三相异步电动机讲义

三相异步电动机讲义CATALOGUE目录三相异步电动机基本概念与原理三相异步电动机结构特点与性能参数三相异步电动机运行特性分析三相异步电动机控制技术应用举例三相异步电动机维护保养与故障排除技巧三相异步电动机应用领域及发展趋势01三相异步电动机基本概念与原理将电能转换为机械能的旋转式电动机械。电动机定义直流电动机、交流电动机（单相异步电动机、三相异步电动机、同步电动机）。电动机分类电动机定义及分类基于电磁感应原理，通过三相交流电源在定子绕组中产生旋转磁场，进而与转子绕组中的感应电流相互作用，产生转矩驱动电动机旋转。工作原理三相交流电源在定子绕组中产生三个大小相等、相位互差120°的脉振磁场，合成后形成一个旋转磁场。旋转磁场的产生当旋转磁场切割转子绕组时，会在转子绕组中产生感应电流，该感应电流与旋转磁场相互作用产生转矩。转子绕组中的感应电流三相异步电动机工作原理旋转磁场的特性01旋转磁场的转速称为同步转速，与电源频率和电动机极数有关。转矩的产生02转子绕组中的感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动电动机旋转。电磁转矩的大小与电源电压、频率、电动机极数、转子电阻等因素有关。转矩与转速的关系03在电动机稳定运行时，电磁转矩与负载转矩平衡，转速保持恒定。当负载变化时，电磁转矩随之变化以保持转速稳定。旋转磁场与转矩产生02三相异步电动机结构特点与性能参数定子轴承风扇风罩端盖转子电动机的静止部分，由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子铁芯作为电动机磁路的一部分，并由硅钢片叠压而成，以减小涡流。定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电产生旋转磁场。电动机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成，固定在转轴上。转子绕组的作用是切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。支撑电机转子的部分，通过止口与机座配合，并通过端盖轴承支撑转子旋转。连接电机转子和定子的部分，使电机能够顺畅地旋转。冷却电机并降低电机运行时的温度。保护风扇并引导冷却风流经电机表面。主要结构部件及功能额定功率电动机在额定工作状态下运行时，轴上输出的机械功率。额定电压电动机在额定工作状态下运行时，定子绕组所加的线电压。额定电流电动机在额定电压和额定功率下运行时，定子绕组的线电流。性能参数指标解析额定转速电动机在额定电压、额定频率和额定功率下运行时，转子的转速。额定频率我国规定为50Hz。功率因数电动机输入有功功率与视在功率的比值。效率电动机输出有功功率与输入有功功率的比值。性能参数指标解析选型依据与建议根据负载性质选择电动机类型：如连续运行、短时运行或断续运行等。根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求选择电动机的功率、极数及启动方式。根据使用场所的环境条件选择电动机的防护形式、冷却方式及结构类型等。根据电源电压、频率及容量等条件选择电动机的额定电压、额定频率及额定功率等参数。考虑电动机的可靠性、维修便利性及价格等因素。03三相异步电动机运行特性分析

空载运行特性空载转速三相异步电动机在空载状态下，转速接近同步转速，略低于同步转速，空载转速的高低取决于电动机的设计和制造工艺。空载电流空载运行时，电动机的定子电流很小，主要用来建立旋转磁场和克服机械损耗，空载电流的大小与电动机的功率、电压和频率有关。空载损耗空载损耗主要包括铁损耗和机械损耗，其中铁损耗与电压的平方成正比，机械损耗与转速的平方成正比。负载转速随着负载的增加，三相异步电动机的转速逐渐下降，负载越大，转速下降越多。负载电流负载运行时，电动机的定子电流增大，以提供足够的电磁转矩来克服负载转矩，负载电流的大小与负载的大小和性质有关。负载损耗负载损耗主要包括铜损耗和附加损耗，其中铜损耗与负载电流的平方成正比，附加损耗与转速和负载的性质有关。负载运行特性电磁调速通过改变电动机定子或转子磁场的强度来实现调速。电磁调速方法可以实现平滑的调速，但需要配备专门的电磁调速装置。变极调速通过改变电动机定子绕组的接线方式来改变电动机的极数，从而实现调速。变极调速方法简单、经济，但调速范围有限。变频调速通过改变电动机供电电源的频率来实现调速。变频调速方法可以实现宽范围、平滑的调速，但需要配备变频器等专用设备。转子串电阻调速通过在电动机转子回路中串入电阻来改变转子的电阻值，从而实现调速。转子串电阻调速方法简单、经济，但调速范围有限且效率较低。调速方法及实现途径04三相异步电动机控制技术应用举例全压直接启动将电动机定子绕组直接接入额定电压，通过控制开关实现电动机的启动和停止。此方法简单、经济，但启动电流较大，对电网有一定冲击。自耦变压器降压启动通过自耦变压器降低加在电动机定子绕组上的电压，以减小启动电流。随着电动机转速的上升，自耦变压器逐渐退出，直到电动机在额定电压下运行。此方法适用于启动转矩要求不高、启动电流限制较严格的场合。星-三角降压启动启动时，将电动机定子绕组接成星形，降低启动电压和电流；待电动机转速接近稳定时，再切换成三角形接法，使电动机在额定电压下运行。此方法适用于正常运行时定子绕组接成三角形的电动机。直接启动控制方法在电动机定子回路中串入电阻，降低启动电压和电流。随着电动机转速的上升，逐渐减小电阻值，直到将电阻短接，使电动机在额定电压下运行。此方法设备简单、经济，但启动转矩较小，且启动过程中能量损耗较大。定子串电阻降压启动采用电力电子技术，通过控制晶闸管的导通角来调节电动机的输入电压，实现平滑的降压启动。此方法无冲击电流，可实现软停车和软启动，适用于对启动性能要求较高的场合。软启动器降压启动降压启动控制方法变频调速技术应用在工业生产中，变频器广泛应用于风机、水泵、压缩机等负载的调速控制，可实现节能、提高生产效率等目的。此外，变频器还可应用于电动汽车、电梯等领域。变频器的应用通过改变电源频率来改变电动机的转速。变频器将固定频率的交流电转换为可变频率的交流电，供给电动机使用。变频器的基本原理根据变换方式可分为交-直-交型和交-交型两大类。前者先将交流电转换为直流电，再将直流电转换为频率可调的交流电；后者则直接将交流电转换为频率可调的交流电。变频器的类型05三相异步电动机维护保养与故障排除技巧保持电动机清洁检查电动机紧固情况润滑轴承监视电动机运行状况日常维护保养注意事项定期清除电动机表面的灰尘、油污和其他杂物，防止散热不良。根据电动机使用情况，定期对轴承进行润滑，保证轴承运转灵活。定期检查电动机各部件的紧固情况，包括地脚螺丝、端盖、轴承盖等，确保其紧固无松动。注意观察电动机运行时的声音、振动和温度等状况，发现异常及时处理。如缺相、电压不正常等，可能导致电动机无法启动或运行不正常。电源故障如过载、堵转等，可能使电动机电流增大、温度升高，甚至烧毁电动机。负载故障如轴承损坏、绕组短路或断路等，会影响电动机的正常运行。电动机本身故障如接触器、热继电器等发生故障，可能导致电动机无法按要求运行或保护失效。控制和保护装置故障常见故障类型及原因分析故障排除方法和步骤观察法通过观察故障现象，如火花、异响、冒烟等，初步判断故障类型和部位。测量法使用万用表、兆欧表等测量工具，对电动机的电压、电流、电阻等进行测量，进一步确定故障原因。替换法对于怀疑有问题的部件，可以采用替换法进行验证，以便快速找到故障点。分析法根据测量结果和故障现象，结合电动机的工作原理和结构特点，对故障原因进行深入分析，最终确定维修方案。06三相异步电动机应用领域及发展趋势三相异步电动机在制造业中广泛应用，如机床、风机、泵、压缩机、运输机械等设备。制造业冶金工业石油化工电力工业在冶金工业中，三相异步电动机用于驱动各种冶炼设备，如高炉鼓风机、炼钢电弧炉等。在石油化工领域，三相异步电动机用于驱动油泵、气泵、压缩机等设备。在电力工业中，三相异步电动机用于驱动发电机、水轮机、汽轮机等的辅助设备。工业领域应用现状概述三相异步电动机在电动汽车领域具有广阔的应用前景，可用于驱动电动汽车的行驶。电动汽车风力发电太阳能发电在风力发电领域，三相异步电动机可用于驱动风力发电机组的偏航系统、变桨系统等。在太阳能发电领域，三相异步电动机可用于驱动太阳能跟踪系统，提高太阳能利用率。030201新能