建筑电气3.1.ppt

1、第3章 建筑设备电气控制,教学重点： 交流电动机启动、运行、调速等基本控制电路的控制方法和特点。 教学难点： 三相异步电动机的结构和工作原理； 楼宇常用控制电路（给排水、空调、锅炉房设备）的工作原理。,3.1 三相异步电动机,电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能相互转换的机械设备。把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备称为电动机。在生产上主要使用交流电动机，特别是三相异步电动机，据统计，90%左右的生产机械是由三相异步电动机拖动的。,3.1.1三相异步电动机的基本结构和工作原理,1三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机结构主要由定子（固定部分）和转子（旋转部分）两大

2、部分组成，此外还有端盖、风扇等附属部分。转子装在定子腔内，定子和转子之间存在缝隙，称为气隙。,笼型三相异步电动机的结构图,图3-1 鼠笼式三相异步电动机结构,2）定子,定子是三相异步电动机静止不动的部分，主要由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。 定子铁芯是电动机磁路的组成部分，为了增强导磁能力和减少铁芯损耗，一般用0.5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化膜的薄硅钢片叠压而成，固定在机座内部。 定子绕组是电动机的电路部分，其材料主要采用铜，通入三相电源后，就会产生三相旋转磁场。 机座一般由铸铁或铸钢制成，机座的作用是固定和支撑定子铁芯及端盖，并通过两侧的端盖和轴承来支撑电动机转子。,2）转子,转子是三

3、相异步电动机的旋转部分，电动机的工作转矩就是从转子输出的。它主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分组成。 转子铁芯也是电动机磁路的组成部分，一般也用0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成。 异步电动机的转子绕组分为绕线形与笼型两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼型异步电动机。 转轴的作用是固定转子铁芯和传递机械功率，为保证其强度和刚度，转轴一般由低碳钢、合金钢制成。,2三相异步电动机的工作原理,三相异步电动机是根据磁场和载流导体相互作用产生电磁力的原理而制成的。图3-5为三相异步电动机工作原理图。 三相异步电动机的基本工作原理如下： （1）三相对称绕组中通入三相对称电流会产生旋转磁场； （2）转子导体

4、切割旋转磁场而产生感应电动势和感应电流； （3）转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，而形成电磁转矩，驱动电动机转子转动。,异步电动机转子转速 恒小于旋转磁场转速 ，只有这样，转子绕组才能产生电磁转矩，使电动机旋转。如果转子转速 等于旋转磁场转速 ，则转子绕组与旋转磁场之间没有相对运动，转子绕组不切割磁力线，其中无感应电动势和感应电流产生。由于电动机转速 和旋转磁场 不同步，因此把这种电动机称为异步电动机。 异步电动机的旋转方向始终与旋转磁场的方向相同，而旋转磁场的方向又要取决于异步电动机的三相电流的相序。因此，三相异步电动机的转向与电流的相序一致，只要改变电流的相序就可以改变电动机的转向，即

5、任意对调电动机的两根电源线，便可以使电动机反向转动。,3.1.2三相异步电动机的铭牌数据,在三相电动机的外壳上，钉有一块牌子，叫做铭牌。铭牌上标注这台三相电动机的主要性能和技术数据，是选择、安装、使用和修理（包括重绕组）三相电动机的重要依据。 1型号 三相异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号和规格代号等。,2额定电压：电动机额定运行时接到电动机定子绕组上的线电压。 3额定电流：电动机额定运行时流入电动机定子绕组上的线电流。 4额定功率：电动机额定运行时转子轴上输出的机械功率。 5额定频率：在额定状态下运行时，电动机定子侧电压的频率称为额定频率。我国电网的频率为50Hz。 6额定转速：电动

6、机在额定电压、额定频率、额定功率下，转子每分钟所转的圈数，单位为r/min，通常额定转速比同步转速低2%6%。,7接线,接线是指电动机定子绕组的连接方式。一般鼠笼式异步电动机的接线盒中有六根引出线，标 有U1、V1、W1、U2、V2、W2。其中，U1和U2是第一相绕组的两端；V1和V2是第二相绕组的两端；W1和W2是第三相绕组的两端。如果U1、V1、W1分别为三相绕组的始端（头），则U2、V2、W2是相应的末端（尾）。绕组的连接方式有星形Y和三角形两种连接方式。如图3-7所示。,图3-7 三相异步电动机接线,8绝缘等级,绝缘等级是按电动机绕组所有的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。电动机

7、常用的绝缘材料按其耐热性分有：A、B、E、F、H五种等级，A级最低（105），H级最高（180）。 9工作方式 工作方式即电动机的运行方式，按负载持续时间的不同分成连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三种工作制，是用户选择电动机的重要方面。,10防护等级 防护等级是指电动机外壳（包括接线盒）防护电机电路和旋转部分的能力。以字母“IP”和其后面的两位数字表示。第一位数字表示电动机防止固体进入电动机内部的能力，数字范围06；第二位数字表示电动机防止液体（倾斜角度）进入电动机内部的能力，数字范围08，数字越大表示防护的能力越强。 11噪声等级 电动机工作在额定运行状态下发出的噪声。Lw值指电动机的

8、总噪声等级，Lw值越小表示电动机的噪声越低。噪声单位为dB。,3.1.3三相异步电动机的选择,1功率的选择 1）连续运行电动机功率的选择 对连续运行的电动机，先算出生产机械的功率，所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械的功率即可。 2）短时运行电动机功率的选择 如果没有合适的专为短时运行设计的电动机，可选用连续运行的电动机。由于发热惯性，在短时运行时可以容许过载。工作时间愈短，则过载可以愈大。,2种类和形式的选择,1）种类的选择 如果没有特殊要求，一般都应采用交流电动机。 在要求机械特性较硬而无特殊调速要求的一般生产机械的拖动应尽可能采用鼠笼式电动机。 只有在不方便采用鼠笼式异步电动机时才采

9、用绕线式电动机。,2）结构形式的选择, 开启式 在构造上无特殊防护装置，用于干燥无灰尘的场所。通风非常良好。 防护式 在机壳或端盖下面有通风罩，以防止铁屑等杂物掉入。也有将外壳做成挡板状，以防止在一定角度内有雨水滴溅入其中。 封闭式 它的外壳严密封闭，靠自身风扇或外部风扇冷却，并在外壳带有散热片。在灰尘多、潮湿或含有酸性气体的场所，可采用它。 防爆式 整个电机严密封闭，用于有爆炸性气体的场所。,3电压和转速的选择,1）电压的选择 电动机电压等级的选择，要根据电动机类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。Y系列鼠笼式电动机的额定电压只有380V一个等级，只有大功率异步电动机才采用3000V和6000V。 2）转速的选择 电动机的额定转速是根据生产机械的要求而选