三相交流异步电动机PPT课件

复习复习第第6章章 三相异步电动机三相异步电动机 6.16.3 作业作业，预习预习 第第6章章 三相异步电动机三相异步电动机 6.46.6 分析与思考分析与思考 p14735；p15112；p1532；p15812复复习、作、作业、预习1海南风光第六章三相异步电动机Sixthly chapter three-phase asynchronism motor2第第六章六章 三相三相异步电动机异步电动机6.5 6.5 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用UseUse(Sixthly chapter three-phase asynchronism motor)6.1 6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造Configuration Configuration ofthree-phase asynchronism motor)ofthree-phase asynchronism motor)6.3 6.3 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性 Torque-speed characteristicTorque-speed characteristic6.4 6.4 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据Nameplate dataNameplate data 6.2 6.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理 Running elementsRunning elements31.1.了解三相沟通异步电动机的根本构造和转动了解三相沟通异步电动机的根本构造和转动了解三相沟通异步电动机的根本构造和转动了解三相沟通异步电动机的根本构造和转动 原理。原理。原理。原理。本章要求：本章要求：2.2.理解三相沟通异步电动机的机械特性，把握理解三相沟通异步电动机的机械特性，把握理解三相沟通异步电动机的机械特性，把握理解三相沟通异步电动机的机械特性，把握 起动和反转的根本方法起动和反转的根本方法起动和反转的根本方法起动和反转的根本方法,了解调速和制动的了解调速和制动的了解调速和制动的了解调速和制动的 方法。方法。方法。方法。3.3.理解三相沟通异步电动机铭牌数据的意义。理解三相沟通异步电动机铭牌数据的意义。理解三相沟通异步电动机铭牌数据的意义。理解三相沟通异步电动机铭牌数据的意义。第第6 6章章 沟通电动机沟通电动机4序序(Preface)第六第六章章 三相三相异步电动机异步电动机电动机电动机是机械能与电能相互转换的机械。将机械是机械能与电能相互转换的机械。将机械能转换为电能的机械称为能转换为电能的机械称为发电机发电机，将电能转换为，将电能转换为机械能的机械称为电动机。机械能的机械称为电动机。鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机交流电动机交流电动机电电动动机机直流电动机直流电动机他励、异励、串励、复励等。他励、异励、串励、复励等。：Sixthly chapter three-phase asynchronism motor5异步电动机的应用特别广泛：异步电动机的应用特别广泛：异步电动机的应用特别广泛：异步电动机的应用特别广泛：工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机械，矿山机械等。机械，矿山机械等。机械，矿山机械等。机械，矿山机械等。农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱。家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱。家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱。家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱。异步电动机的分类：异步电动机的分类：异步电动机的分类：异步电动机的分类：沟通电动机分异步电动机和同步电动机两大类。沟通电动机分异步电动机和同步电动机两大类。按电机定子相数分：三相异步电动机、两相异步电动按电机定子相数分：三相异步电动机、两相异步电动机、单相异步电动机。机、单相异步电动机。按电机的转子构造分：笼型异步电动机、绕线型异步按电机的转子构造分：笼型异步电动机、绕线型异步电动机。电动机。序序(Preface)用途与分类用途与分类用途与分类用途与分类6沟沟沟沟通通通通电电电电动动动动机机机机具具具具有有有有构构构构造造造造简简简简洁洁洁洁、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉、牢牢牢牢固固固固耐耐耐耐用用用用、使使使使用用用用维维维维护护护护便便便便利利利利等等等等优优优优点点点点，但但但但其其其其功功功功率率率率因因因因数数数数较较较较低低低低，调调调调速速速速性能较差。性能较差。性能较差。性能较差。直直直直流流流流电电电电动动动动机机机机虽虽虽虽然然然然构构构构造造造造简简简简单单单单、修修修修理理理理不不不不便便便便、价价价价格格格格高高高高，但但但但因因因因其其其其调调调调速速速速性性性性能能能能好好好好、起起起起动动动动转转转转矩矩矩矩大大大大，在在在在一一一一些些些些对对对对调调调调速速速速和起动要求高的场所使用。和起动要求高的场所使用。和起动要求高的场所使用。和起动要求高的场所使用。异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机又又又又分分分分为为为为鼠鼠鼠鼠笼笼笼笼式式式式和和和和绕绕绕绕线线线线式式式式，本本本本章章章章以以以以三三三三相相相相鼠鼠鼠鼠笼笼笼笼式式式式异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机为为为为重重重重点点点点，介介介介绍绍绍绍异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机的的的的构构构构造造造造、工工工工作作作作原原原原理理理理、机机机机械械械械特特特特性性性性、使使使使用用用用方方方方法法法法及及及及主主主主要要要要技技技技术术术术数据。数据。数据。数据。序序(Preface)76.1 6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造Configuration of three-phase asynchronism motor定子铁心定子铁心机座机座线绕式线绕式Wound rotorWound rotor A A A AX X X XY Y Y YC C C CB B B BZ Z Z Z1201201201200 0 0 0定子绕组定子绕组转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组8三三相相异异步步电电动动机机的的根根本本构构造造示示意意图图定子定子转子转子轴承轴承端盖端盖机座机座三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大局部三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大局部组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。91.定子定子6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造铁心铁心铁心铁心：由内周有槽：由内周有槽：由内周有槽：由内周有槽的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。A-XA-XB-Y B-Y C-ZC-Z三相绕组三相绕组三相绕组三相绕组机座机座：铸钢或铸铁：铸钢或铸铁101.定子定子 三相异步电动机的定子是由机座、定子铁三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。心和定子绕组组成。机机座座定定子子铁铁心心和和定定子子绕绕组组示示意意图图定子绕组定子绕组机座机座铁心铁心116.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造1定子铁心定子铁心 是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成定定子子硅硅钢钢片片126.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成136.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造1 1定子铁芯是电动机磁路的一局部，紧贴机座内壁。定子铁芯是电动机磁路的一局部，紧贴机座内壁。定子铁芯是电动机磁路的一局部，紧贴机座内壁。定子铁芯是电动机磁路的一局部，紧贴机座内壁。为减小涡流损耗，由厚为减小涡流损耗，由厚为减小涡流损耗，由厚为减小涡流损耗，由厚0.5mm0.5mm相互绝缘的硅钢片压叠而相互绝缘的硅钢片压叠而相互绝缘的硅钢片压叠而相互绝缘的硅钢片压叠而成。定子铁芯的内圆周有均匀分布的很多线槽，用来嵌成。定子铁芯的内圆周有均匀分布的很多线槽，用来嵌成。定子铁芯的内圆周有均匀分布的很多线槽，用来嵌成。定子铁芯的内圆周有均匀分布的很多线槽，用来嵌放定子绕组。放定子绕组。放定子绕组。放定子绕组。146.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造156.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造166.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造2 2定子绕组：是由很多绝缘线圈连接而成。中、定子绕组：是由很多绝缘线圈连接而成。中、定子绕组：是由很多绝缘线圈连接而成。中、定子绕组：是由很多绝缘线圈连接而成。中、小型电动机一般用高强度漆包线绕制成对称三相绕组，小型电动机一般用高强度漆包线绕制成对称三相绕组，小型电动机一般用高强度漆包线绕制成对称三相绕组，小型电动机一般用高强度漆包线绕制成对称三相绕组，每相之间互成每相之间互成每相之间互成每相之间互成120120电角，对称均匀地嵌放在定子铁芯电角，对称均匀地嵌放在定子铁芯电角，对称均匀地嵌放在定子铁芯电角，对称均匀地嵌放在定子铁芯槽内。槽内。槽内。槽内。176.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造三相绕组线圈三相绕组线圈三相绕组线圈三相绕组线圈18AZBXCY设：设：设：设：电流的流入端用电流的流入端用 表示表示 电流的流出端用电流的流出端用 表示表示在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组定子绕组定子绕组AXBYCZiAiBiCuAuBuCiAiBiCABCXYZ19在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W2U1V1W1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组定子绕组星形接法星形接法定子绕组定子绕组三角形接法三角形接法端子端子图图图图20 转子转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。流。2.转子转子鼠笼转子鼠笼转子铁心：铁心：铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式鼠笼式鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式绕线式绕线式21绕绕线线型型转转子子铁铁心心与与绕绕组组 2.转子转子依据转子绕组构造的不同又分为笼型转子和绕线型转子依据转子绕组构造的不同又分为笼型转子和绕线型转子笼型转子的电机称笼型电动机笼型转子的电机称笼型电动机绕线型转子的电机称绕线型电动机绕线型转子的电机称绕线型电动机外接电阻外接电阻电刷电刷滑环滑环转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组226.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造转子转子转子转子由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。23端环端环铜条铜条鼠笼式转子鼠笼式转子Squirrel-cage rotorSquirrel-cage rotor Configuration of three-phase asynchronism motor鼠笼式异步电动机的鼠笼式异步电动机的转子绕组因其外形象转子绕组因其外形象鼠笼而得名如图，鼠笼而得名如图，其构造是嵌入线槽中其构造是嵌入线槽中铜条为导体，铜条的铜条为导体，铜条的两端用短路环焊接起两端用短路环焊接起来。来。图图图图246.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造转子铁心由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压转子铁心由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压转子铁心由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压转子铁心由外圆周上冲有均匀线槽的硅钢片叠压而成，并固定在转轴上。转子铁心的线槽中放置而成，并固定在转轴上。转子铁心的线槽中放置而成，并固定在转轴上。转子铁心的线槽中放置而成，并固定在转轴上。转子铁心的线槽中放置转子绕组。转子绕组。转子绕组。转子绕组。256.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造按转子绕组构造的不同，三相异步电动机又可分按转子绕组构造的不同，三相异步电动机又可分按转子绕组构造的不同，三相异步电动机又可分按转子绕组构造的不同，三相异步电动机又可分为鼠笼式和绕线式两种。为鼠笼式和绕线式两种。为鼠笼式和绕线式两种。为鼠笼式和绕线式两种。266.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造?将转子导体、短路环和风扇等铸成一体，成为将转子导体、短路环和风扇等铸成一体，成为将转子导体、短路环和风扇等铸成一体，成为将转子导体、短路环和风扇等铸成一体，成为铸铝鼠笼式转子铸铝鼠笼式转子铸铝鼠笼式转子铸铝鼠笼式转子图图图图27Configuration of three-phase asynchronism motor线绕式线绕式Wound rotorWound rotor电刷电刷铜环铜环外接电阻外接电阻28鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：构造简洁、价格低廉、工作牢靠；不能人为转构造简洁、价格低廉、工作牢靠；不能人为转构造简洁、价格低廉、工作牢靠；不能人为转构造简洁、价格低廉、工作牢靠；不能人为转变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。绕线式：绕线式：绕线式：绕线式：构造简单、价格较贵、维护工作量大；转子构造简单、价格较贵、维护工作量大；转子构造简单、价格较贵、维护工作量大；转子构造简单、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为转变电动机的机械特性。外加电阻可人为转变电动机的机械特性。外加电阻可人为转变电动机的机械特性。外加电阻可人为转变电动机的机械特性。296.2.1 6.2.1 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理KnA AB BC CO OiRunning elements of three-phase Running elements of three-phase asynchronism motorasynchronism motor电动机是如何旋电动机是如何旋转起来的呢？转起来的呢？30异步机演异步机演异步机演异步机演示模型示模型示模型示模型现象：现象：线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转,且旋转方向一致；但线且旋转方向一致；但线圈与磁铁的转速不一样，圈与磁铁的转速不一样，。N NS S1.1.转动转动原理原理：依据载流导体在磁场中受力。依据载流导体在磁场中受力。Running elements of three-phase asynchronism motor31磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈e方向用方向用右手定则右手定则确定确定f方向用方向用左手定则左手定则确定确定磁场旋转磁场旋转1.1.转动转动原理原理Running elements 32磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度右手定则右手定则闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）（左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力1.1.转动转动原理原理Running elements 331.1.线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：2.2.线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢异步异步1.1.转动转动原理原理Running elements 34Running elements现象：现象：线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转,且旋转方向一致；但线且旋转方向一致；但线圈与磁铁的转速不一样，圈与磁铁的转速不一样，。异步异步如果线圈与磁铁的转速一样，导线就没有切割如果线圈与磁铁的转速一样，导线就没有切割磁力线运动了！磁力线运动了！没有感应电动势没有感应电动势e与与感应电感应电流流i 没有力没有力f 的产生！的产生！什么时候感应电流最大呢？什么时候感应电流最大呢？n=0n=0的时候，线圈切割磁力线的速度最大！异步的时候，线圈切割磁力线的速度最大！异步电动机在起动时感应电流最大。电动机在起动时感应电流最大。N NS Seiff35Running elements实际电动机的旋转磁场实际电动机的旋转磁场rotating or rotating or revolving magnetic fieldrevolving magnetic field是如何产生的呢是如何产生的呢？N NS SeiffN NS Seiff磁铁反转时磁铁反转时,线圈跟着磁铁反转。线圈跟着磁铁反转。旋转磁场的转向打算电动机的转向。旋转磁场的转向打算电动机的转向。36A A A AX X X XY Y Y YC C C CB B B BZ Z Z Z 电流流出电流流出电流流入电流流入6.2.2 6.2.2 旋转磁场的产生旋转磁场的产生三相定子绕组接入三相电源三相定子绕组接入三相电源I IMMi iA Ai iB Bi iC Ct t (Produce of rotating magnetic field)-P145-P14537AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下38Produce of rotating magnetic fieldProduce of rotating magnetic fieldA AX XY YC CB BZ ZA AX XY YC CB BZ ZN N N NS S S SN N N NS S S SA AX XY YC CB BZ ZN N N NS S S SA AX XY YC CB BZ ZN N N NS S S SI IMMi iA Ai iB Bi iC Ct t39 tiiAiBiC0转变旋转磁场的转向转变旋转磁场的转向ABCXYZ90 600 AZBXCYNS0AZBXCYNS60相序相序A-C-B-AAZBXCYNS90iCiAiB40Produce of rotating magnetic field 总结总结SummarizeSummarize1.1.定子绕组接入电源后，三相定子电流产生的合定子绕组接入电源后，三相定子电流产生的合成磁场是成磁场是旋转磁场旋转磁场。三相电流变化一周，旋转。三相电流变化一周，旋转磁场也转了一圈。磁场也转了一圈。2.2.旋转磁场的旋转方向：取决于三相定子电流的旋转磁场的旋转方向：取决于三相定子电流的相序。对换定子绕组中任意两相的接线，即可相序。对换定子绕组中任意两相的接线，即可转变电机的转向。转变电机的转向。I IMMi iA Ai iB Bi iC Ct tI IMMi iA Ai iB Bi iC Ct t41Summarize:Produce of rotating magnetic field 3.3.旋转磁场的转速旋转磁场的转速-同步旋转速度同步旋转速度旋转磁场的转速与三相定子绕组在定子槽内放旋转磁场的转速与三相定子绕组在定子槽内放置的空间位置及联接方式有关。置的空间位置及联接方式有关。一对磁极电机：一对磁极电机：磁极对数磁极对数A AX XY YC CB BZ Z42极对数极对数p的概念的概念AXBYCZ此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZ43CYABCXYZAXBZ将每相绕组分成两段，按右以下图放入定子槽内。将每相绕组分成两段，按右以下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。即形成的磁场则是两对磁极。即p=2p=2AXBYCZ极对数极对数p的概念的概念P14744同步旋转速度同步旋转速度极对数极对数假设将定子线圈分为两段，绕组间的空间位置假设将定子线圈分为两段，绕组间的空间位置相差相差600 600：A AB BC CX XY YZ ZA AX XB BY YC CZ ZiAiBiCtProduce of rotating magnetic field 极对数和转速的关系极对数和转速的关系45IMiAiBiCt极对数极对数同步旋转速度同步旋转速度极对数和转速的关系极对数和转速的关系(6.2.1)(6.2.1)(6.2.1)(6.2.1)46旋转磁场的转速旋转磁场的转速-同步旋转速度同步旋转速度转转/分分同步转速同步转速极对数极对数p2341300030001500150010001000750750(r/min)(r/min)4.4.转子转速转子转速 转子转动方向与旋转磁场方向一致，但转子转动方向与旋转磁场方向一致，但 。转子转速与旋转磁场转速相差的程度转子转速与旋转磁场转速相差的程度-转差率转差率s s。Summarize:Produce of rotating magnetic field 极对数和转速的关系极对数和转速的关系47转差率转差率s:起始瞬间起始瞬间:（转差率最大）（转差率最大）接近同步转速接近同步转速:（转差率最小）（转差率最小）一般运行中异步电机一般运行中异步电机:4.4.转子的转速转子的转速Rotors speed)Rotors speed)Summarize:Produce of rotating magnetic field(6.2.2)(6.2.2)(6.2.2)(6.2.2)482.2.转子感应电势频率转子感应电势频率转子感应电势频率转子感应电势频率 f f 2 2定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化 定子感应电势频率定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率转子感应电势频率 f 2旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同旋转磁场与定子导体间的相对速度为旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0，所以，所以1.1.1.1.定子感应电势的频率定子感应电势的频率定子感应电势的频率定子感应电势的频率 f f1感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f 1=电源频率电源频率 f(6.2.4)(6.2.4)(6.2.4)(6.2.4)(6.2.5)(6.2.5)(6.2.5)(6.2.5)49由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由前面分析知：由前面分析知：3.3.电磁转矩的大小电磁转矩的大小电磁转矩的大小电磁转矩的大小(6.2.6)(6.2.6)(6.2.6)(6.2.6)(6.2.7)(6.2.7)(6.2.7)(6.2.7)50由公式可知由公式可知由公式可知由公式可知电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式1.1.T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T T 2.2.当电源电压当电源电压当电源电压当电源电压 U1 U1 肯定时，肯定时，肯定时，肯定时，T T 是是是是 s s 的函数。的函数。的函数。的函数。3.R2 3.R2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来转变转子电阻接电阻来转变转子电阻接电阻来转变转子电阻接电阻来转变转子电阻R2 R2，从而转变转距。，从而转变转距。，从而转变转距。，从而转变转距。3.3.电磁转矩的大小电磁转矩的大小电磁转矩的大小电磁转矩的大小(6.2.7)(6.2.7)(6.2.7)(6.2.7)51综上：三相异步上：三相异步电动机的机的转动原理原理三相定子绕组接入三相对称电源，在电机内三相定子绕组接入三相对称电源，在电机内产生产生旋转磁场旋转磁场。旋转磁场与转子绕组产生相对运动，转子绕旋转磁场与转子绕组产生相对运动，转子绕组切割磁力线，在闭合的转子绕组内产生感组切割磁力线，在闭合的转子绕组内产生感应电动势及感应电流。应电动势及感应电流。转子内感应电流与旋转磁场相互作用，产生转子内感应电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩电磁转矩，使转子转动，并带动生产机械旋，使转子转动，并带动生产机械旋转。转。52三相异步电动机三相异步电动机型号型号工作方式工作方式连续连续功率功率3 3千瓦千瓦接法接法电压电压绝缘等级绝缘等级电流电流温升温升转速转速14401440转转/分分重量重量4545公斤公斤频率频率5050赫兹赫兹JOJO2 2-32-4-32-4/Y/YE E6565o oC C220/380220/380伏伏11.2/6.4811.2/6.48安安电机厂电机厂年年 月月一一.铭牌铭牌 标明电动机各项额定运行条件与数据。标明电动机各项额定运行条件与数据。6.4 6.4 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据-Nameplate data of three-phase asynchronism motor536.1 6.1 异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造异步电动机的构造54二二.三相异步电动机的三相异步电动机的技术数据技术数据 Technic data of three-phase asynchronism motor1.1.型号型号JOJO2 2-32-4-32-4磁极数磁极数(极对数极对数p=2p=2)同步转速同步转速15001500转转/分分转差率转差率2.2.转速转速转转/分分如：如：1440 1440 转转/分分553.3.接法接法 ABCXYZABCXYZY Y 接法接法AZBYXC 接法接法A B CZ X YA B CZ X YABCXYZ指三相定子绕组的联接方式指三相定子绕组的联接方式-Y/-Y/接法接法Nameplate data564.4.额定电压额定电压说明：说明：一般规定电动机的电压不能高于或低一般规定电动机的电压不能高于或低于额定值的于额定值的5 5。220V/380V220V/380V/Y/Y-意味着定子绕组承受的额定电压为意味着定子绕组承受的额定电压为220V220V。额定运行时定子绕组应加的线电压。额定运行时定子绕组应加的线电压。A AZ ZB BY YX XC C线电压线电压220V220VA AB BC CX XY YZ Z线电压线电压380V380VNameplate data575.5.额定电流额定电流电机的效率：电机的效率：6.6.额定功率额定功率 电机在额定运行时，轴输出的电机在额定运行时，轴输出的机械功率机械功率 。鼠笼电机额定运行时的效率鼠笼电机额定运行时的效率 约为约为 7293。220V/380V 220V/380V-/Y/Y-11.2/6.48A-11.2/6.48A输入功率输入功率()=()=输出功率输出功率()()电机其它电机其它损耗损耗电机在额定运行时定子绕组的线电流。电机在额定运行时定子绕组的线电流。Nameplate data58额定负载时为额定负载时为0.7-0.90.7-0.9，空载时为，空载时为0.2 0.3。8.8.绝缘等级绝缘等级 防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”留意：有用中应选择适宜容量的电机。留意：有用中应选择适宜容量的电机。7.7.功率因数功率因数定子绕组为感性负载，相电压超前相电流。定子绕组为感性负载，相电压超前相电流。Nameplate data指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A A、E E、B B、F F、HH五级，五级，五级，五级，A A级最低级最低级最低级最低(105C)(105C)，HH级最高级最高级最高级最高(180C)(180C)。591.1.型号型号型号型号2)电压电压 UN 定子绕组上所加的线电压定子绕组上所加的线电压小结小结 三相异步电动机的铭牌和额定值三相异步电动机的铭牌和额定值Y132S6 2.2.铭牌铭牌铭牌铭牌3.3.额定值额定值额定值额定值p151 1)功率功率 PN 输出功率输出功率 W，kW3)电流电流 IN 流入定子绕组的线电流流入定子绕组的线电流5)频率频率 fN4)转速转速 nN 额定状态下转子的转速额定状态下转子的转速 r/min6)效率效率 N=100%PNP17)功率因数功率因数 cos N 满载时满载时 0.7 0.98)绝缘等级绝缘等级P1=UNINcos N输入功率输入功率 m，st，Ist/IN60电压电压功率功率转速转速电流电流接法接法功率因数功率因数7.5KW7.5KW14401440r/minr/min380V380V 15.4A15.4A0.850.85试计算电机的输入功率、输出功率、效率。试计算电机的输入功率、输出功率、效率。三相异步电机的局部铭牌数据如下：三相异步电机的局部铭牌数据如下：解：解：输入功率输入功率输出功率输出功率Classrooms exercise61电压电压功率功率转速转速电流电流接法接法功率因数功率因数7.5KW7.5KW14401440r/minr/min380V380V 15.4A15.4A0.850.85试计算电机的输入功率、输出功率、效率。试计算电机的输入功率、输出功率、效率。三相异步电机的局部铭牌数据：三相异步电机的局部铭牌数据：解：解：效率效率此外，还可计算哪些量呢？此外，还可计算哪些量呢？转差率转差率额定转矩额定转矩Classrooms exercise62机械特性：在电源电压与转子电阻肯定的条件下，机械特性：在电源电压与转子电阻肯定的条件下，电动机转子的转速电动机转子的转速n随电磁转距随电磁转距T变化变化的关系。即的关系。即或或T T随随s s的变化关系因电机转动的快慢常用转差的变化关系因电机转动的快慢常用转差率表示。即率表示。即6.5 6.5 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性Torque-speed characteristic of three-phase Torque-speed characteristic of three-phase asynchronism motor asynchronism motor 一一.曲线曲线636.5.1 机械特性曲线机械特性曲线OTs依据转矩公式依据转矩公式得特性曲线：得特性曲线：OT164一一.曲线曲线a ac cd d曲线曲线a c段是段是电动机稳定运行区。电动机稳定运行区。当负载转矩当负载转矩T T负负 时，电动机时，电动机的转速的转速n 电动机电动机T T 电动机电动机T T与当负载与当负载转矩转矩T T负负负相等时负相等时电动机在新的稳电动机在新的稳定状态下运行定状态下运行电动机的转速电动机的转速n较前低。较前低。工作点工作点工作点工作点b bnb b Torque-speed characteristic65曲线曲线工作点工作点工作点工作点b ba ac cd d曲线曲线a c段较平坦时称段较平坦时称硬硬机械特性机械特性。曲线曲线a c段斜率较大时称段斜率较大时称软机械特性软机械特性。如：车床车削时，吃刀量如：车床车削时，吃刀量增大不希望电机的转增大不希望电机的转速有较大变化。速有较大变化。如：电车在平路上速度较如：电车在平路上速度较快，爬坡时希望速度快，爬坡时希望速度自动减慢。自动减慢。Torque-speed characteristic66二二.机械特性曲线上的机械特性曲线上的(几个几个)特征转矩特征转矩 1.1.最大转矩最大转矩 bacd过载系数：过载系数：表示电机短时容许的过表示电机短时容许的过载能力。三相异步机：载能力。三相异步机：Character torque at torque-speed characteristicmaximum torque67 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。最大转矩最大转矩 ：1.电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。求解求解10smTm68 工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意：（1）三相异步机的）三相异步机的 和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。（2）电机严重过热电机严重过热过载系数：过载系数：三相异步机三相异步机2.28.1=l692.2.额定转矩额定转矩 （阻转矩）（阻转矩）大约为最大转矩的一半。大约为最大转矩的一半。机械角速度机械角速度工作点工作点bacdCharacter torque电机在额定电压下，以额定转速电机在额定电压下，以额定转速 运行，运行，输出额定功率输出额定功率 时时,电机转轴上输出的转矩。电机转轴上输出的转矩。rated torque70机械角速度：机械角速度：可在产品铭牌上找到。可在产品铭牌上找到。额定转矩额定转矩 ：千瓦千瓦转转/分分（牛顿（牛顿米）米）bacdCharacter torque713.3.起动转矩起动转矩T Tstst 反映电机带负载起动的能力。反映电机带负载起动的能力。合闸合闸 起动过程分析起动过程分析,acd加速度加速度如果如果输出转矩负载转矩输出转矩负载转矩起动时间：起动时间：b工作点工作点Character torquestarting torque72起动转矩起动转矩 与电源电压与电源电压 及转子电阻及转子电阻 有关。有关。为常数时：为常数时：为常数时：为常数时：Character torque73n1TnTmTst机械特性曲线机械特性曲线TL启动：启动：TstTL(负载转矩负载转矩)，电机启动，电机启动转速转速n，转矩，转矩T cc点：转矩达最大点：转矩达最大Tm，转速，转速n连续连续，T，沿，沿cb走走bb点：点：T=TL，转速，转速n不再上升，稳定运行不再上升，稳定运行 假设假设TL ，临时，临时T TL,n s I2 T n 电动机的自适应负载力量电动机的自适应负载力量电动机的电磁转矩可以随负电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种载的变化而自动调整，这种力量称为自适应负载力量。力量称为自适应负载力量。常用特常用特性段性段s=0s=174例例1：三相异步电动机，额定功率：三相异步电动机，额定功率PN=10kW，额定，额定转速转速nN=1450r/min，启动力量，启动力量Tst/TN=1.2，过载系，过载系数数=1.8。牛顿牛顿米米解：解：1额定转矩额定转矩TN2启动转矩启动转矩Tst3最大转矩最大转矩Tm#4用用Y 方法起动时的方法起动时的Tst”756.6 6.6 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用Use of three-phase ac asynchronism motor一一.起动起动(Start)1.起动电流起动电流 中小型鼠笼电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼电机起动电流为额定电流的5-75-7倍倍。起动时起动时 ，应电动势和转子电流很大应电动势和转子电流很大定子电流增大定子电流增大 缘由：缘由：频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过热电机过热大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作转子导条切割磁力线速度很快转子导条切割磁力线速度很快转子中感转子中感76(1)直接起动直接起动在起动时把电动机的定子绕组直接接入电网。在起动时把电动机的定子绕组直接接入电网。特点：特点：特点：特点：起动转矩小；起动电流大，比额定值大起动转矩小；起动电流大，比额定值大57倍；影响同一电网上其它负载的正常工作。倍；影响同一电网上其它负载的正常工作。优点：优点：优点：优点：简洁、便利、经济、起动过程快，适用简洁、便利、经济、起动过程快，适用简洁、便利、经济、起动过程快，适用简洁、便利、经济、起动过程快，适用 于二三十千瓦以下的小电机。于二三十千瓦以下的小电机。于二三十千瓦以下的小电机。于二三十千瓦以下的小电机。(2)Y-降压起动降压起动 起动时降低电动机的电源电压，待电动机转起动时降低电动机的电源电压，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。2.起动方法起动方法Start method)77FUW2U1U2V1V2W1Q1转子转子定子定子绕组绕组条件条件:只适用于正常运行时为只适用于正常运行时为 接法接法接法接法 的电动机。的电动机。Q2YW1V1U1U2V2W2 型型(2)Y-降压起动降压起动 Y形起动形起动:UpY=Ul/3IlY=IpY=Ul/3|Z|形起动形起动:Ul =UPIl =3 Ip =3 Ul|Z|I IstY=3 3I Ist T TstY=3 3 T Tst U1 U2V1W1V2W2Y型型78(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。仅适用于正常运行为三角形联结的电机。(b)Y 起动起动Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-Y-换接起动应留意的问题换接起动应留意的问题换接起动应留意的问题换接起动应留意的问题 正常正常正常正常运行运行运行运行UlU1W2V2W1+U2V1UP 起动起动起动起动+Ul+U1W2V2W1U2V179Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静触点静触点80Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图Y Y起动起动起动起动L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 起动起动起动起动UPU1+Ul+U2V1V2W1W281Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图 工作工作L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2 正常正常正常正常运行运行运行运行Ul+U1V1V2W1W282转矩减小到转矩减小到1/31/3，降压起动适合于空载或轻载的，降压起动适合于空载或轻载的场合场合。起动转矩起动转矩 Y 起动起动直接起动直接起动()：降压起动降压起动(Y)(Y)：3 3利用变压器降压起动利用变压器降压起动适于容量较大或工作时定子绕组为适于容量较大或工作时定子绕组为Y Y接法的电机。接法的电机。另：线绕式电机可承受在转子电路中串电阻的另：线绕式电机可承受在转子电路中串电阻的方法。方法。能耗大！能耗大！Start of three-phase ac asynchronism motor83(3 3)自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动L1L3L2FUQ Q Q2 2下合：下合：下合：下合：接入自耦变接入自耦变接入自耦变接入自耦变 压器，降压压器，降压压器，降压压器，降压 起动。起动。起动。起动。Q Q2 2上合：上合：上合：上合：切除自耦变切除自耦变切除自耦变切除自耦变 压器，全压压器，全压压器，全压压器，全压 工作。工作。工作。工作。合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关QQQ2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时行时联成联成 Y形不能承受形不能承受Y 起动的鼠笼式异步电起动的鼠笼式异步电动机。动机。84(4)(4)串电抗降压起动串电抗降压起动串电抗降压起动串电抗降压起动Q1FUM3 Q2电动机起动时先合开关电动机起动时先合开关Q1,当当电动机的转速接近稳定值时电动机的转速接近稳定值时,再将开关再将开关 Q2合上合上,切除电抗器。切除电抗器。绕线式电动机起动可在转子绕绕线式电动机起动可在转子绕组中串电阻，减小起动电流。组中串电阻，减小起动电流。转子串电阻起动转子串电阻起动转子串电阻起动转子串电阻起动XST01TstTmSmR2R2SmR Rstst转子转子转子转子2 R2+XS2E2I2=285起动方法小结起动方法小结(1)(1)直接起动直接起动直接起动直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都承受直二、三十千瓦以下的异步电动机一般都承受直二、三十千瓦以下的异步电动机一般都承受直二、三十千瓦以下的异步电动机一般都承受直接起动。接起动。接起动。接起动。(2)(2)降压起动：降压起动：降压起动：降压起动：星形星形-三角形三角形(Y )换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动适用于鼠笼式电动机适用于鼠笼式电动机适用于鼠笼式电动机适用于鼠笼式电动机(3)(3)转子串电阻起动转子串电阻起动转子串电阻起动转子串电阻起动适用于绕线式电动机适用于绕线式电动机适用于绕线式电动机适用于绕线式电动机以下介绍降压起动和转子串电阻起动。以下介绍降压起动和转子串电阻起动。86电压电压功率功率转速转速电流电流接法接法功率因数功率因数7.5kW7.5kW14401440r/minr/min380V380V 15.4A15.4A0.850.851.1.电机能承受电机能承受Y Y 起动吗？起动吗？三相异步电机的局部铭牌数据如下：三相异步电机的局部铭牌数据如下：可以。可以。二二.反转反转(Reverse rotation)电机转向电机转向旋转磁场的转向旋转磁场的转向定子电流的相序定子电流的相序2.2.起动与正常运行时定子绕组的线电流？起动与正常运行时定子绕组的线电流？Classrooms exercise87对调任意两相定子绕组与电源的接线，就可实现对调任意两相定子绕组与电源的接线，就可实现反转。反转。电机反转电机反转(Reverse rotation of motor)A AB BC C反转反转M M-3-3A AB BC C正转正转M M-3-388Use of three-phase ac asynchronism motor6.7 调速调速(Speed regulation)法法1 1：改变极对数：改变极对数 有级调速有级调速法法2 2：改变：改变 无级调速无级调速如：机床上用的多速电动机。如：机床上用的多速电动机。适于小功率电动机，如建筑用的起重机。适于小功率电动机，如建筑用的起重机。变频电源变频电源 可变可变法法3 3：改变：改变 无级调速无级调速89一、一、变频调速变频调速(无级调速无级调速)f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+变频调速方法变频调速方法恒转距调速（恒转距调速（f1f1N）频率调整范围：频率调整范围：频率调整范围：频率调整范围：0.50.50.50.5几百赫兹几百赫兹几百赫兹几百赫兹三种电气三种电气三种电气三种电气调速方法调速方法调速方法调速方法6.7 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速90二、变极调速二、变极调速(有级调速有级调速)变频调速方法可实现无级平滑调速变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS91A1X1A2X2iip=1 承受变极调速方法的电动机称作双速电机，承受变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳动性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳动性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SN92To三、变转差率调速三、变转差率调速(无级调速无级调速)变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简洁投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。nnTLTLs sTso93四四.制动制动(Braking)Use of three-phase ac asynchronism motor1.抱闸抱闸：加机械抱闸加机械抱闸;反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。即切割磁力线的速度很大，造成即切割磁力线的速度很大，造成 ，引起，引起 。注意：注意：3.能耗制动能耗制动4.发电反响制动发电反响制动2.反接制动反接制动：停车时，将电动机接电源的任意两相反停车时，将电动机接电源的任意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的；目的；94例例例例1 1:1)解解:一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，定子动机，定子绕组绕组型联结，其额定数据为：型联结，其额定数据为：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cos N=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：1)1)额定电流额定电流额定电流额定电流I IN N?2)?2)额定转差率额定转差率额定转差率额定转差率sN N?3)3)额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩 T TN N、最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩T Tmax max、和起动转矩和起动转矩和起动转矩和起动转矩T TN N。95 2由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 四极电动四极电动机机 31)1)额定电流额定电流额定电流额定电流I IN N?2)?2)额定转差率额定转差率额定转差率额定转差率sN N?3)3)额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩 T TN N、最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩T Tmax max、和起动转矩和起动转矩和起动转矩和起动转矩T TN N。96解：解：解：解：在上例中在上例中(1)假设负载转矩为假设负载转矩为 510.2Nm,试问在试问在U=UN和和U=0.9UN两种状况下电动机能否起动？两种状况下电动机能否起动？2承受承受Y-换接起动时，求起动电流和起动转矩。换接起动时，求起动电流和起动转矩。又当负载转矩为起动转矩的又当负载转矩为起动转矩的80%和和50%时，电动机时，电动机能否起动？能否起动？(1)在在在在U U=U UN N时时时时 Tst=551.8Nm 510.2 N.m 不能起动不能起动不能起动不能起动 (2)Ist =7IN=7 84.2=589.4 A 在在在在U U=0.9=0.9U UN N 时时时时能起动能起动能起动能起动例例例例1197在在在在80%80%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时不能起动不能起动不能起动不能起动在在在在50%50%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时可以起动可以起动可以起动可以起动(3)98例例3：某三相异步电动机的额定数据为：某三相异步电动机的额定数据为：PN=0.75kW，IN=1.9A，nN=2825r/min，UN=380 V，Y接，接，f1=50Hz，cos N=0.84，试求：试求：1 N及及TN2假设电源线电压为假设电源线电压为220V，该电动机承受何种接，该电动机承受何种接法才能正常运转？此时的额定线电流为多少？法才能正常运转？