常用三相电动机和单相电机

下一页总目录章目录返回上一页1.了解三相异步电动机的基本构造、2.理解三相异步电动机的转动原理和铭牌数据的意义。3.了解单相异步电动机的构造、原理、特性和用途本节学习要求：第五、六节常用三相异步电动和单相异步电动机下一页总目录章目录返回上一页电动机的分类：电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机第五节常用三相异步电动机序言本章重点讲述三相异步电动机。下一页总目录章目录返回上一页一、三相异步电动机的构造下一页总目录章目录返回上一页1、定子铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。A----XB----YC----Z三相绕组机座：铸钢或铸铁一、三相异步电动机的构造下一页总目录章目录返回上一页转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2、转子：由转子铁心和转子绕组组成鼠笼转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式转子铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式下一页总目录章目录返回上一页鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。下一页总目录章目录返回上一页二、三相异步电动机的转动原理下一页总目录章目录返回上一页1、三相交流电的旋转磁场120sin120sinsinmCmBmAtIitIitIi定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)BiAXBYCZAiCi1）.旋转磁场的产生CiAiBiitmIo下一页总目录章目录返回上一页iCiAiBitmIo0n规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(•)电流出()电流入下一页总目录章目录返回上一页CiBiAiitAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS三相电流合成磁场的分布情况0t60t合成磁场方向向下合成磁场旋转60°0n6090t合成磁场旋转90°600动画mIoSNSN下一页总目录章目录返回上一页结论：通入三相交流电动机定子三相绕组的三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场，即：经过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°下一页总目录章目录返回上一页AAXZBCYAAXZBCY--取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。动画0t60tCiAXCZBYAiBi0mICiBiAitiomINSNS任意调换两根电源进线(电路如图)下一页总目录章目录返回上一页0t3、.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：1pCiBiAioimItBiAXBYCZAiCiAXYCBZNS下一页总目录章目录返回上一页若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCiXAAXBYBYCCZZ下一页总目录章目录返回上一页极对数2p动画旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCiAXXNSZCZBYBYACSNBiCiAiimIt0下一页总目录章目录返回上一页4）.旋转磁场的转速分）转/(6010fn工频：Hz501f分）转/(30000n旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时0mICiBiAitiomIAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNS下一页总目录章目录返回上一页XNSAXABZCYZCYBSN0t60tp=2时BiCiAiitmI0分）转/(150026010fn0n30AXXZCZBYBYACNSNS下一页总目录章目录返回上一页旋转磁场转速n0与极对数p的关系)/(6010分转pfn2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速)f(Hz5013p120分）转/(00014p分）转/(75090旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:下一页总目录章目录返回上一页2、电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电分）转/(6010pfn方向:顺时针切割转子导体Blv右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场Bli左手定则电磁力FF电磁转矩TnvF0nNS下一页总目录章目录返回上一页转差率定义：旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即0nn异步电动机如果:0nn无转子电动势和转子电流转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。下一页总目录章目录返回上一页异步电动机运行中:%~s)91(转子转速亦可由转差率求得0)(1nns%10000nnns转差率s例1：一台三相异步电动机，其额定转速n=975r/min，电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000r/min,即p=3额定转差率为2.5%100%10009751000%10000nnns下一页总目录章目录返回上一页四、三相异步电动机的起动1、起动性能起动问题：起动电流大，起动转矩小。一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍;电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：原因：起动：n=0，s=1,接通电源。起动时，n=0，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子电流定子电流下一页总目录章目录返回上一页2、起动方法(1)直接起动二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。(2)降压起动：星形-三角形(Y－)换接起动自耦降压起动（适用于鼠笼式电动机）(3)转子串电阻起动（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。三相异步电动机的起动方法有三种：下一页总目录章目录返回上一页31YllII降压起动：1）.Y－换接起动降压起动时的电流为直接起动时的31YlIZlU+－起动U1U2V1V1W1W2lIlU+－Z正常运行U1U2V1V2W1W2下一页总目录章目录返回上一页lUU31P(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。)(2StUT(b)Y－起动ststTIY－换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-换接起动应注意的问题ΔSYtst31TT正常运行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP起动+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1下一页总目录章目录返回上一页2）自耦降压起动L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦变压器，降压起动。Q2上合：切除自耦变压器，全压工作。合刀闸开关QQ2自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成Y形不能采用Y－起动的鼠笼式异步电动机。下一页总目录章目录返回上一页采用自耦降压法起动时，若加到电动机上的电压与额定电压之比为K，则线路起动电流Ist为st2stIKI电动机的起动转距Tst´为st2stTKT结论：下一页总目录章目录返回上一页R12220220)(st2IIRXREIRR滑环电刷定子转子起动时将适当的R串入转子电路中，起动后将R短路。起动电阻绕线式电动机转子电路串电阻起动•下一页总目录章目录返回上一页解：电动机电磁转矩TU12，当电源电压下降低时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转子电流和定子电流都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：TIISnUTU12211)(使T=TC。例：三相异步电动机在一定的负载转矩下运行时，如电源电压降低，电动机的转矩、电流及转速有无变化？下一页总目录章目录返回上一页方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机正转电动机反转五.三相异步电动机的正、反转电源~UVWM3~UVW电源~M3~下一页总目录章目录返回上一页pfsnsn1060111、变频调速(无级调速)f=50Hz逆变器M3~整流器f1、U1可调+–~变频调速方法恒转距调速（f1f1N）恒功率调速（f1f1N）频率调节范围：0.5~几百赫兹三种电气调速方法六、三相异步电动机的调速下一页总目录章目录返回上一页2、变极调速(有级调速)变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS下一页总目录章目录返回上一页A1X1A2X2ii••P=1采用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跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。A1··A2X1X2SN下一页总目录章目录返回上一页Tn0no22'RR2R2'R3、变转差率调速(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、设备简单投资少，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。nn'••TLTLs´s••Ts2R2'Ro下一页总目录章目录返回上一页七、三相异步电动机的制动1、能耗制动制动方法机械制动电气制动能耗制动反接制动发电反馈制动在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。下一页总目录章目录返回上一页八、三相异步电动机铭牌数据1.型号磁极数(极对数p=2)例如：Y132M－4用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座中心高（mm）三相异步电动机教材表8.8.1中列出了各种电动机的系列代号。下一页总目录章目录返回上一页异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO下一页总目录章目录返回上一页2.接法接线盒定子三相绕组的联接方法。通常联结电机容量Y3kW联结电机容量kW4V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y联结W1U1V1W2U2V2联结下一页总目录章目录返回上一页3.额定电压例如：380/220V、Y/是指线电压为380V时采用Y联结；线电压为220V时采用联结。说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5%。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高或过低都会使电动机的电流大于额定值,从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。三相异步电动机的额定电压有380V，3000V,及6000V等多种。下一页总目录章目录返回上一页4.额定电流例如：Y/6.73/11.64A表示星形联结下电机的线电流为6.73A；三角形联结下线电流为11.64A。两种接法下相电流均为6.73A。5.额定功率与效率12PPcos3NN1IUP鼠笼电机=72~93％电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2，它不等于从电源吸取的电功率P1。下一页总目录章目录返回上一页注意：实用中应选择容量合适的电机，防止出现“大马拉小车”的现象。6.功率因数PN三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为0.7~0.9。空载时功率因数很低，只有0.2~0.3。额定负载时，功率因数最高。7.额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cos