《电工技术（电工学I）（第6版）》课件第8章 电动机

第8章电动机§8.1三相异步电动机的结构§8.2三相异步电动机的工作原理§8.3三相异步电动机的电磁转矩和机械特性§8.4三相异步电动机的运行特性和额定值§8.5三相异步电动机的起动、反转、制动和调速§8.6单相异步电动机后一页退出1.了解三相异步电动机的基本结构及定子绕组的正确接法。2.理解旋转磁场的产生和工作原理，掌握旋转磁场转速n1与电源频率f、磁极对数P的关系，了解旋转磁场方向与电流相序关系。3.了解三相异步电动机的铭牌数据及输入功率、输出功率、效率与经济运行问题。4.理解和掌握三相异步电动机的电磁转矩和机械特性以及定子电压、转子电阻对特性的影响。5.熟练掌握额定转矩、最大转矩、起动转矩以及三相异步电动机的起动能力和过载能力。前一页后一页节目录退出本章基本要求的机械特性、起动、调速、反转和制动方法，同步电动机的机械特性及改变励磁电流对性能的影响。6.理解和掌握三相异步电动机直接启动的条件、降压起动和软起动的方法和特点。7.了解三相异步电动机的反转、制动的原理和方法，调速方法和特点。8.了解单相异步电动机的基本结构、工作原理和启动方法。9.了解直流电动机、同步电动机、微特电机的结构和工作原理以及直流电动机。前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出§8.1三相异步电动机的结构

定子：由机座、定子铁心、三相定子绕组等组成。转子：由转子铁心、转子绕组、转轴等组成。前一页后一页节目录退出

定子：机座、铁心、三相绕组组成。转子：铁心、绕组、转轴组成。前一页后一页节目录退出

定子：机座、铁心、三相绕组组成。转子：铁心、绕组、转轴组成。前一页后一页节目录退出

定子：机座、铁心、三相绕组组成。转子：铁心、绕组、转轴组成。前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出§8.2三相异步电动机的工作原理前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出设磁场顺时针旋转，相当于闭合线圈逆时针旋转。前一页后一页节目录退出一、一对极（两极）的旋转磁场

1.合成磁场前一页后一页节目录退出磁场旋转的速度与电流的变化同步。前一页后一页节目录退出t4二、同步转速与极对数p的关系前一页后一页节目录退出如线圈之间的始、末端个互相间隔如线圈之间的始、末端个互相间隔

转/分（r/min）前一页后一页节目录退出演示三、转差率和转速转差

转差率

转子的转速

额定转差率前一页后一页节目录退出[练习与思考]1.三相异步电动机的三相绕组中通入直流电流能产生旋转磁场吗？通入单相交流电流产生什么磁场？2.什么是三相电源的相序?改变电动机三相电源的相序，电动机的工作情况有何改变？3.一台的三相异步电动机，

磁极对数

额定转差率前一页后一页节目录退出§8.3三相异步电动机的电磁转矩和机械特性一、等效电路参数前一页后一页节目录退出定子绕组转子绕组转子频率前一页后一页节目录退出二、电磁转矩1.起动转矩起动瞬间，2.最大转矩令临界转差率前一页后一页节目录退出三、额定转矩

——过载系数

——起动能力前一页后一页节目录退出三、机械特性n前一页后一页节目录退出[练习与思考]1.三相异步电动机的电磁转矩是怎样产生的，与哪些因素有关？2.三相异步电动机转子电路中的电动势、电流、频率、电阻、电抗和功率因数与转差率有什么关系？3.三相异步电动机转子电路断开（）能否启动运行？为什么？4.电动机的额定转矩受哪些因素的限制？前一页后一页节目录退出5.两台异步电动机除转子电路电阻大小不同外，其他参数都相同,最大转矩和额定转矩也相等。带相同的负载运行，哪台电动机输出功率大？哪台电动机额定功率大？哪台电动机启动转矩大？6.电动机在正常运转时，电源电压忽然降低，定子电流有无变化？7.某三相异步电动机的额定转速为1460r/min,当负载转矩为额定转矩的一半时，估算电动机的转速为多少？前一页后一页节目录退出§8.4三相异步电动机的运行特性

和额定值一、运行特性前一页后一页节目录退出二、型号与额定数据前一页后一页节目录退出§8.5三相异步电动机的起动、反转、制动和调速一、起动使电机转子从静止到转速达到稳定的过程。起动电流（起动时定子线电流）１．直接起动（全压起动），对小容量电动机可以采用。２．降压起动目的是减小起动电流。

一般电动机容量超过变压器容量20%时，就要考虑采用降压起动。

前一页后一页节目录退出（１）星形—三角形换接起动法

设定子绕组每相等效阻抗为，电源电压为，三角形联结，直接起动时的起动电流为，星形起动时的动电流为，则有

转矩与定子绕组电压的平方成正比，所以星形-三角形换接起动时的起动转矩也减小为三角形联结直接起动的1/3。前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出（4）绕线转子电动机的起动前一页后一页节目录退出[例8.5.1]某三相异步电动机的额定数据如下：试求：⑴磁极对数p；⑵额定转差率；⑶定子绕组为Y形和Δ形联结时的额定电流和起动电流；⑷额定转矩、起动转矩和最大转矩。解：⑴因所以同步转速磁极对数⑵额定转差率前一页后一页节目录退出⑶求和。星形联结：电源线电压为380V。三角形联结：电源线电压为220V。⑷求、和。前一页后一页节目录退出[例8.5.2]一台40kW的三相异步电动机，其额定相电压，额定功率因数

，效率，，，现接到电压为380V的三相电源上，试求：⑴该电动机应做和种接法？⑵直接起动时的起动电流和起动转矩是多少？⑶采用Y/Δ转换法起动时起动电流和起动转矩是多少？当负载转矩为额定转矩的80%和50%时，电动机能否起动？解：⑴按题意，该电动机应做三角形联结。⑵前一页后一页节目录退出⑶负载转矩TL

为额定转矩TN的80%时，可得即，故电动机不能起动；当TL

为TN的50%时，可得即，故电动机可以起动。前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出三、制动制动措施：机械制动、电气制动。前一页后一页节目录退出1.能耗制动

特点：把电动机轴上的旋转动能变为电能，消耗在回路电阻上。前一页后一页节目录退出2.反接制动前一页后一页节目录退出四、交流异步电动机的调速调速——用人为的方法，在同一负载下，使电动机的转速从某一数值改变为另一数值。转速：（１）变极对数调速（２）变转差率调速（３）变频率调速前一页后一页节目录退出[练习与思考]1.电压降低对电动机的转速、起动转矩、起动时间有何影响？2.三相异步电动机的各种起动、调速方法是否笼型电动机和绕线转子电动机都可采用？为什么？3.三相异步电动机在空载和满载两种情况下，起动转矩和起动电流是否相同？4.三星绕线转子异步电动机采用转子串电阻起动时，所串电阻越大，起动转矩是否越大？5.什么是三相异步电动机的矢量控制方式？前一页后一页节目录退出§8.6单相异步电动机

单相异步电动机由单相交流电源供电，定子绕组为单相，转子是鼠笼型。前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出演示（1）电容分相法旋转磁场前一页后一页节目录退出（2）罩极法前一页后一页节目录退出

——定子绕组中通入的正弦交流电压

——正弦交流电压所产生的脉动磁场

——脉动磁场产生的感应电流

——罩极上所产生的移动磁场前一页后一页节目录退出[练习与思考]1.单相异步电动机为何不能自行起动？一般采用哪些起动方法？又如何使它反转？2.三相异步电动机，若在起动前已有一相断线，它能否起动？若在运行中发生一相断线，又有何影响？3.将在时间上相差1/6周期的两个交流电流通入在空间上相互差的两个定子线圈中，是否能产生旋转磁场？前一页后一页节目录退出本章小结三相异步电动机是应用最广泛的一种电动机，是本章的重点内容。难点为定子电路和转子电路方程式。1.本章首先介绍三相异步电动机的结构，应注意笼型转子和绕线型转子的不同之处。学习工作原理时要明确旋转磁场的方向取决于电流的相序，电动机转向于旋转磁场方向一致。首先由一对极磁场分析入手，然后引申到二对极磁场，进而总结出旋转磁场转速公式。前一页后一页节目录退出2.在学习三相异步电动机电磁转矩前首先了解等效电路参数，如转子的每相等效电抗、等效电阻、转子电流及转子电路的功率因数，然后根据转矩公式再进一步推出

由此可明确电磁转矩与、、及的关系，得出

转矩特性、机械特性。前一页后一页节目录退出3.学习三相异步电动机转矩特性时，应注重其负载转矩与起动转矩、最大转矩及额定转矩之间的关系。三相异步电动机的额定转矩公式为（注意的单位为）三相异步电动机的过载能力为三相异步电动机的起动能力为从实际运行角度出发，了解电动机的运行特性。从节能的意义上理解电动机轻载运行时功率因数和效率都很低，应尽量避免。

前一页后一页节目录退出4.对于三相异步电动机的起动问题，应明确电动机的起动电流是指电动机起动时的线电流。着重掌握直接起动，降压起动的方法，还应了解近几年得到迅速推广使用的软起动器。其中星形-三角形转换（Y-）降压起动法由于投资小，接线简单，在满足系统起动电流和起动转矩要求的前提下，应作为首选的降压起动方法。星形-三角形联结起动时电动机的起动电流和起动转矩均为三角形起动时的1/3。证明如下：前一页后一页节目录退出设定子绕组每相等效阻抗为，电源电压为，三角形联结，直接启动时的启动电流为，星形启动时的启动电流为，则有由于电磁转矩与定子绕组电压的平方成正比，所以星形-三角形换接启动时的启动转矩也减小为三角形联结直接启动时的采用自耦变压器降压启动对三相异步电动机定子绕组的解法没有限制，且自耦变压器有几组不同的电压抽头供前一页后一页节目录退出用户选择。当选择自耦变压器的降压比为K`（K`<1