1013电机基本知识

1、电 机 基 本 知 识 王 斌 2021-6-12 电动机基本知识电动机基本知识 电动机电动机是一切设备动力之本源是一切设备动力之本源,是电力拖动的根本基础。是电力拖动的根本基础。 电动机的分类： 交流电动机 电动机 直流电动机 异步机 同步机 他励、异励、串励、复励 鼠笼式 绕线式 目前较常用的交流电动机有两种：三相异步电动机、单 相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用 电器上。 2021-6-12 一、三相异步电动机 绕线型异步电动机绕线型异步电动机 鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机 1 1、三相异步电动机结构、三相异步电动机结构 结构简单、价格低廉、工结构简单、价格低廉、工

2、 作可靠；不能人为改变电动机作可靠；不能人为改变电动机 的机械特性。的机械特性。 2021-6-12 三相鼠笼型异步电动机三相鼠笼型异步电动机 2021-6-12 电磁转矩的产生电磁转矩的产生 用右手定则判断转子绕用右手定则判断转子绕 组中感应电流的方向组中感应电流的方向 用左手定则判断转子绕用左手定则判断转子绕 组受到的电磁力的方向组受到的电磁力的方向 电磁力电磁力电磁转矩电磁转矩 T T 与与 n1 同方向。同方向。 N S 工作原理示意图工作原理示意图 2 2、三相异步电动机的基本工作原理、三相异步电动机的基本工作原理 旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。由三相电流通过三相对

3、称绕组产生。 三相定子绕组：三相定子绕组： 三相对称负载三相对称负载 空间对称分布空间对称分布 转子：转子：在旋转磁场作用下，在旋转磁场作用下， 产生感应电产生感应电 动势或电流。动势或电流。 旋转磁场旋转磁场 2021-6-12 取决于三相电流的相序。取决于三相电流的相序。 1 n 1 n A i B i C i m I t A i C i B i m I t 旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 旋转磁场的转速大小旋转磁场的转速大小 一个电流周期（T=1/f），旋转磁场在空间转过360（1圈） 取决于三相电流的频率。取决于三相电流的频率。 旋转磁场的转速 1 60/60 (转/分）nTf

4、n1称为同步转速 2021-6-12 极对数（极对数（P）的概念）的概念 B i A X B Y C Z A i C i A X Y C B Z N S 此种绕组下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为p=1。 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。 C Y A B C X Y Z A X B Z A i B i C i A X X A N S S N Z C Z C B Y B Y 2p 极对数和同步转速的关系分）转/( 60 1 p f n 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系 电动机转速（额定转速）:n 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但 异步电动机 1 nn

5、 无转距 转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线） 无转子电流 提示：如果 1 nn 2021-6-12 转差率转差率 的概念的概念)(s %100 1 1 n nn s 电动机起动瞬间: 1 ,0sn（转差率最大） 10ss范围： 异步电动机运行中:%91s 1 60 11 f ns ns p 电动机转速最大: 1 ,0nns （转差率最小） 2021-6-12 3、三相异步电动机的铭牌数据、三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机三相异步电动机 型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz 电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联

6、联 结结 Y 转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B 1.1.型号型号 Y132S6 Y系列异步机系列异步机 机座中心高度机座中心高度 机座长度代号机座长度代号 2p = 6n0 = 1 000 r/min 2. 额定功率额定功率 PN PN = 3 kW转子轴上输出的机械功率 转子轴上输出的机械功率 3. 额定电压额定电压 UN UN = 380 V定子三相绕组应施加的线电压 定子三相绕组应施加的线电压 磁极数磁极数 4. 额定电流额定电流 IN IN = 7.2A 定子三相绕组的额定线电流定子三相绕组的额定线电流 5. 联结方式联结方式 通常三相异步

7、电动机通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，以下者，联结成星形，4kW以以 上者，联结成三角形。上者，联结成三角形。 2021-6-122021-6-12 三相异步电动机三相异步电动机 型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz 电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y 转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B 6. 额定转速额定转速n 电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。 8. 绝缘等级绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能

8、够承受的极限温度等级，分 为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105(105C)C)，H级最高级最高 (180(180C)C)。 7. 额定功率因数额定功率因数cos 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7-0.90.7-0.9，空载时功率因数很低约为，空载时功率因数很低约为 0.2-0.30.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。 实用中应选择合适容量的电机，实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车” 的现象。的现象。 Y/ 接法 4、三相异步电动机接线、三相异步电动机接线 2021-6-12 额定电压：定子绕组在指定接法下加在绕

9、组两端的电压。 线 电 压 A Z BY X C 线 电 压 A B C X Y Z 380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。 表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、 相电流均为6.48A。 A48. 6/A2 .11/ 2021-6-12 5、 三相异步电机的起动与制动三相异步电机的起动与制动 st I起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。 三相异步电机的起动 起动方法： （1） 直接起动。 （2） 降压起动。Y 起动 自耦降压起动 （3）转子串

10、电阻起动。 2021-6-12 Y 起动 正常运行 l U AZ B Y X C l I 起动 A B C X Y Z l U lY I Z U I l lY 3 3 Z U I l l 设：电机每相阻抗为z 3 1 l lY I I 降压起动适合于空载或 轻载起动的场合 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 使用场合使用场合:电动机自由停车的时间较长，随惯性大小而不同，而某些生电动机自由停车的时间较长，随惯性大小而不同，而某些生 产机械要求迅速、准确地停车，如镗床、车床的主电动机需快速停车；起重产机械要求迅速、准确地停车，如镗床、车床的主电动机需快速停车；起重 机为使重物停位准确及现场安

11、全要求，也必须采用快速、可靠的制动方式机为使重物停位准确及现场安全要求，也必须采用快速、可靠的制动方式 . 制动：制动：机械制动和电气制动机械制动和电气制动 电气制动：电气制动： 反接制动反接制动 能耗制动能耗制动 常用常用 机械制动 当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转。当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转。 1弹簧弹簧 2衔铁衔铁 3线圈线圈 4铁心铁心 5闸轮闸轮 6闸瓦闸瓦 7杠杆杠杆 电源电源 1线圈线圈 2衔铁衔铁 3铁心铁心 4弹簧弹簧 5闸轮闸轮 6杠杆杠杆 7闸瓦闸瓦 8轴轴 反接制动反接制动 在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向

12、旋转，在转子上产生在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向旋转，在转子上产生 的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。 能耗制动能耗制动 电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感 应电流受静止磁场的作用以达到制动目的。应电流受静止磁场的作用以达到制动目的。 KM2 L3 N V 定子绕组直流电通路 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 p f snsn 1 1 60 11 1. 改变极对数 有级调速p 2. 改变转差率 s无级调速 调速方法： 3

13、. 改变电源频率 (变频调速) 无级调速 f 2021-6-12 二、单相异步电动机 单相异步电动机只需单相交流电源供电，因而应用非常 广泛。如，小型机床、轻工设备、医疗机械、家用电器、电 动工具、农用水泵、仪器仪表等众多领域。 优点：使用方便、结构简单、运行可靠、价格低廉、维 护方便等等，与三相异步电机相比，缺点为体积稍大、性能 稍差。 2021-6-12 单相异步电动机的结构特点单相异步电动机的结构特点 2021-6-12 单相异步电动机工作原理单相异步电动机工作原理 单相绕组产生的脉振磁场 单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可，单相感应电动机正常工作时，一般只需要单相绕组即可

14、， 但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场，单相 运行的电动机没有起动转矩。运行的电动机没有起动转矩。 为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组为使电动机能自行起动和改善运行性能，除工作绕组 （又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组（又称主绕组）外，在定子上还安装一个辅助的起动绕组 （又称副绕组）。两个绕组在空间相距（又称副绕组）。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。或一定的电角度。 2021-6-12 单相电阻启动异步电动机 单相电容运行异步电动机 单相电容启动异步电动机 单相双值电容启动运行异步电动机 单相罩极

15、式异步电动机 单相异步电动机分类单相异步电动机分类 2021-6-12 单相电阻启动异步电动机单相电阻启动异步电动机 单相电容运行异步电动机单相电容运行异步电动机 2021-6-12 单相电容启动异步电动机单相电容启动异步电动机 2021-6-12 双值电容单相异步电动机双值电容单相异步电动机 双值电容启动和运行电动机虽然结构较复杂、成本较高、维护 工作量稍大，但其启动转矩大、启动电流小、功率因数和效率高， 适用于空调机、小型空压机和电冰箱等。 2021-6-12 单相罩极式异步电动机 单相罩极异步电动机的主要优点是结构简单、制造方便、成本低、 运行时噪声小、维护方便；主要缺点是启动性能及运行

16、性能较差、效 率和功率因数都较低。常用于小功率空载启动的场合，如台式电风扇、 仪用电风扇、电唱机等。 2021-6-12 单相交流异步电动机的反转单相交流异步电动机的反转 单相异步电动机的运行单相异步电动机的运行 把电容器从一绕组改接到另一绕组。 接有电容器的绕组中 电流的相位总是超前没 有接电容器的绕组，因 而，磁场由接有电容器 的绕组向没有接电容器 的绕组旋转。 电容运行单相异步电动机 2021-6-12 罩极式异步电动机 罩极式异步电动机的转动方向，是由未罩部分转向被罩 部分。一般情况下，罩极式异步电动机不能用改变外部接线 的方法使其反装，因此罩极式异步电动机用于不需要改变转 动方向的装

17、置中。若一定要改变转向，在允许和可能的前提 下，将定子铁心取下，调转 180再装回去，罩极式单相异 步电动机就可以改变转动方向了。 2021-6-12 单相交流单相交流异步电动机异步电动机的调速的调速 利用绕组抽头调速 改变绕组主磁通调速的实质是通过转换开关的不同触点，与事先设 计好的绕组的不同抽头连接，在电动机外部通过抽头的变换增、减主绕 组的匝数，从而增、减绕组端电压和工作电流，调节主磁通，使转速发 生改变。 2021-6-12 串联电抗器调速 在电动机绕组外面串联有抽头的电抗器，又叫调速线圈。这实际上是一 只感抗很大的铁心线圈，通过转换开关，将不同匝数的电抗器绕组与电动机 绕组串联，改变