机电传动第五章交流电动机

1、精品资料精品资料1、了解异步电机的基本、了解异步电机的基本(jbn)结构和工作原理；结构和工作原理；2、熟悉异步电机的机械特性；、熟悉异步电机的机械特性；3、掌握异步电机的启动方式和特点；、掌握异步电机的启动方式和特点；4、掌握异步电机的调速方式和特点；、掌握异步电机的调速方式和特点；5、懂得如何选用异步电机；、懂得如何选用异步电机；6、了解同步电机的结构特点、启动方式、和调速方法，、了解同步电机的结构特点、启动方式、和调速方法，以及机械特性。以及机械特性。7、理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。、理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。精品资料本章本章(bn zhn)知识点：知识点：v1、定

2、子旋转磁场的建立；、定子旋转磁场的建立；v2、影响异步电机转速的参数、影响异步电机转速的参数(cnsh)；v3、定子绕组的接线方法（、定子绕组的接线方法（Y）；）；v4、电机力矩、功率的计算；、电机力矩、功率的计算；v5、同步电机的启动与失步问题。、同步电机的启动与失步问题。精品资料精品资料永磁转子永磁转子绕线转子绕线转子鼠笼转子鼠笼转子励磁转子励磁转子精品资料机壳机壳定子绕定子绕组组定子铁定子铁心心接线盒接线盒端盖端盖轴承轴承转子转子精品资料 转子(zhun z)绕组 转子(zhun z)铁心 轴 转子绕组转子绕组转子绕组转子绕组转子绕组转子绕组滑环滑环转子铁芯转子铁芯电刷电刷可变电阻可变电

3、阻精品资料机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁精品资料 转子转子: 在旋转磁场作用下，产生在旋转磁场作用下，产生(chnshng)感感应电动势或电流。应电动势或电流。鼠笼转子鼠笼转子 1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。2) 绕线式转子绕线式转子精品资料转子转子(zhun z)机座机座(j zu)（含定子（含定子铁芯及定子绕组）铁芯及定子绕组）转子铁芯转子铁芯铸铝鼠笼绕组铸铝鼠笼绕组精品资料VVWUUW三相三相(sn xin)异步机异步机的结构的结构定子定子转子转子(zhun z)精品资

4、料铸铝鼠笼转铸铝鼠笼转子子(zhun z)绕线转绕线转子子滑环滑环精品资料 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。精品资料精品资料 120120tIitIitIimCmBmAsinsinsinBiAXBYCZAiCiCiAiBiitmI精品资料0n规定规定(gudng)iCiAiBitmI 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。 AYCBZX()电流电流(dinli)出出( )电流入电流入精品资料AXYCBZNS

5、0 t 60t 0nAXYCBZSN60AXYCBZSN 90t CiBiAit0imI600动画动画精品资料AAXYCBZNS分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转(xunzhun)的磁场的磁场 即：一个电流周期，旋转即：一个电流周期，旋转(xunzhun)磁场在空间转过磁场在空间转过3602.旋转旋转(xunzhun)磁场的旋转磁场的旋转(xunzhun)方向方向动画动画BiAXBYCZAiCi0t AAXYCBZNS60t CiBiAiimIt0任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)精品资料v 用磁势合成方法用磁势合成方法(

6、fngf)(fngf)也可以解析定子磁也可以解析定子磁场旋转原理。在时序上错开场旋转原理。在时序上错开120120电角度的电角度的A A、B B、C C三相交流电的磁势：三相交流电的磁势：vFA=FCOSFA=FCOS（tt0 0），），v FB=FCOSFB=FCOS（tt2/32/3）、）、v FC=FCOSFC=FCOS（tt4/34/3）v当当t=0t=0时，时，FA=FFA=F、而、而FB= FC =F/2FB= FC =F/2他们的合成他们的合成磁势与磁势与A A相磁势方向同相，大小为相磁势方向同相，大小为F/2F/2（等边三（等边三角形）。合成磁势角形）。合成磁势F= F3/2F

7、= F3/2。可以证明，在任何。可以证明，在任何时刻、任何位置，合成磁势均为时刻、任何位置，合成磁势均为F3/2F3/2。v下面我们用图解法来分析旋转磁场的建立情况。下面我们用图解法来分析旋转磁场的建立情况。 精品资料精品资料精品资料精品资料精品资料精品资料精品资料精品资料BiCiAiimIt00t AXYCBZNSBiAXBYCZAiCi1p精品资料CYABCXYZAXBZAiBiCiX AAXBYBYCZCZ精品资料BiCiAiimIt0AX XNSZCZ C BYB Y NSA 极对数极对数2pCYABCXYZAXBZAiCiBi动画动画旋转磁场的磁极旋转磁场的磁极(cj)对数对数与三相

8、绕组的排列有关与三相绕组的排列有关精品资料分分）转转 /( 6010fn 工频：工频：HZf501分分）转转 /( 30000 np=1时时AXYCBZNSAXYCBZNSBiCiAiimIt0AXYCBZNS精品资料ZXCZCSNSNA X A0t 60tp=2时时AX XNSZCZ C BYB Y NSA BiCiAiitmI0分分）转转/( 150026010 fn0n30精品资料)/( 6010分分转转pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)f(Hz501 3p120分

9、）转/( 00014p分分）转转/( 75090旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。精品资料AXYCBZNS分分）转转/( 6010pfn BlvBliFvF0n精品资料精品资料定子定子(dngz)磁极磁极定子磁定子磁场场(cchng)方向方向转子感应磁转子感应磁势方向势方向转子线圈转子线圈（鼠笼条）（鼠笼条）电流方向电流方向精品资料定子磁场定子磁场(cchng)方向方向转子线圈转子线圈（鼠笼条）电（鼠笼条）电流方向流方向定子磁定子磁极极转子感应磁转子感应磁势方向势方向精品资料交流交流(jioli)电动机的工作原理可以用一句话电动机的工作原理可以用一句话来

10、描述：来描述：转子磁极被定子磁场吸引跟随转子磁极被定子磁场吸引跟随(n su)定子磁场旋转。定子磁场旋转。精品资料0nn 如果如果:0nn 精品资料%s)91( 转子转子(zhun z)转速亦可由转差率求得转速亦可由转差率求得0)(1nSn %10000 nnns 【例【例1】 一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源，电源(dinyun)频率频率 f1=50 Hz。试求电动。试求电动机的极数和额定负载下的转差率。机的极数和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的

11、关系可知：n0=1000 r/min , 精品资料【练习【练习(linx)与思与思考】考】5.2.1 什么是三相电源什么是三相电源(dinyun)的相序？就三相异步的相序？就三相异步电动机电动机 本身而言，有无相序？本身而言，有无相序？2.5%100%10009751000%10000 nnns5.2.2 一台两极异步电机和一台两对极的异步电机的同步一台两极异步电机和一台两对极的异步电机的同步转速是否相同？哪一台转速快些？转速是否相同？哪一台转速快些？精品资料变压器：变压器： 变化变化 eU1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2 11 444Nf.U i1u1e1e 1e2

12、e 2i2+f1f2e 由漏磁通产生的漏磁电动势。由漏磁通产生的漏磁电动势。（漏磁通是指没有与转子线圈交链产生有效磁作用力的磁通。）（漏磁通是指没有与转子线圈交链产生有效磁作用力的磁通。）精品资料异步电动机：异步电动机：旋转磁场切割导体旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通每极磁通111444Nf.U 1U 旋转磁场与定子导体间的相对速度为旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以，所以16001pnf 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f 1= 电源频率电源频率 f精品资料定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，

13、而转子定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化变化 定子感应电势频率定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2 1000026060fspnnnnpnnf 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同精品资料 E20= 4.44 f 1N2 即即E2= s E20 2122222LsfLfX X20= 2 f1L 2即即X2= sX20 精品资料222222XREI 2202220)(sXRsE )(0002nnIS 2202220max21

14、XREIS 220222222222)( cossXRRXRR 202:SXRS 很很小小时时12 cos202:SXRS 较较大大时时S1cos2 精品资料2202220222222)(SXRSEXREI 2202222)(cosSXRR 变变化化曲曲线线随随、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 结论：结论：转子转动时，转转子转动时，转 子电路中的各量均与转子电路中的各量均与转 差率差率 S有关，即与转速有关，即与转速 n有关。有关。I2cos 2S1I2,2cos 精品资料22 cosIKTT 常数，与电常数，与电机结构有关机结构有关旋转磁场旋转磁场每极磁通每极磁通转子电流

15、转子电流转子电路的转子电路的功率因数功率因数ilBF 22cos, I,T 精品资料精品资料21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 22022202)(SXRSEI 2202222)(cosSXRR mNfU 11144.4由前面分析知：由前面分析知：精品资料21220222)(UsXRsRKT 21U精品资料maxTmSNSstT10TSNT曲曲线线)(sfT 曲曲线线)(Tfn 根据根据(gnj)转矩公式转矩公式22022212)(sXRUsRKTT 得特性曲线：得特性曲线：NnmaxTstT0nTNT0n精品资料)/()(9550NNN分分转转千千瓦瓦nPT NnN

16、T0nT0n(N m) 如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型) 的额定功率的额定功率为为7.5kw, 额定转速为额定转速为1440r/min, 则额定转矩为则额定转矩为nPnPT9550602 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT精品资料21220222UsXRsRKT)(20212XUKTmax 0dSdT令：令：求得求得202XRSSm临界转差率临界转差率0n0nTmax将将Sm代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得精品资料maxmax,TUUT121 )120212 XUKTmax NTTmax 一般一般(ybn)三相异步电动机的过载系

17、数为三相异步电动机的过载系数为2 .28 .1 12 II2) Sm与与 R2 有关，有关， R2 Sm n 。绕线式电。绕线式电机改变转子附加电阻机改变转子附加电阻R2 可实现调速。可实现调速。 精品资料22022212)(sXRUsRKTT 22022212TstXRURKT 电动机起动电动机起动(q dn)时的转矩。时的转矩。起动时起动时n= 0 时时，s =1 st121st, )1TUUT2) Tst与与 R2 有关，有关， 适当使适当使 R2 Tst 。对绕线式。对绕线式 电机改变转子附加电阻电机改变转子附加电阻 R2 , 可使可使Tst =Tmax 。体现了电动机带载体现了电动机

18、带载起动的能力。起动的能力。 0n0nTNststTTK 起动能力起动能力精品资料机械特性机械特性(txng)(txng)曲线的四个特征点曲线的四个特征点 v1 1、理想空载工作点、理想空载工作点 A T=0A T=0、 n=n0 n=n0 、 S=0S=0v2 2、 额定额定( dng)( dng)工作点工作点 B T=TNB T=TN、 n=nN n=nN 、 S=SN S=SN v3 3、 启动工作点启动工作点 C T=TstC T=Tst、n=0 n=0 、 S=1 S=1 v 4 4、临界工作点、临界工作点 D T=TmaxD T=Tmax、n= nm n= nm 、S=Sm S=S

19、m NnmaxTstT0nTNT0nnMABCD精品资料T2 sT2 TT =T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T20n0nTn精品资料U Tm U UTst 22022212XRURKTTst 20212XUKTTm 202XRsm0n0nTNUT2精品资料2TstTT0n0nmaxTR2 Tst n 22022212XRURKTTst 20212XUKTTm 202XRsm 精品资料 不同场合应选用不不同场合应选用不同的电机。如金属切同的电机。如金属切削削(qixio)，选硬特，选硬特性电机；重载起动则性电机；重载起动则选软特性电机。选软特性电机。2TstTT0n0nmaxTR2 T

20、st n 精品资料问题：问题：。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍倍; 电动机的起动电动机的起动 精品资料星形星形-三角形三角形(Y ) 换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动3. 转子串电阻起动。转子串电阻起动。以下介绍降压起动和转子串电阻起动。以下介绍降压起动和转子串电阻起动。精品资料ZUIllY3: 星形联接时星形联接时ZUIll3 联联接接时时：31 llYII lIlUAZBYXC+ZABCXYZlYIZlU+31精品资料L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静

21、触点静触点(ch din)精品资料L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1UPU1+Ul+U2V1V2W1W2精品资料 工作工作(gngzu)L1L3L2FUU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2Ul+U1V1V2W1W2精品资料lPUU31 (a) 仅适用于正常仅适用于正常(zhngchng)运行为三角形接运行为三角形接法的电机。法的电机。 )(2UTST (b) Y 起动起动 ststTIY 换接起动适合换接起动适合(shh)于空载或轻载起动的场合于空载或轻载起动的场合UlAZBYXC+UPABCXYZ+Ul+ StstYTT3

22、1精品资料L1L3L2FUQQ2精品资料R 122202202)(IIRXREIstRR滑环滑环电刷电刷定子定子(dngz)转子转子(zhun z)起动电阻起动电阻 精品资料R2 Tst 22022212TstXRURKT 22RRstTT0n0nmaxT2R2R stT 精品资料M3M3精品资料A2849230880380310453. 1)NNN3N2N310 cosUPI 一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，动机，定子定子(dngz)绕组绕组型连接，其额定数据为：型连接，其额定数据为：P2N=45kWnN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN

23、=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2， 求：求： 1) 额定电流额定电流IN? 2) 额定转差率额定转差率SN? 3) 额定转矩额定转矩 TN 、最大转矩、最大转矩Tmax 、和起动转、和起动转矩矩TN 精品资料 2）由）由nN=1480r/min，可知，可知(k zh) p=2 （四（四极电动机）极电动机）minr 15000/n 013015001480150000.nnnSN 3）mN 429014804595509550NN2N .nPTmN 9638429022)(NNmaxmax .TTTTmN 8551429091)(NNstst .

24、TTTT精品资料 在上例中（在上例中（1）如果负载）如果负载(fzi)转矩转矩为为 510.2Nm，试问在，试问在U=UN和和U=0.9UN两种情况下两种情况下电动电动机能否起动？（机能否起动？（2）采用）采用Y- 换接起动时，换接起动时，求起求起动电流和起动转矩。动电流和起动转矩。 又当负载又当负载(fzi)转矩为转矩为起动转矩起动转矩的的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？ 1） Tst = 551.8Nm 510.2 N. m mN2510mN 4478551902st .T 2）Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.I

25、I 在在U= 0.9UN 时时精品资料mN918385513131ststY .TT132329183%8042909183%80NstY .TT121459183%5042909183%50NstY .TT3)精品资料 对例对例8.5.1中的电动机采用自耦变压器中的电动机采用自耦变压器降压起动，设起动时加到电动机上的电压为额降压起动，设起动时加到电动机上的电压为额定电压的定电压的64%，求这时的线路，求这时的线路(xinl)起动电流起动电流Ist“和电动机的起动转矩和电动机的起动转矩Tst。设电动机的起动电压设电动机的起动电压(diny)为为U，电动机的起动，电动机的起动电流为电流为Ists

26、tNst640640I.ZU.ZUI 依据变压器的原、副边电压电流关系，可依据变压器的原、副边电压电流关系，可求得求得线路起动电流线路起动电流Ist精品资料640Nsts.UUIIt A424145890.64 6406406406402st2ststst.I.I.I.I 22Nstst640 .UUTT mN 226 8551640640 2st2st .T.T精品资料st2stIxI st2stTxT 5.5.1 三相异步电动机在满载和空载下条件起动三相异步电动机在满载和空载下条件起动 时时, , 起动电流和起动转距是否一样？起动电流和起动转距是否一样？5.5.2 绕线式电动机采用转子串电

27、阻起动时，所绕线式电动机采用转子串电阻起动时，所 串电阻愈大，起动转距是否也愈大串电阻愈大，起动转距是否也愈大？精品资料 pfsnsn106011 f=50Hz逆变器M3 整流器+变频调速方法变频调速方法恒转距调速（恒转距调速（f1f1N）精品资料f 22022212XRURKTTst 20212XUKTTm 202XRsm0n0nTTstX20 Tst n1n2 f精品资料A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS精品资料A1X1A2X2iiP=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机，采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈

28、跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床(tngchung)、磨床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SN精品资料T0n0n0TS2R2R22RR2R2R( 变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法(fngf)。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。nnTLTLSS精品资料制动方法制动方法机械制动机械制动电气制动电气制动能耗制动能耗制动反接制动反接制动发电反馈制动发电反馈制动 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流

29、电流形成的固定磁场与绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。转距（制动转距），使转子迅速停止转动。精品资料nF转子转子T n0=0+-运转运转制动制动RP精品资料精品资料精品资料运转运转nFT n0 当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生(fshng)变化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制精品资料动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能电能(dinnng)回送给电网。回送给电网。nF转子转

30、子T n0n n0精品资料磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座长度代号机座中心高（机座中心高（mm）三相异步电动机三相异步电动机表表8.8.1中列出了各种电动机的系列代号。中列出了各种电动机的系列代号。精品资料2、定子绕组、定子绕组(roz)的端部连的端部连接接精品资料接线盒接线盒接接法法电电机机容容量量Y3KW 接接法法电电机机容容量量KW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V2精品资料精品资料精品资料三角形接三角形接法相电压法

31、相电压即线电压即线电压星形接法星形接法的线电压的线电压星形接法星形接法的相电压的相电压星形接法星形接法相电流相电流(dinli)即线电流即线电流(dinli)三角形接法的三角形接法的线电流线电流三角形接法三角形接法的相电流的相电流精品资料例如例如(lr)：380/220V、Y/ 是指线电压为是指线电压为 380V 时时 采用采用 Y 接法；线电压为接法；线电压为 220V 时采用时采用 接法。接法。精品资料12PP cos31NNIUP鼠笼电机鼠笼电机 =7293电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机额定功率是指电机在额定运行时轴上输出

32、的机械功率械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。精品资料PNP2cos 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。精品资料 0N0Nnnns 额额定定转转差差率率指电机绝缘材料能够承受的极限指电机绝缘材料能够承受的极限(jxin)温度等级，温度等级，分分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级

33、最低级最低(105C)，H级级最高最高(180C)。精品资料 有些三相异步电动机有有些三相异步电动机有380/220V380/220V两种额定电两种额定电 压，定子绕组可以联成星形，也可以联成三压，定子绕组可以联成星形，也可以联成三 角形。试问在什么情况下采用这种或那种连角形。试问在什么情况下采用这种或那种连 接方法？采用这种连接方法时，电动机的额接方法？采用这种连接方法时，电动机的额 定相电流、线电流、效率、功率因数、转速定相电流、线电流、效率、功率因数、转速 等有无变化等有无变化？精品资料5.8.3 在电源电压不变的情况在电源电压不变的情况(qngkung)下，如果电下，如果电动机的三动机

34、的三 角形联接误接成星形联接，或者星形联接误角形联接误接成星形联接，或者星形联接误 接成三角形联接，其后果如何？接成三角形联接，其后果如何？5.8.4 Y112-4型三相异步电动机的技术型三相异步电动机的技术(jsh)数据如下：数据如下： 4kW 380V 接法接法 1440r/min cos0.82 82.5 Tst/TN2.2 Ist/IN7.0 Tmax/TN2.2 试求试求: (1)额定转差率额定转差率SN；(2)额定电流额定电流IN； (3)起动电流起动电流Ist；(4)额定转距额定转距TN；(5)起动起动 转距转距Tst；(6)最大转距最大转距Tmax；(7)额定输入功额定输入功

35、率率P1。精品资料 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易易(rngy)因过载而损坏。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大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。于生产机械的功率。2. 对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过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功率。载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。精品资料 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场只有在需要调速、不能采

36、用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。合才选用绕线式电动机。 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定。源电压来决定。 Y系列鼠笼电动机的额定电压只有系列鼠笼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。精品资料v把异步电机的的把异步电机的的转子转子(zhun z)材料改为永磁体材料改为永磁体或改成励磁结构，或改成励磁结构，即成为永磁同步即成

37、为永磁同步电机或励磁同步电机或励磁同步电机。电机。精品资料精品资料v给电枢绕组（定子绕组）通进对称三相交流给电枢绕组（定子绕组）通进对称三相交流(jioli)(jioli)电流，使气隙中产生电枢旋转磁场，电流，使气隙中产生电枢旋转磁场，其旋转速度为同步转速。给转子励磁绕组中其旋转速度为同步转速。给转子励磁绕组中通入直流电流使转子形成一个极性固定、极通入直流电流使转子形成一个极性固定、极对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场。对数与电枢旋转磁场相同的直流励磁磁场。这两个磁场的相互吸引，使转子被电枢旋转这两个磁场的相互吸引，使转子被电枢旋转磁场拖着以同步转速磁场拖着以同步转速n0n0一起旋转。一起旋

38、转。精品资料v同步电机转速与异步电机的同步转速相同，同步电机转速与异步电机的同步转速相同，由于同步电机没有滑差，同步转速即为实际由于同步电机没有滑差，同步转速即为实际转速。转速。n=nN=n0=60f/p v同步电动机具有恒定转速的特性同步电动机具有恒定转速的特性(txng)，它，它的转速不随负载转矩而变化，其机械特性的转速不随负载转矩而变化，其机械特性(txng)是一条过是一条过n0与转矩与转矩T平行的直线。平行的直线。n0nT精品资料v由于励磁同步电机转子励磁电流可调，因此励磁同步电机由于励磁同步电机转子励磁电流可调，因此励磁同步电机的反电势可变。反电势的反电势可变。反电势E与端电压与端电

39、压U的关系的关系(gun x)会出现会出现下面三种情况：下面三种情况：v1、励磁电流较小，、励磁电流较小，EU （称为欠励（称为欠励 COSU (称为过励称为过励COS1) 正常励正常励EEE欠励欠励过励过励UUUUU精品资料 分析：若将静止不动的同步电动机转子先励磁，再给分析：若将静止不动的同步电动机转子先励磁，再给定子通入三相交流电，转子形成固定不变的磁极，电枢磁定子通入三相交流电，转子形成固定不变的磁极，电枢磁场按同步转速旋转，当电枢磁场比转子磁极超前时，将拖场按同步转速旋转，当电枢磁场比转子磁极超前时，将拖动转子转动，由于转子存在着惯性，而电枢磁场转速又很动转子转动，由于转子存在着惯性

40、，而电枢磁场转速又很快，快，在在180180电角度内，电枢磁场不能及时将转子拉入电角度内，电枢磁场不能及时将转子拉入同步，而同步，而超过超过180180电角度后，电枢磁场与转子磁极的电角度后，电枢磁场与转子磁极的相互作用由吸力相互作用由吸力(xl)(xl)变成斥力，于是在一个周期内，电变成斥力，于是在一个周期内，电磁转矩的平均值为零。因此，同步电动机不能直接起动。磁转矩的平均值为零。因此，同步电动机不能直接起动。精品资料 间接起动：通过其它机械（原动机）将同步电动机起动至额定转间接起动：通过其它机械（原动机）将同步电动机起动至额定转速，然后定子电枢绕组接三相交流电，转子励磁绕组通入励磁电流，速

41、，然后定子电枢绕组接三相交流电，转子励磁绕组通入励磁电流，通过机械离合器脱开原动机并带上机械负载，同步电动机进入正常的通过机械离合器脱开原动机并带上机械负载，同步电动机进入正常的电动运行状态工作。电动运行状态工作。 异步起动：依靠同步电动机磁极上的起动绕组（类似鼠笼绕组）异步起动：依靠同步电动机磁极上的起动绕组（类似鼠笼绕组）起动。起动时，将转子绕组串联一个起动。起动时，将转子绕组串联一个5 51010倍励磁绕组电阻值的电阻，倍励磁绕组电阻值的电阻，定子接入三相交流电，起动绕组以异步机的原理起动，当转子转速接定子接入三相交流电，起动绕组以异步机的原理起动，当转子转速接近同步转速时，励磁绕组通过

42、转换开关断开串联的电阻，接入正常励近同步转速时，励磁绕组通过转换开关断开串联的电阻，接入正常励磁电流，此时由于电枢磁场与励磁磁场的相对磁电流，此时由于电枢磁场与励磁磁场的相对(xingdu)(xingdu)转速很小，转速很小，转子在电枢磁场的作用下将被拉入同步。拉入同步后的电动机就可带转子在电枢磁场的作用下将被拉入同步。拉入同步后的电动机就可带动机械负载正常工作。动机械负载正常工作。 变频起动：依靠变频器逐步提高频率拖动同步电动机起动。变频起动：依靠变频器逐步提高频率拖动同步电动机起动。起动方法：主要起动方法：主要(zhyo)有间接起动、异步起动和变频起动有间接起动、异步起动和变频起动 。精品

43、资料v 精品资料 5.10.6 同步(tngb)电动机的功角变化与失步v同步电机负载变化虽然不会引起转速变化，但功角却同步电机负载变化虽然不会引起转速变化，但功角却发生变化，负载越大功角越大。发生变化，负载越大功角越大。v功角：转子磁场功角：转子磁场(cchng)与定子磁势的夹角。与定子磁势的夹角。v失步：当负载转矩大于电机的驱动转矩时，功角超过失步：当负载转矩大于电机的驱动转矩时，功角超过90o电角，转子转速跟不上定子旋转磁场电角，转子转速跟不上定子旋转磁场(cchng)的转速称为失步。的转速称为失步。v同步电机一旦失步，即使负载消失转速也不能恢复，同步电机一旦失步，即使负载消失转速也不能恢复，而且失步电流很大。而且失步电流很大。精品资料精品资料定子定子(dngz)定子定子绕组绕组转子转子AA NS精品资料 定子绕组产生的脉动磁场定子绕组产生的脉动磁场，可用正、反两个，可用正、反两个(lin )旋转磁场合成来等效。即旋转磁场合成来等效。即- + - mt = + -=m21 精品资料 + - + - 精品资料02 s121 ss合成合成(hchng)转矩转矩s01 s22 s21 s1T起动转矩起动转矩为零为零2T正正转转转转反反精品资料 .F鼠笼式转子鼠笼式转子(zhun z)导条及电流导条及电流AA精品资料精品资料iBiAiAABBA iB