第2章三相异步电动机

1、1第二章第二章 三相异步电动机三相异步电动机23n电机：利用电磁感应原理工作的机械。电机：利用电磁感应原理工作的机械。n电机按功能分：发电机、电机按功能分：发电机、电动机电动机、变压器和控、变压器和控制电机制电机电动机的分类：电动机的分类：4鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式定子（固定部分）定子（固定部分） 转子（旋转部分）转子（旋转部分）51、定子、定子(产生旋转磁场产生旋转磁场)n由定子铁心、定子绕组、机座三部分组成由定子铁心、定子绕组、机座三部分组成定子铁心定子铁心：由：由0.350.5mm厚的硅钢片叠压而成，厚的硅钢片叠压而成，槽口用以嵌放定子绕组，是磁路部分；槽口用以嵌放定子绕组，是磁路部分；

2、定子绕组定子绕组：由三相对称绕组按一定的空间角度：由三相对称绕组按一定的空间角度依次嵌放在定子槽中，可作星形或三角形连接依次嵌放在定子槽中，可作星形或三角形连接（铭牌上有说明）；（铭牌上有说明）；机座：机座：铸铁、钢板焊接铸铁、钢板焊接6星形连接星形连接三角形连接三角形连接72、转子、转子(在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流)n由转子铁心、转子绕组、转轴三部分组成。由转子铁心、转子绕组、转轴三部分组成。转子铁心转子铁心：由硅钢片叠成压装在转子轴上，硅钢片：由硅钢片叠成压装在转子轴上，硅钢片冲有导线槽，供嵌转子绕组；冲有导线槽，供嵌转子绕组；转子绕组（鼠

3、笼式）转子绕组（鼠笼式）：由许多铜条或铝条构成，嵌：由许多铜条或铝条构成，嵌在导线槽内，两端再用金属环焊成鼠笼形；在导线槽内，两端再用金属环焊成鼠笼形；转轴：转轴：输出输出 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。应用：一般工业控制用应用：一般工业控制用 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。应用：行车、电梯等应用：行车、电梯等9 A IU IV IW X B Y C Z )120sin(2)120sin(

4、2sin2WVUtIitIitIippp10 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 ()电流出电流出( )电流入电流入11结论：结论：三相电流产生的合成三相电流产生的合成磁场是一磁场是一旋转旋转的磁场的磁场。 即：即：12(a) t = 0 (b) t = 120 (c) t = 240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ A IU IV IW X B Y C Z )120sin(2)120sin(2sin2WVUtIitIitIippp结论：磁场的转向与电流相序一致结论：磁场的转向与电流相序一致n电流相序为电流相序为

5、U-V-W时磁场时磁场顺时针顺时针方向旋转；方向旋转；n电流相序为电流相序为U-W-V时磁场时磁场逆时针逆时针方向旋转。方向旋转。131）产生磁场：三相绕组（）产生磁场：三相绕组（ AX、BY、CZ ）中通入三相电流，）中通入三相电流，可产生旋转的合成磁场可产生旋转的合成磁场2）磁场）磁场切割转子导体，转子感应出电动势（右手定则）切割转子导体，转子感应出电动势（右手定则） ，产生电流产生电流3）产生电磁转矩（左手定则）产生电磁转矩（左手定则） ，转子转动，转子转动FvFNS143、极对数（、极对数（p）BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场

6、只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZNS旋转磁场的极对数与三相绕组的排列有关。旋转磁场的极对数与三相绕组的排列有关。15极对数极对数p的改变：的改变：CYABCXYZAXBZAiBiCi 将将每相绕组分成两段每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。形成的磁场则是两对磁极。ABCABCXYZAXX ANSSNZCZCBYBY极对数极对数2p164 4、三相异步电动机的转速、三相异步电动机的转速n n（转每分）pfn1060我国我国(f(f1 1=50Hz)=50Hz)，磁极对数为，磁极对数为p p的磁场转速的磁场转速n n0 0为：为：

7、p）（min/0rn123456300015001000750600500p 电动机的转速与旋转磁场有关电动机的转速与旋转磁场有关p 当磁极对数为当磁极对数为 p时，磁场的转速时，磁场的转速n0为：为：17n异步电动机的转速也就是异步电动机的转速也就是转子转速转子转速n nnnnnTL电机能起动，否则起动不了。电机能起动，否则起动不了。28机械特性的软硬机械特性的软硬 硬特性：硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。动特性好。 硬特性硬特性 （R2

8、小）小）软特性软特性（R2大）大）0Tn 不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。特性电机；重载起动则选软特性电机。2930n无法在转子中串接电阻，只有无法在转子中串接电阻，只有2类起类起动方法：动方法：31特点：适合轻载起动，电能损耗大特点：适合轻载起动，电能损耗大32工工作作起起动动 由电压抽头，可得到不同的电由电压抽头，可得到不同的电压压（如：电源电压的（如：电源电压的73%、64%、55%），根据对起动转，根据对起动转矩的要求选用。矩的要求选用。 适用于容量较大（适用于容量较大（一般一般7.5kw以上）以上）

9、或正常运行时联成星形或正常运行时联成星形的鼠笼式异步电动机。的鼠笼式异步电动机。特点：可带较大的负载起动，投入大特点：可带较大的负载起动，投入大33YUU3ZUIIZUIILPLLPYLY333/特点：适合轻载起动，只用于定子绕组接成特点：适合轻载起动，只用于定子绕组接成的电动机的电动机（一般（一般7.5kw以下）以下）34例例: 三相异步电动机，电源电压三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子绕，三相定子绕组组 接法运行，额定电流接法运行，额定电流IN=20A，启动电流，启动电流Ist/IN=7，求：求： （1） 接法时的启动电流接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为）若启动时改为

10、Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =7 20=140A解：解：（2）Ist Y = Ist /3=140/3=47A35n大、中型容量电动机，重载起动时除了限制起大、中型容量电动机，重载起动时除了限制起动电流，还需要足够大的起动转矩动电流，还需要足够大的起动转矩n选用三相绕线式电动机选用三相绕线式电动机n方法（在转子回路中串入）：方法（在转子回路中串入）：三相对称电阻三相对称电阻1.频敏电阻器频敏电阻器36n启动时，启动时，KM1，KM2，KM3触点都断开触点都断开n启动后，依次闭合启动后，依次闭合KM1，KM2，KM3触点触点3738什么是制动？什么是制动？强迫停车强迫

11、停车制动方法：制动方法：机械制动机械制动用机械装置（如电磁制动器）用机械装置（如电磁制动器）电气制动电气制动产生一个与旋转方向相反的产生一个与旋转方向相反的制动制动转矩转矩电气制动方法有：电气制动方法有：1 1、反接制动、反接制动 2 2、能耗制动、能耗制动 3 3、反馈制动反馈制动39n方法：电源反接，串入方法：电源反接，串入制动电阻制动电阻R R（限制制动（限制制动电流，电流，R R越大，越大，I I越小越小），当转速接近零时，将电当转速接近零时，将电源切除源切除n用用KSKS判别判别n n接近接近0 0n特点：制动简单迅速，特点：制动简单迅速，能耗大，常用于能耗大，常用于10kw以以下小

12、容量电动机下小容量电动机40l方法：方法：M脱离三相交流电源后，在定子绕组上加入一脱离三相交流电源后，在定子绕组上加入一个个直流电源直流电源制动，当转速降至零时，切除直流电源制动，当转速降至零时，切除直流电源41l特点：需要直流电源，制动平稳准确，能耗少，特点：需要直流电源，制动平稳准确，能耗少，常用于较大容量的电动机和制动频繁场合常用于较大容量的电动机和制动频繁场合l技术数据：技术数据：l直流电流直流电流I=(1-2)IN； IN-电动机的额定电流电动机的额定电流l直流电压直流电压U=I*R; R-电动机任意两相定子绕组的电阻电动机任意两相定子绕组的电阻lI 越大，制动转矩越大越大，制动转矩

13、越大 l器材：器材：l整流二极管整流二极管-4：l控制变压器控制变压器-1；l接触器接触器-1。42n在外加转矩作用下，使在外加转矩作用下，使nn1时，转矩是制动的；时，转矩是制动的；n电动机发电机电动机发电机n应用：应用：起重机（反向回馈）起重机（反向回馈）1.电动机由高速转为低速运电动机由高速转为低速运行（正向回馈）行（正向回馈）43pfsnsn1160)1 ()1 (44n只用于鼠笼式电动机（只用于鼠笼式电动机（定、转子极数需相同）定、转子极数需相同）n特点：特点：设备简单、运行可靠设备简单、运行可靠调速不平滑，调速的挡数太少调速不平滑，调速的挡数太少n采用变极调速的多速电动机有双速、三速、四采用变极调速的多速电动机有双速、三速、四速等几种。速等几种。45顺串顺串2P=4；反串反串2P=2；反并反并2P=246顺串顺串2P=4；Y型型 反并反并2P=2； YY型型47顺串顺串2P=4；型；型 反并反并2P=2； YY型型48n交交-直直-交变频器：整流器交变频器：整流器（交流电（交流电直流电）直流电）+ 逆变器逆变器（直流电（直流