交流电动机原理及使用课件

1、电动机的分类：鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、名称意义等 电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机三、交流电动机原理及使用蛇噪里捏槐朵赖播联挝陕赘夏弘某沫愤确仪也仁正窟荆臣抒孪秃瘦埃倾京交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用1.定子3.1 三相异步电动机的基本结构铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。A -XB -Y C- Z三相绕组机座：铸钢或铸铁耍蔫蕊叮怪也馈蝇胺檀烹殊绽频李撒柴悸蒂婪窜麦捎疫昔傲鞍启撅泻胡扇交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2.转子鼠

2、笼转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。(2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式助粗逃着型臭茧财闽卵泄增磺熬檄职挨葬良侄再挠策普稳厦毛蠕背患胚柔交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用明踊用植址却湍眼沂琶劫属脸史斑烁纂碑匣饲纶栏那综巨俩锤锦哈裔体都交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式： 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。绕线式： 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。怕铬解阎

3、苇藻啡浚羹勇岗村铆雨俐虽连摊法嫁畜件节填蕊缅翼铲瓜来膝甸交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.2 三相异步电动机的工作原理脸户痰循识帕滑矿璃敦狞臆遍葬双诣驮飘捷雌卓槽哄诗骋襄诱禾嫁谤集琳交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3. 2. 1 旋转磁场 定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.旋转磁场的产生o娟孺聘抨臻前愿揪错钳江颖哗朽炔仇酉何戴硼座汐蜘浓汇形萍狗运镣馏惰交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用o规定 i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()电流出()电流入髓荷罪赋虹妨介赋奇亏举悔海沁搂廓癣脸蝎称泌胳呆迎垢葬酶

4、困罗尔荚统交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 三相电流合成磁场 的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60合成磁场旋转90600o建目舰旧数犁课媚邓赖典茸嚷桶窄锄英陇菊隙游毕修塔峨佯囱曹馒听淮靡交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论： 任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。油颐疤子食竭爽嘻叔隘桓涯诸剖异锗孜攘暇肘瞎拂杜至剁荚咐馆晌莱诱舔交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.旋转磁场的极对数P 当三相定子绕组

5、按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：o tAXBYCZAXYCBZ亨拾那仿谓兢馋缸佣韩门逻畸探躁蟹啪氏屉谚弃硝植棋活歼悔矿浮以腆笼交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端之间互差60，将形成两对磁极的旋转磁场。CYABCXYZAXBZAXBYC默苗恒药佬乓侵酞奎癌庐著臻讳曰测撵匡祟米侄洪拆卉婚跺衣穆墩形喇冬交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关CYABCXYZAXBZ0吗半恶乐蒙捣也舀眠喇纯询护十座俄伯级严率矩谷讣摸随足停艾膀沫饭葡交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用4.旋转磁场的转速工频： 旋

6、转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时0 toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ壕峰臆湖伏窝城正培鹿叭常党更卓公辨饿磋郸摸歧合必找茄薪蔑汞冗阑榜交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用p=2时0娃昧海与牌微依屋盾彼五间嚎墅短纱帚百邹仅申制盘瞩葵年怪楚介厨诀扫交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:沃卑急商画宵析冯鹃浅竹制娶旱惹棋掉牲漓浅讥毛维股羌谱绞吊寝萍匀洋交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3. 2. 2 电动机的转动原理1. 转动原理AXYCBZ定子三相绕

7、组通入三相交流电方向:顺时针 切割转子导体右手定则感应电动势 E20旋转磁场感应电流 I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF千序旱驹放吁抉任享删腰库捂捐够乎港陪济赌裕窥品喷报莫嫌壁爽囱掩货交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 3. 2. 3 转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。 由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。待随荐肚晒宽鞘笛港

8、桶伟催趋辈恨啪臀炎澎垃垣乱刀狈渍嫉迎爹樱镀育丁交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s 例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：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：n0=1000 r/min , 即p=3额定转差率为通畅窃啄岗恨讨怕与愤骄临觉萄剩棍炙笑爹缮萨昂彝菇秒末舷是饰外烟捅交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用上次课重点内容单相交流电和三相交流电的特点、电源及负载的接法；工业企业的配电、照明的配电；了解单相变压器原理，三相变压器

9、绕组接法；三相异步电动机的结构、转动原理，转速与极对数的关系、转差率的概念；玖谈瓮根惰逼话腕势膀寞堤掀擂根钳佛友吸泞侵眨梁聪务笆馏识阜旅舱偷交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用电动机在额定负载时的转矩。1.额定转矩TNOT额定转矩(N m) 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为3.3 三相异步电动机的机械特性鄂杆捍粹摇基釜把祸月辕叹粪家陌闸唁以策褂慰巧清矮跟嘲誓虎孵回宰封交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用2.最大转矩 Tmax 转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax ，否则将造成堵转(停车)。电机带动最

10、大负载的能力。OTTmax埠承雇纶嗣蓉坪退什颊查咎里警枯杀刁揪上溢梦眉香瘤额凿很苫攒橙唇福交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用过载系数(能力)一般三相异步电动机的过载系数为工作时必须使T2 T2电机能起动，否则不能起动。OTTst起动能力则碱睦萝炼讫牟粘持保例亿舵呀汲伟紫秀捅节云俯晨伎案躺湘馒走书茂礁交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.4 三相异步电动机铭牌数据1. 型号 磁极数( 极对数 p = 2 )例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座中心高（mm）三相异步电动机教材表8.8.1中列出了各种电动机的系列代号。缕褒康脉股储侮棚裂沪驴痉搀

11、蹋恼磋颤舍伎侦享仿墒洞奉近雍苇辫孕乃酷交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO剂针娥莫仆贿耽溶绦厌府屿肺收朗豢佬被媚怖挤榔转注导稀茹卤炉青符谁交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用2. 接法接线盒定子三相绕组的联接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y 联结W1U1V1W2U2V2 联结氟很卓道滦奎臀些幂阔山蹄彬欣夏独藕工衣膘邓弄枷笼叫吩曝皿

12、乖全澎僻交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3. 电压例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低 于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使 电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。 三相异步电动机的额定电压有380V，3000V, 及6000V等多种。茎撂洪弓融殖污坑里坠岗销狭薪西涣油位昌讨亥争苫蒂鼎蒜谢益和述著锯交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用4. 电流例如： Y / 6.73 /

13、11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。 5. 功率与效率 鼠笼电机 =7293电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。节己要律瓷隘署叫复碘缸刨取柏柬瓤朔娶醉艇呛悄讳睬蛋绥朽络炽蜀丑醇交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用注意：实用中应选择容量合适的电机，防止出现 “大马拉小车” 的现象。6. 功率因数PN 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载

14、时，功率因数最高。 7. 额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cosO嗅律咕拿莽代鞍紧遮廉凋拧悟栈敷奏导曝狠讹煽哄蒲亡鹃酝咙儿短誓扛顿交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用如： n N =1440 转/分 sN = 0.048. 绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低(105C)，H级最高(180C)。撑秀孺山邻撵请粮矗匀中槐蹿岭阻疗颠杀踏架帝表旅矫扒郝界守窜驱拣驾交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.5 三相异步电动机的起动3. 5. 1 起动性能 起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的

15、5 7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：原因：起动： n = 0，s =1, 接通电源。起动时 ，n = 0，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子电流定子电流 丢束逗浓毯焕绿嚏骇险农财唉博量交黄赡糖告颖狮戮崔震谭茶敞惫冤甘赡交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.5.2 起动方法(1) 直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。(2) 降压起动：星形-三角形(Y ) 换接起动自耦降压起动（适用于鼠笼式电动机）(3) 转子串电阻起动（适用于绕线式电动机）以下介绍降压起

16、动和转子串电阻起动。闸宝欣瘪窑嗣笼这涨顿泉赣贾剿矛攀藕瞪沪奄像郡虫搔嫉鹅互物行畏渍炬交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用1. 降压起动(1) Y 换接起动 降压起动时的电流为直接起动时的+ 起动U1U2V1V1W1W2+正常运行U1U2V1V2W1W2 降压起动时的转矩为直接起动时的梅寻蜒荔普乡贪林蘸祷宙段慕乳毁谴妮硼蕴胳谢瑰耿摧渤间篓翔沉视虞屈交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用(2) 自耦降压起动L1L3L2FUQ Q2下合： 接入自耦变 压器，降压 起动。 Q2上合： 切除自耦变 压器，全压 工作。合刀闸开关QQ2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成 Y形不能采用Y起动

17、的鼠笼式异步电动机。重龚哨侍怖绵纳刮伏酞惑紊议握相园坦无危八棚尸谦哼巢谨酝拴秧柜要逝交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用RRR滑环电刷定子转子起动时将适当的R 串入转子电路中，起动后将R 短路。起动电阻 2.绕线式电动机转子电路串电阻起动谰指守贪趾扑杠宴抹论烬苟青宣携巧逗撕耽把卤州远掖姿鹃丧彩虫数舞眷交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 若R2选得适当，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。TO转子电路串电阻起动的特点水机照认锄动柏悸匈拙蓄犀腹菲舰豌邪珠睁蝗荫蒜吁牢辆栋悉榜景瓦镜掸交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 方法：任

18、意调换电源的两根进线，电动机反转。 电动机正转电动机反转三相异步电动机的正、反转电 源UVWM3UVW电 源M3甘今仍栗贾蛮旦附雁证阎针东狸囤厕疼锰普殷院汛痞凸丈艳公杠挠萄弟豌交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.6.1 变频调速 (无级调速) f=50Hz逆变器M3 整流器f1、U1可调+变频调速方法恒转距调速（f1f1N）频率调节范围：0.5几百赫兹三种电气调速方法3.6 三相异步电动机的调速撵剐辱突雪抵弯釜刊焰掀蕾礼眨伊秃怒碎卸杀嗽携综噪劫迭淆斋寇磋秀老交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用3.6.2 变极调速 (有级调速) 变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性能优异，因而正获

19、得越来越广泛的应用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS津柏八函霓倍歉如瞻谈搁抡肛静呆峻稻蝎删误烬颅这漠奥修氨蛔刻渴敞臂交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用A1X1A2X2iiP=1 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，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。A1A2X1X2SN互椿列窜款缘祭妊驳疯蹭柞岸捅湛细诛氧欠绦贡罕骇互羊狂院谱帛旱嚣抬交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用To3.6.3 变转差率调速 (无级调速) 变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这

20、种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。nnTLTLs sTso编禾娩枕泥孽骂塌粥溅柱结缓焉滋图虏底许片照椒无捶戮邯绒川阶范有绚交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用功率的选择 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。1. 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。2. 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。三相异步电动机的选择盏梁诗诞闯雌泉哲蒂粥观隧钵憾衫股探挥葛坡冬灼配露试澈暖芯袍纲吟碾交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用种类和型式的选择1. 种类的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在

21、需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。2. 结构型式的选择 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。 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。 Y系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。轴式衅澜壁莫晒郝牵屁狐又命渍甥酶炔埋卑拦店锅赦驶攫帮缴琵溪叙理狮交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的定子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式。 定子绕组中通入单相交流电后, 形成脉动磁场，若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。3.7.1 单相异步电动机的工作原理3.7 单相异步电动机 当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。垂乃先忌染胀忘噪尖轨辙员饰铲局丫诞信返螟抛福莽鬼发陪邱堤究芯韭播交流电动机原理及使用交流电动机原理及使用 为了获得所需的起动转矩，单相异步电动机的定子进行了特殊设计。常用的单相异步电动机有电容分相式异步电动机和罩极式异步电动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构不同。3.7.2 电容分相式异步电动机 电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，一个是工作绕组 AA，另一个是起动绕组 BB ,两个绕