矩称为额定转矩。或者说，当电动机输出功率等于额定功率时，转子受到的转矩叫额定转矩。与额定转矩 所对应的转速称为额定转速。一般来说，负载的阻力矩应该等于或小于额定转矩。如果负载的阻力矩大于额定转矩

33、，则电动机的输出功率大于额 定功率，定子绕组和转于中的电流将大于额定值，这时，电机使产生过热现象，称为电动机过载。2最大转矩在起动过程中，电动机的转速由零逐渐增加到稳定转速。在速度增加的过程中，电动机的电磁转矩是变化的，其中电磁转矩有一最大值，如 图1-25中的Mm，称其为最大转矩。垠大转矩B125电动机的最大转矩利额定转矩曲线如果电动机在稳定运行时，将负载阻力矩增加到大于最大转矩时，不论转速取什么值，电动机的转矩总是安小于负载转力矩，于是电动机转 速下降，直至停转。因此，为了使电动机在带负载运行时，不至于因偶然或短时的过载而导致停转，总是把最大转矩设计得比额定转矩大一些， 以保证电动机的过载

34、能力。电动机的最大转矩常用额定转矩的倍数来表示，倍数越大，电动机的过载能力就越大。 异步电动机的最大转矩， 一般是额定转矩的1.8 2.2倍。146电动机的堵转电流电动机转矩（严格来说应是电磁转矩）来自电动机定子和转子磁场的相互作用。对异步电动机而言，当电压及频率不变时，电动机转矩T只随转速n或转差率S变化。所谓堵转转矩TO ,是指S= 1,即转子转速n=0时的电动机转矩，又称起动转矩。堵转电流是指电动机在堵转（转于不动）时的定子电流。电动机的起动转矩应与被驱动机械的机械特性匹配才能顺利起动。在起动过程中，起动电流很大，全压起动时可达额定电流的5-7倍。因此，电动机必须有足够大的起动转矩，以尽

35、量缩短起动时间，避免电动机过热。在电动机起动转矩满足需要的条件下，采用减压起动的方法降低起动电流，对减小起动造成的电源电压下降有利。147电动机的效率与功率因数1. 效率额定功率是向负载输出的功率，不是电动机从电源吸取的功率（即输入功率）。由于电动机内部的损耗，输出功率总是至比输入功率小。电动机输出功率与输入功率之比，称为电动机的效率，其表达式为：效率=P出/P入x 100%异步电动机的效率见表 1-5中所列。表V6三相异歩电谕机效牢和功率閻敛功*2凰4$fife率 J7；%功生国数COBf功耻国做闆餌1QW 0 F0 7M.7HIthiOkW87-89画£9086-493010(1

36、 kW90-920.919Q-931力率功舉因!S cos炽功事曾戴8脾10 kW 口下70 R50.68-8010-30 kW0.78-0 A130-lOCkW90-92型)*91仕盟4 B4舸率+于10上牌的轴氓搔功耶辿7上、4、3、£2、1.1、0几 础附而通减.2. 功率因数（cos）在直流电路中，有功功率=电压x电流；在交流电路中，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的这部分功率为有功功率。有功功率总是小 于视在功率。有功功率越大，电动机的利用率就越高。这种利用率称为电动机的功率因数。换句话说，电动机有功功率与视在功率之比称为功率 因数，用cos来表示。功率因数的大小，与所带

37、负载的大小有关，空载时功率因数很小，异步电动机空载运行时的功率因数约0.2 ;随着负载的增加，功率因数相应提高，达到满载时，功率因数最大。异步电动机在额定功率下运行的功率因数见表1-5中所列。1.4.8电动机的工作方式和温升1工作方式电动机的工作方式有连续运行、短时运行、断续运行三种。(1) 连续运行连续运行是指：包动机允许在额定负载下作连续长期的运行。(2) 短时运行短时运行是指：电动机在额定负载下只能在限之的短时间内运行10min、30 min、60min、90min四种类型。(3) 断续运行断续运行是指：电动机在额定负载下作周期性的断续运行，用暂载率来表不(即在10min的一个周期内，电

38、动机持续负载运行的时间与周期之比的百分数)。同一台电动机在不同的运行情况下，会得到不同的温升。如水泵、通风机、搅拌机等属于连续运行；快速移动闸门属于短时运行； 起重机械等属于间歇运行。2温升所谓温升是指：在规定的环境温度夏(国家标准规定环境温度为40 C )，电动机绕组温度高出环境温度的数值。电动机运行中，部分电能转换成热能，使电动机温度升高，经过一定时间，电能转换的热能与机身散发的热能平衡，机身温度达到稳定。在稳定状态下，电动机温度与环境温 度之差，叫电动机温升。例如：铭牌上标出的温升为60C，表明电动机的允许温度为：60 + 40= 100 C。可见，电动机的温升等于：绕组允许温度减去规定

39、的环境温度。电动机温升是检查电动机运行是否正常的重要标志。一般情况下，电动机运转6个小时后，电机温升才能达到稳定位置。继续运转，温升也不会再上升。如果发现温升超过允许值，就说明电动机有过载或有故障存在，应停机检查原因。1.4.9电动机定子绕组连接方式和绝缘等级1. 连接方式电动机的定子绕组连接方式是指电动机三相绕组6个线端的连接方法。通常将三相绕组首端U1、V1、W1接电源，尾端U2、V2、W2连接在一起，称为星形连接，用符号“ Y”表示，如图1024(b)所示。若将U1接W2、V1接U2、 W1接V2，再将这三个交点接在三相电源上，叫三角形连接，用符号“”表示，如图1-23(b)所示。目前，

40、Y系列电动机3kw及以应为Y形接法，3kw以上均为形接法，电动机额定线电压为 380V。2. 绝缘等级电动机的温升是由制造厂根据电动机采用的绝缘材料等级来决定的。每种绝缘材料耐热的极限温度是一定的。如果电动机的温升超过绝缘材 料允许的温度，会使绝缘材料加速老化，绝缘性能变差，最后绝缘被击穿而使电动机烧毁。绝缘材料一般是根据其耐热极限温度不同，分为不同的等级。电动机绕组的绝缘材料和导线所能耐受温度极限的等级，分为7级，电动机允许温升与绝缘等级的关系见表1-6所列。有的铭牌只标允许温升不标绝缘等级，环境温度一般不超过40C。而有的电动机铭牌上没有标出允许温度值，仪标绝缘等级。如标出E级绝缘，说明电

41、机允许温升为80 C (120 40= 80 C )。表绝绰林料的尊毂朋耐洱溫庚¥AEFHC105130155IfW)inoU 卜一村料举创未腔忙用的浸權怒歼过的科槿村it乙帰崑r云舟带*H排瞒劇.虫胶4M41.4.10 其他方面1. 防护等级Y系列电动机有防护等级的规定。一般防护等级为IP11, IP示外壳防护符号，后面第一个数字“4”表示防护大于1mm固体的电动机，第二个数字“ 4”表示为防溅电动机。2. 出厂日期电动机铭牌上的日期为生产电动机为成品后的出厂时间。3. 出厂编号电动机所标的出厂编号，以便于质量跟踪与查寻。4. 标准编号标准编号表示电动机执行的技术标难。例如JB为第

42、一机械工业部标准，JO2系列电动机执行JB742 66标准。1.5电动机常用计算公式1额定电流I公式如下：电动机的额定电流I的计算公式为：I = 1000P/1.73U n cos©P 功率，单位为 kW ；U-定工作电压，单位为 Vn电动机的效率；cos© -电动机功率因数。例如一台J02 L 51 4三相异步电动机，额定输出功率为75kW，功率因数为0.87，效率为87%，求额定电流。解：I = 1000P/1.73U n cos© =1000X 7.5/1.73 X 380X 0.87 X 0.87=15.95(A)2. 同步转违n电动机同步转速n的计算公式

43、为：N = f/p X 60f-电动机工作电源频率，单位Hz ；P磁极对数，如两极 p= 1，四极p=2。3. 转差率S电动机的转差率S的计算公式为：S=( n ne) /n X 100%n电动机同步转速，单位为r/min ；ne电动机额定转速，单位为r/ min。常用的三相异步电动机在额定负载时，其转差率为2%至5%。4. 转矩M电动机转矩的计算公式如下：m。kw；M=6f 电动机的转矩，单位为 N 炉工作机械的负荷，单位为M 转速，单位为 r Inln；F皮带捡力，单位为 N2沙皮带轮直径，单位为 mm第2章三相异步电动机电动机是将电能转换为机械能的旋转机械。异步电动机是工农业生产及日用电

44、器中应用最广泛的一种电动机。2.1三相异步电动机类型、型号与结构三相异步电动机由于其结构简单、坚固耐用、价格便宜及维修方便等优点，故其应用相当广泛。2. 1. 1三相异步电动机的类型2 1所列的各种。三相异步电动机一般按转子结构形式、防护形式、尺寸大小、安装方式、使用环境以及冷却方式进行分类可分为见表*2-1三相异臬皑动机井荚分类特子站禺恵式陆护醛£祥挥方或盜SE方弍尺寸大除中住為Wfniiin) 逛子铁苗4秤POlli?祈护式自期冷武1爾重fl? fiti大单HB* tiiH 抑r u.r.户护ZOCMOM/mi 彳；0120-500小用曲 时 卧儿廉特宦"玳蠡上&

45、;册ns登比猩危上watt-卜式.紅匣肚mu at黑上有凸爆*2. 1. 2三相异步电动机的型号、结构特征及用途 三相异步电动机的型号、结构特征及用途见表22中所列。X2-2三帕异步电动机型号.第梅征皿用堆£粋WTBSti? w w««IBM.昇苗业动凯YJJO,忆 IQO' 弘JO J, JQ2. JK.几一 /S割WHAM如 EWItA 魁.尢机朋堆用爸週MJ4， 褥怡就建懈于.大机酬用 瑕限鹫叶，有助护式皿 闍式之井名称虽号5!号的 汉孚議义结构餡旺用途饶統转子开歩电 动机YRJRJRO YR异统訪护武铃谟4売，绕秋樂 借于川丁咆如不甩以启机笊

46、69; 电妙机及晏求丿flQHJM小、XI功 弘处良妗Y合丽?动转j?异步1 电动机YQ'fJQJQOJOO1»A用T启曲諦1L負荷戒惊性较大負 荷釣机植口压智机、特碎机手硏熔唯斤步电动1机YBJBJBS肪"幻財壳.T.小机JftHffSHMR再十有爆外性气体的场含电珀PR门卬只抄I电动机YDF异电闻同Y型川十£1妙绮缺与咼大HJLftW% 合.如电动田门化工防儒用异步 电或机YFJO-F M>2F结构罚Y型.釆取线扫及R5«T指冷用于化肥、鼻皈条线尊化Lf的 炭股环境中您用斤歩吧切机Y HJO2 HHW4口帕Y用机際中谓板«&#

47、171;Ul用 T«Htt炕水并權畀岁电 勿机YQBJQB応*至见机及总件京触直 尊一大都分级成用于次帖榕污朋泊鲂寻疑伶AKi£*，滑率； 异步电功帆YH-JH JHO結杓m Y逼转于一G采M?合金怜法評用于传妙絞K飞轮转动働毀算不 沟匀戸击员为金槁如二机祓 如新传机、杪切机、冲疔机、圧 缩机.綾车等多速冷?片矶动机YDJD JDO件恂Fl Y型冋Y 0.便用于夏求弃24件披 煌的机械林它机床用异步 电功机YJJJO崎构同Y 9闻Y爼性用于要求齐动小、噪 丙牴的籍密机环制就斤侈吃劝机 （師3Y£PJPE异（1U傍定于向Y型转于上冇旁 构淞或异少电功机 “丄杆式Y&

48、#163;GJ7Dfi(Wtr立护同Y刑.M子上帯tL用十豪农伙逼筋却妁机祓.如甌 动他芦卷场杭、行车.电越枚牛 机城制异步蛆动机 （方加利立JS式、YEJJ2D异(制> Ml定r同y »,转子非出粧 躍带有制功器應彤转子制功异 步电动机YEZZDZDYJZZff(*>»1定.转产均哭用显殆信恂. 斷护k克封瓷式折飲外売 上。审吹冷电冷厦速异步电 动粒YCTIZT由打闭式舁步屯功纨勺剋 匕滑矩宪合鼻绘戍闿于炳织、印欺.代工熄旅 求变垃妁机软袋向色光冈堆异少个 ""YHTJZS功护式芽铁外尢.于动& 电初議控廿通两*弃檢向 转子网上.但

49、蝕亭坏功率闵孜比YCT衣轮减迪异步屯 动机| YCJJTC»a»diH闭式R步阪戎机与减 速皋组血屈于洪低金、xH»i的机械 如法SMK.犷山机!炽H9L 幅.燈紙机緘晁其他氏求鼠K逋掛麺竹轮减速畀 步收款糾YXJJXJ由封什式界步电动机与摆 戏炜槪Riftfl戎何上各Bs ?amHI i縫号IB鹦加翻.YU)U片'ttlR£W.llt 旺粽耕酬脚®m辄瓠峽、l腑WiE处訓财 抽1YZJZ咖九mum 幕A敬用MW f i 肝邀腑紐IB*num 料砂iY7RmmIh.RfW僦）出叶! Fn出摆2.1.3三相异步电动机的结构栢异出电动机丈称

50、.相廨应电功机.尤龍建載茏弗乂称瓮唯)舁步电动机盹坷忒三相斤歩电功机由椚个峯本部分细成：周宦加鄢分翩为足子；耗转的邮分称为转f 鬓/装在圭F腔内*为了保吹子能在定子内自由转用n逐、转于上何必须倉 毎间 称为气SU此外.左定子商端迅装有甥盖，鼠笼劇三椰舁骄电动机的结构示意朋如图 2所示=绕线转乎二相畀歩电型机的站构示j&BI如图24所示Cb)定子冲片(a)定子轶芯*图b3电动机定了铁芯与冲片示意图砒二仙*Z1. 定子定子由机座、定子铁心、定子绕组等三部分组成。机座机座是电动机的外壳，主要是用来支承定子铁芯和固定端盖。中小型异步电动机的机座一般采用铸铁制成，小机座也有用铝合金铸铁的。大 型

51、异步电动机的机座大部采用钢板焊接而成。机座上设置的接线盒，用于连接绕组引线和引入外接电源*(2)定子铁芯 定子铁芯是电动机磁路的一部分，通常由0.5mm厚的硅钢片叠压而成。定子硅钢片的表面漆有绝缘漆或硅钢片经氧化处理表面形成氧化膜，使片间相互绝缘，以减小交变磁通引起的涡流损耗。当定子铁芯的直径小 1m(米)时，用整圆硅钢冲片，铁芯直径大于1m时，用扇形冲片拼成。在定子铁芯内圆均匀地冲有许多槽，用来嵌放定子绕组。见图2 3。2-3 (a)图所示为定子铁芯，图 23(b)所示为整圆冲片。(3)定子绕组定子绕组是电动机的电路部分。三相异步电动机有三个独立的绕组(即三相绕组)，每相绕组包含若干线圈，每

52、个线圈又由若干匝构成。中小型电动机线圈通常由高强度聚酪漆包线绕制而成，大中型电动机常采用带绝缘的扁线成型线圈。三相绕组按照一定的空间角度依次嵌放在定 子槽内，并与定于铁芯之间加以绝缘。三相绕组的6个引出线头固定在接线盒内，线头旁标有各相的始末端符号，其中U1、VI、W1为三相绕组的始端，U2、V2 , W2为对应的三相绕组的末端。三相绕组可按成星形(Y)或三角形()，如图1 24所示。2.转于三相异步电动机的转于由转子铁芯、转子绕组和端盖支承着。(1)转子铁芯转子铁芯也是电动机磁路的一部分，通常也是用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的。在转子铁芯硅钢片的外圆上均匀地冲有许多槽，用以浇铸铝条或嵌放转子绕组。转于铁芯固定在转轴或转子支架上，整个铁芯转子呈虽圆柱形，如图2-4(a)所示。P1 1&Cc)R12-4电功机芯冯梵空转F號机帛jftiu 笼型转子绕组。这类绕组是由插入每个转子铁芯相中的裸导条和两端的环形端环连接组成的。如果去掉铁芯，整个绕组的外形就像一个圆笼(如图2 4(c)所示)，故称