第6章 交流电动机

第6章交流电动机6.1

三相异步电动机的结构和工作原理6.2

三相异步电动机的转矩和机械特性6.3

三相异步电动机的启动调速与制动6.4

三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护6.5

6.5单相电机简介本章要求:1.了解交流电动机的分类结构和工作原理；2.了解电动机电路分析和机械特性；3.掌握电动机的起动、调速和制动方法4.熟悉电动机名牌数据及电动机选择使用与维护5.简单了解单相交流电动机重点:1.电动机起动、调速、制动方法2.电动机名牌数据及电动机选择使用与维护难点:电动机第电路与机械特性

第6章交流电动机电机（Electricmachinery，俗称“马达”）实现电能转换或传递的一种电磁装置。用字母M（旧标准用D）表示。分类按工作电源分：直流电机交流电机。按结构和原理分：直流电机、异步电机、同步电机。按转子的结构分：鼠笼电机、绕线电机按用途分：驱动用电动机、控制用电动机。按运转速度分：高速、低速、恒速、调速电动机。

第6章交流电动机三相异步电机(Triple-phaseasynchronousmotor)：以三相交流电源供电，由于其转子与定子旋转磁场的转速不一致因此称三相异步电动机。

第6章交流电动机

图6－1三相异步电动机按转子结构分类：鼠笼型（a）和绕线型（b）两种

6.1三相异步电动机的结构和工作原理1三相异步电动机结构：定子和转子，端盖、风扇等。图6－3主要部件拆解图2.三相异步电动机旋转原理1）演示实验：

6.1三相异步电动机的结构和工作原理2.三相异步电动机旋转原理

2)旋转磁场产生

6.1三相异步电动机的结构和工作原理2.三相异步电动机旋转原理

2)旋转磁场产生

6.1三相异步电动机的结构和工作原理2.三相异步电动机旋转原理

2)旋转磁场产生

6.1三相异步电动机的结构和工作原理2.三相异步电动机旋转原理

2)旋转磁场产生

6.1三相异步电动机的结构和工作原理2.三相异步电动机旋转原理

2)旋转磁场产生

6.1三相异步电动机的结构和工作原理2.三相异步电动机旋转原理

2)旋转磁场产生

6.1三相异步电动机的结构和工作原理3.电动机旋转原理(1)三相异步电动机的三相定子绕组中通入三相交流电，产生旋转磁场；(2)当旋转磁场旋转时，其磁通切割转子导条，导条中就感应出电动势,在电动势的作用下，闭合的导条中就有电流；(3)电流与旋转磁场相互作用使转子导条受到电磁力F的作用；(4)由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。

6.1三相异步电动机的结构和工作原理4.旋转磁场的转速

磁场的旋转速度又称同步转速，用n0表示，它与三相电流的频率和磁极对数p有关。它们的关系是：5.转差率s:转差率s是用来表示转子转速n与磁场转速n0相差的程度的物理量。即：

6.1三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机级数与转数对应表极对数数（p）123456极数24681012同步转数（n0）3000150010007506005001.电动机电路分析——仿照分析变压器的方式分析定子电路

6.2三相异步电动机的转矩和机械特性f1=电源频率f旋转磁场的磁通

异步电动机：旋转磁场切割导体e，旋转磁场与定子导体间的相对速度为n0，所以定子感应电势的频率f1感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关U1

E1=4.44

f1N1

转子电路：

6.2三相异步电动机的启动调速与制动转子电压方程：转子电动势：

转子电路功率因数转子频率：在时，转子电动势为所以在时，转子感抗为所以转子电流：因为所以

6.2三相异步电动机的转矩和机械特性f1=电源频率f它是指电动机的转速n与电磁转矩T之间的关系，即n=f(T)。曲线被T分成两个性质不同的区域，即AB段和BC段1.额定转矩TN电动机在额定负载下稳定运行时的输出转矩2.最大转矩Tm3．起动转矩Tst1.三相异步电动机的启动启动瞬间，n=0，s=1，因此E最大，所以启动电流Ist最大。

电机启动的特点：启动转矩较大，能够带负载甚至重载启动启动电流较大引起电动机本身发热使得母线电压降低，会影响到其他设备的正常运行

三相异步电动机的起动要求有足够大的起动转矩Tst，使电动机起动时间短。起动电流Ist尽尽可能的小，所需的控制设备尽量简单，低廉，易于操作维护。起动过程中的能量损耗应尽量小。

6.3三相异步电动机的启动调速与制动1.三相异步电动机的启动三相异步电动机的起动方法和特点：直接起动：将定子三相绕组直接接在三相电源上。直接启动功率满足条件：降压起动：容量较大的笼型电动机应该采用降压启动方式，降压启动分为定子串接电阻或电抗降压启动（一般适用于轻型负载）、星角降压启动（适用于正常三角形连接电机）和自耦变压器降压启动（适用于较大负载电机）

6.3三相异步电动机的启动调速与制动2.三相异步电动机的调速

三相异步电动机的转速：

而所以：因此异步电动机调速的方法有三种：1.改变极对数p——变极调速2.改变电源频率f——变频调速3.改变转差率s

——变转差率调速3.三相异步电动机的制动

三相异步电动机也有三种制动方法：能耗制动、反接制动（电源两相反接和倒拉反转）和回馈制动。

6.3三相异步电动机的启动调速与制动1.三相异步电动机分类按转子结构不同可分为鼠笼式和绕线式；按防护的形式不同可分为开启式、防护式和封闭式；按电压高低可分为高压电动机和低压电动机；按冷却方式可分为自然冷却式、自扇冷却式和它扇冷却式；

按尺寸大小不同可分为大型、中型、小型按安装方式不同可分为立式和卧式；按使用环境可分普通式、船用式、化工用户式、湿热式等。2.铭牌数据及主要技术参数型号：型号表征的是电动机的类型、性能、用途、结构等特征。它常标注在电动机铭牌上第一行，主要由产品代号、规格代号、技术参数代号三部分组成。

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护2.铭牌数据及主要技术参数型号：表征的是电动机的类型、性能、用途、结构等特征。主要由产品代号、规格代号、技术参数代号三部分组成。功率：指额定功率----额定电压下的转轴输出功率。电压：电机正常工作时的

额定电压。额定电压等级有220V、380V、3000V、6000V、10000V等。

电流：指额定电流，表示电动机在额定工作状态下运行时，流过定子绕组的线电流，通常情况下，电动机额定电流约为功率的2倍。

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护2.铭牌数据及主要技术参数接法：指电动机定子绕组的连接方式，小型电机通常采用“Y”型接法，而大型电机一般采用“△”型接法。工作方式：表示电动机工作特征，可分为连续、短时、断续三种。功率因数：指电动机在额定工作状态下运行时输出的有功功率与输入视在功率的百分比。绝缘等级：指电动机绕组在正常状态下工作时，绕组允许超出环境温度值。通常分七个等级。额定转速：指电动机在额定工作条件下，转子每分钟转数。单位r/min。

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护3.三相异步电动机的选择原则和步骤选择原则：1.根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标。2.根据机械负载所要求的过载能力、启动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，使功率匹配合理，并具有适当的备用功率，力求运行安全、可靠而经济。3.根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构形式。4.根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求选择转速。5.根据使用的环境温度，维护检查方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式。6.根据电网电压、频率、选择电动机的额定电压以及额定频率。选用步骤：选电动机类型→选电动机容量→校核启动转矩最大转矩→等效发热校核→经济性综合指标校核→电动机机械特性与负载特性对比→电动机电压等级与频率→最终确定

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护4.三相异步电动机的维护保养启动前的准备和检查1.检查接地是否可靠和完整，接线是否正确与良好2.检查额定电压，额定频率是否与电源电压、频率相符合3.新安装或者长期停用的电动机（停用三个月以上），启动前应检查绕组相对相、相对地的绝缘电阻值。4.对绕线型转子应该检查其集电环上的电刷以及提刷装置是否能正常工作，电刷的压力是否能符合要求5.检查转子转动时候灵活可靠，滑动轴承内的油量达到规定的油位。6.检查电动机所用的熔断器的额定电流是否符合要求。7.检查电动机的各个紧固螺栓以及安装螺栓是否牢固并符合要求。

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护4.三相异步电动机的维护保养运行中的维护检测电流，声音，润滑情况：运行声音应、震动、

电缆头是否漏油情况以及外壳接地是否牢固；

饶线式电动机电刷与滑环应重点检查。例6-1某三相异步电动机铭牌如下：额定数据为cos

=0.88，试问：该电机为几极电机，同步转速是多少？并求：1）额定电流；2）额定转差率；3）额定转矩

；4）起动转矩

。

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护

6.4三相异步电动机的铭牌数据和电动机选择与维护

6.5单相电机简介单相电机由于只需要单相交流电，故使用方便、应用广泛如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调、抽油烟机、电钻、医疗器械、小型风机及家用水泵等。

6.5单相电机简介家用洗衣机的电机是电容起动和运转式异步电动机，含有工作绕组A（又叫主绕组）和启动