电气及其控制 12

项目二三相交流异步电动机性能检测项目导入01学习任务重新装配或长时间未用过的电动机定子绕组同铭端电动机绝缘性能电动机装配质量电动机外观质量安全需要进行检测02学习流程与目标04熟悉绝缘电阻表、钳形电流表的使用方法理解三相异步电动机的工作原理、工作状态及特性知识目标熟悉三相异步电动机同铭端和绝缘性能的判别方法05熟悉三相异步电动机空载试验和堵转试验的方法了解定子绕组同铭端、电动机的转差率的概念01020302学习流程与目标能够正确阐述三相交流异步电动机的工作原理及特点0102学会正确判定电动机定子绕组的同铭端并能够按照要求进行连接技能目标03学会正确检测电动机的绝缘性能并判断相关性能好坏04学会正确进行电动机的空载和堵转试验并初步进行相关性能判断02学习流程与目标素质目标03通过对中国电动机之父的了解，培养爱国情怀和自豪感通过三相异步电动机性能的检测，加强安全意识、规范意识0102通过三相异步电动机工作原理的认识，加强团队合作意识02学习流程与目标

三相异步电动机

工作原理分析

三相异步电动机是如何为设备提供动力的呢？01三相异步电动机的旋转磁场对称包含两层含义对称的三相电源电压对称的三相定子绕组会发生什么现象？前提旋转磁场-产生01三相异步电动机的旋转磁场U←V←W←iA=Imsin

tiB=Imsin(

t－120O)iC=Imsin(

t＋120O)iA

iB

iC三相对称电流波形三相电流互成120°，相序A-B-C

tOi1

t=0O

t=120O

t=240O

t=360O

电源旋转磁场-产生01三相异步电动机的旋转磁场U1V1

W1U2V2

W2横截面U1U2W2W1V1V2

流出

流入大于零，首入尾出小于零，首出尾入假设方向旋转磁场-产生01三相异步电动机的旋转磁场

t=0O

时iA=0，iB＜0，iC＞0U1U2V1V2W2W1NS

t=120O

时iA＞0，iB=

0，iC＜0U1U2V1V2W2W1NSU1U2V1V2W2W1NS

t=240O

时iA＜

0，iB＞0，iC=0U1U2V1V2W2W1

t=360O

时iA=0，iB＜0，iC＞0NS产生了一个顺时针转动的旋转磁场旋转磁场-产生01三相异步电动机的旋转磁场

如何改变旋转磁场的方向呢？旋转磁场-方向改变01三相异步电动机的旋转磁场对调三根电源线中的任意两根U(iA)→V(iC)→W(iB)U←V←W←iA=Imsin

tiB=Imsin(

t－120O)iC=Imsin(

t＋120O)U←VWiA=Imsin

tiB=Imsin(

t－120O)iC=Imsin(

t＋120O)

tOi1

t=0O

t=120O

t=240O

t=360O

iA

iB

iC旋转磁场-方向改变01三相异步电动机的旋转磁场

t=0O

时iA=0，iB＜0，iC＞0U1U2V1V2W2W1NS

t=120O

时iA＞0，iB=

0，iC＜0U1U2V1V2W2W1SNU1U2V1V2W2W1NS

t=240O

时iA＜

0，iB＞0，iC=0产生了一个逆时针转动的旋转磁场U1U2V1V2W2W1NS

t=360O

时iA=

0，iB＜

0，iC＞0旋转磁场-方向改变01三相异步电动机的旋转磁场任意对调三根电动机定子绕组外加电源线中的两根，就可以改变旋转磁场的方向呢!旋转磁场-方向改变01三相异步电动机的旋转磁场

知道了旋转磁场的转向的控制方法，又如何改变转速呢？旋转磁场-转速改变01三相异步电动机的旋转磁场i

变化一周i每秒钟变化50周i每分钟变化(50×60)周→旋转磁场转一圈→旋转磁场转50圈→旋转磁场转3000圈

旋转磁场的转速----同步转速n0/n1（1）同步转速n1的大小---单位：r/minn1

=3000=60f1(r/min)U1U2V1V2W2W1每相绕组由一个线圈组成U1V1

W1U2V2

W2磁极对数P=1旋转磁场-转速改变01三相异步电动机的旋转磁场U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××NSNS

磁极对数p

p=2电流变化一周→旋转磁场转半圈

60f12n1=60f13==1500

(r/min)U1V1W1U2V2

W2U3V3

W3U4V4

W4每相绕组由两个线圈串联组成磁极对数P=2

当磁极对数p=3时

n1=1000

(r/min)旋转磁场-转速改变01三相异步电动机的旋转磁场60f1pn1=

f=50Hz时：

123456300015001000750600500pn1/(r/min)旋转磁场-转速改变01三相异步电动机的旋转磁场

知道了旋转磁场的转向和转速，转子的转速的大小和方又如何呢？02三相异步电动机的工作原理02三相异步电动机的工作原理02三相异步电动机的工作原理转子是在电磁转矩作用下转动起来的!02三相异步电动机的工作原理转子所受到的转矩是因为感应作用而产生的。电磁转矩的大小

T=CTΦ

I2cos

2T（N·m）——电动机的电磁转矩；Φ（Wb）——旋转磁场每极的磁通量；

I2（A）——转子电流的有效值；

kT

——与电动机结构相关的常数；cos

2——转子电路的功率因数。

假设n=n1，则转子与旋转磁场间无相对运动——转子导体不再切割磁力线——感应电动势、感应电流和电磁转矩均为零，转子也不能继续以n1的转速转动。电动运行时n恒不等于n1

（异步）—必要条件n<n1

；02三相异步电动机的工作原理

电磁转矩的方向与旋转磁场的转向相同。顺时针方向旋转3~M3~UVW3~M3~UVW逆时针方向旋转对调电动外加电源相序，就可以改变电动机转子的转动方向02三相异步电动机的工作原理s=×100%n1－nn1

起动时n=0，s=1

理想空载时n=n1，s=0

正常运行时0＜n＜n1，1＞s＞0

额定运行时sN=0.01~0.09

异步电动机转子转速n不可能达到同步转速n1，额定运行时，n略小于n1，用转差率s来表示n和n1的差异。三相交流异步电动机的转差率03三相异步电动机的工作状态异步电机的各种运行状态

状态制动状态堵转状态电动机状态理想空载状态发电机状态转子转速转差率n＜0s＞1n=0s=10＜n＜n0

1＞s＞0n=n0s=0n＞n0s＜003三相异步电动机的工作状态1

0<n<n1；0<s<1转子：i2、e2同方向；Tem与转向n相同，为驱动转矩；转子上：输出的机械转矩定子上：从电网吸收电功率。Tem顺着转子转向，“拉”着转子“跑”03三相异步电动机的工作状态电动机状态

>n>n1；-

<s<0转子：i2、e2与电动机状态相反；Tem与转子转向相反，为制动转矩；转子上：吸收机械转矩定子上：输出电功率。Tem逆着转子转向，“拽”着转子03三相异步电动机的工作状态发电机状态-

<n<0；s

转子：Tem与n1转向相同，与n方向相反，为制动转矩转子上：吸收机械转矩定子上：从电网吸收电功率吸收能量全转变为热能消耗掉。Tem逆着转子转向，“拽”着转子同时，注意转子上电流方向（和电动机状态比较）03三相异步电动机的工作状态制动状态n=(1－s)n1=(1－s)异步电动机调速1.改变频率f---变频调速2.改变转差率---调压调速/改变转子电阻R2调速3.改变电动机的极对数P---变极调速60f1p03三相异步电动机的工作状态电动机转子转速三相异步电动机定子

绕组同铭端判别01三相异步电动机定子绕组联结电动机接线盒W1V1U1V2U2W2U1V1W1W2U2V2接线桩的排列V1W1U1V2U2W2U1V1W1W2U2V2三角形连接U1V1W1W2V2U2U1V1W1W2U2V2星形连接01三相异步电动机定子绕组联结21在使用过程中接线座损坏，线号丢失，应如何接？当电机维修完后六根线头没有编号，如何接线呢？01三相异步电动机定子绕组联结万用表选择电阻档RX1k档；两表笔分别测量电动机的六个线头；电阻值趋近于零的两个线头为同相绕组的两个线头。如何找出同相绕组呢？R=0---短路；R=∞---断路/不是同一相；R=C---是同一相R1R2R3。02三相异步电动机定子绕组同铭端判别灯泡法万用表法=判别方法++…仅万用表万用表+干电池三相异步电动机定子绕同铭端的判别-判别方法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别万用表（一块）电池一节电动机（一台）编号六个使用万用表和干电池法判别三相异步电动机定子绕组的首尾端所需工具三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别校表、验表机械调零分开两只表笔用一字型螺丝刀调整位于表盘中间的机械调整螺钉直到指针与零刻度线重合欧姆调零将红表笔与黑表笔短接，看指针是否到零，如果没有，则可调欧姆调零旋钮调整到零。三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别三相绕组的六个线头作假设编号U1、U2；U2U1VWWV假设编号核心——同相绕组的两个线头为一对三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别万用表的量程选择核心——档位不能选错三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别U相绕组中有电流流过，在V或W相绕组中产生感应电动势。已连接入万用表的一相构成了闭合回路，有感应电流流过。三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法电路接通瞬间观察表针瞬间偏转方向02三相异步电动机定子绕组同铭端判别如果表针顺时针摆动，表明电池负极所接端子与红表笔所接端子为同名端（电池正极所接端子与黑表笔所接端子也为同名端）。三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法指针右摆/正偏/顺时针摆02三相异步电动机定子绕组同铭端判别如表针往左方摆动，表明电池正极所接端子与红表笔所接端子为同名端。指针左摆/反偏/逆时针摆三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别万用表连接的这一相（W相）绕组不变，电池和开关换接另一相绕组的两个线头，进行测试，就可正确判别各相的首尾端。判断另一相首尾端三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别要点：要在开关闭合的瞬间观察万用表指针摆动的方向，而不是在开关断开的瞬间；总结为“右正负”和“左正正”三相异步电动机定子绕同铭端的判别-万用表法02三相异步电动机定子绕组同铭端判别

三相异步电动机定子

绕组绝缘性能检测经过了严格的出厂检测；绝缘性能良好;使用安全可靠。新使用的电动机使用时间长的电动机受热、受潮、磨损等原因；绝缘性能极可能受到损害;使用不安全。01三相异步电动机定子绕组绝缘性能检测重要性在使用电气设备时，其绝缘程度的好坏对设备的正常运行和操作人员的安全有密切关系。绝缘程度的好坏可以用绝缘电阻的高低来衡量。02三相异步电动机定子绕组绝缘性能衡量选择什么仪器仪表测量电阻值是有限的；不能用于测量绝缘电阻。作用：专门用来测量绝缘电阻的仪表结构：手柄、刻度盘、接线端子、保护环03三相异步电动机绝缘检测仪表没有停止运转前，禁止徒手触摸使用时要放平稳，被测设备不能带电，上方不能有人作业使用结束，一定要充分放电雷电天或高压设备周边，禁止使用绝缘电子表的使用-注意事项03三相异步电动机绝缘检测仪表电动机额定电压不超过500V时，选择500V量程电动机额定电压超过500V时，选择1000V量程绝缘电子表的使用-量程选择03三相异步电动机绝缘检测仪表万用表L、E接线端子断开以120r/min匀速转动手柄显示无穷大万用表L、E接线端子短接轻轻摇动手柄显示为零绝缘电子表的使用-自检04三相异步电动机绝缘检测仪表万用表绕组的尾端连接拆除L、E分别接𝑈1、𝑉1

和𝑊1以120r/min匀速转动手柄，分别读取数值万用表相间绝缘检测对地绝缘检测绕组尾端（𝑈2、𝑉2、𝑊2）连在一起L端子接任一绕组首端