第二部分__三相异步电动机

1、三相异步电动机分为三相异步电动机分为：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第二部分第二部分 三相异步电动机三相异步电动机一、一、 三相异步电动机的三相异步电动机的结构结构与工作原理与工作原理下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。 右图是一台三相鼠笼型异步电右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。动机的外形图。（一）定子（一）定子 定子铁心：定子铁心：用用0.5mm厚的硅钢片叠制而成，用厚的硅钢片叠制而成，用于嵌放定子绕组。于嵌放定子绕组。 定子绕组：定子绕组：是定子的电路部分，用铜漆包线绕是定子的电路部分，用铜漆包线绕制而成。制而成。异步电机主要由定子

2、和转子两部分组成。一、一、 三相异步电动机的三相异步电动机的结构结构与工作原理与工作原理定子绕组的联接：定子绕组的联接：U1U2V1V2W1W2U1V1W1U2V2W2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组定子绕组星接星接定子绕组定子绕组角接角接端子端子（二）转子（二）转子有两种：有两种：鼠笼型鼠笼型和和绕线型。绕线型。转子由转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等组成。转子由转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等组成。鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图这种电机的特点是：可以在转子绕组中串入附加电这种电机的特

3、点是：可以在转子绕组中串入附加电阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。 三相三相绕线型绕线型转子结构。绕组的三个出转子结构。绕组的三个出线端子接到固定在转轴上的三铜环上，通线端子接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。过电刷引出。二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理（一）旋转磁场（一）旋转磁场1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生 旋转磁场的产生条件：在旋转磁场的产生条件：在对称对称的三相的三相绕组中通入绕组中通入对称对称的三相正弦交流电，即可的三相正弦交流电，即可产生旋转磁场。产生旋转磁场。二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动

4、机的工作原理两极三相异步电动机定子绕组两极三相异步电动机定子绕组 对两极三相异步电动机，当正弦交流电对两极三相异步电动机，当正弦交流电变化一周变化一周，合成磁，合成磁场在空间正好场在空间正好旋转了一周旋转了一周。min/ r 30001506060 , 11pfnp两极三相异步电动机旋转磁场两极三相异步电动机旋转磁场 四极三相异步电动机定子绕四极三相异步电动机定子绕组组四极三相异步电动机旋转磁场四极三相异步电动机旋转磁场 对四极三相异步电动机，当对四极三相异步电动机，当正弦交流电变化一周正弦交流电变化一周，合成，合成磁磁场场在空间正好在空间正好旋转了半周旋转了半周1800。min/ r 150

5、02506060 20pfnp，因此，旋转磁场的极对数越多，其旋转磁场转速越低。因此，旋转磁场的极对数越多，其旋转磁场转速越低。2. 旋转磁场的转速：旋转磁场的转速：pfn11603.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向 旋转磁场的方向旋转磁场的方向由通入定子绕组由通入定子绕组三相交流电的相三相交流电的相序决定序决定。改变三相交流电的相序即可改变旋转磁场的。改变三相交流电的相序即可改变旋转磁场的方向。即将接到电动机上的三相电源线的任意两根对方向。即将接到电动机上的三相电源线的任意两根对调即可。调即可。 各种极数的电机的各种极数的电机的n0 2极（极（p1）n13000（r/min） 4极（极（

6、p2）n11500（r/min） 6极（极（p3）n11000（r/min） 8极（极（p4）n1750 （r/min） 一般的额定转速低于这个值，如一般的额定转速低于这个值，如4极电机区极电机区1450r/min左右左右 （二）转子的转动（二）转子的转动S= 11nnn1.转子的转动原理转子的转动原理2.转子的转速转子的转速n、转差率、转差率s图2-27三相异步电动三相异步电动机转动原理机转动原理 )1 (60)11111spfsnsnnn（三相异步电动机的额定转差率三相异步电动机的额定转差率 SN=0.010.07。电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 ,0sn（转差率最大）（转差率最大）转差

7、率最小），转子最大转速( 0 1snn11nnnS由于2.额定电压、额定电流均指额定电压、额定电流均指线值线值。1.电动机的额定功率电动机的额定功率:指的是指的是轴上的输出功轴上的输出功率率。即。即NNNNNIUPPcos32NNNIUPcos31%PP1001222cossmTICT 常数常数每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的2cos（牛顿（牛顿 米）米）由电机原理由电机原理推出推出结论：结论：T与转子电流的有功分量成正比与转子电流的有功分量成正比22222121)(sXRsRfUCT 单位（单位（N .m）21UT mmmSSSST2NNmNmmnPTT9550)1(mm

8、NmSS其中其中:NNNnPT955011NNnnSn)(Tfn n1TNTnNTstTmaxNNNnPT9550NststTTKn0NmmTT 21UT 22XRsm Tm= 22112XUfC22222211XRRUfcst22XRsm T Tm m= = 22112XUfC22222211XRRUfcstPfn1160Sm1，Tst随随RP的增大而增的增大而增大，大， Sm1时，时，Tst随随RP的增的增大而减小。大而减小。 1.起动：电动机工作时，转子从静止状态到起动：电动机工作时，转子从静止状态到稳定运行的过程称为起动过程简称起动。稳定运行的过程称为起动过程简称起动。 鼠笼式电机起动

9、电流鼠笼式电机起动电流Ist为额为额定电流的定电流的4 7 倍。倍。 10千瓦以下的电机采用。千瓦以下的电机采用。 降压起动方法降压起动方法Y 减压起动减压起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动定子串接电阻或电抗器减压起动定子串接电阻或电抗器减压起动为了保证启动过程平衡快速，一般为了保证启动过程平衡快速，一般Tst1启动转矩启动转矩=(1.52)TNTst2切换转矩切换转矩=(1.11.2) TN 频敏变阻器是一个铁芯损耗很大的三相电抗器。接成星形。制动方法：机械制动和电气制动制动方法：机械制动和电气制动1.机械制动：机械制动：利用外加机械力使电动机迅速停止利用外加机械力使电动机迅速停止的方

10、法。的方法。2.电气制动电气制动:使电动机的电磁转矩方向与电动机使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方向相反旋转方向相反,其制动作用。其制动作用。3.电气制动有电气制动有:反接制动、能耗制动和回馈制动反接制动、能耗制动和回馈制动。（一（一 ）反接制动：）反接制动： 反接制动有：反接制动有：电源反接制动电源反接制动和和倒拉反接制动倒拉反接制动 注意：注意：当电动机的转速当电动机的转速接近于零时，应及时切接近于零时，应及时切断电源，以防电动机反断电源，以防电动机反转。转。特点：特点：反接制动线路简反接制动线路简单，制动力大，制动效单，制动力大，制动效果好。但由于冲击大，果好。但由于冲击大，制动电流大

11、，能耗大。制动电流大，能耗大。不宜在频繁制动的场合不宜在频繁制动的场合下使用。下使用。1-11nnnS1)(1111nnnnnnS特点：能量损耗大，但能获得任意低的转速来下放重物，安全性好。M3+-运行运行制动制动n F转子转子能耗制动：能耗制动：停车时，断开交流电源，接至直流停车时，断开交流电源，接至直流 电源上，产生制动转矩；电源上，产生制动转矩；能耗制动电动机变成了一台交流发电机：能耗制动电动机变成了一台交流发电机：其输入使电其输入使电动机的动能，它的负载是转子电路的电阻，其电压和动机的动能，它的负载是转子电路的电阻，其电压和频率随转子转速降低而降低。其特性在频率随转子转速降低而降低。其

12、特性在象限。象限。增加转子电阻增加转子电阻增加直流电压 特点：制动平稳、能实现准确快速停车，且不会实现反向起动，制动比较经济。但当转速较低时，制动转矩小，制动效果差。 使用场合：电动机容量较大，制动频繁的场合。 起重机就是应用反向回馈制动来获得重物高速稳定下放的。将电动机正向电源反接。 转子串电阻越大，下放速度越高。0-1111nnnnnnS 发生在变级调速或变频调速过程中，由高速档变为低速档的降速过程中。011nnnSpfsnsn1160)1 ()1 ( 变极原理：变极原理： 只要将两个只要将两个“半相绕组半相绕组”中的任一个中的任一个“半相绕半相绕组组”中的电流反向，就可以将极对数增加一倍

13、（顺串中的电流反向，就可以将极对数增加一倍（顺串)或减或减少一倍（反串或反并）。少一倍（反串或反并）。改变绕组接线的同时，必须将改变绕组接线的同时，必须将V、W两相出线端对调。两相出线端对调。 特点：特点： 变极后，极对数减半，转速增加一倍，输出功变极后，极对数减半，转速增加一倍，输出功率增大一倍，输出转矩不变，属于率增大一倍，输出转矩不变，属于恒转矩调速恒转矩调速性质性质。 适用于拖动适用于拖动起重机、电梯、运输带起重机、电梯、运输带等恒转矩负载的等恒转矩负载的调速。调速。改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速。改变电源频率从而使电动机的同步转速变化达到调速。要求：要求：U1必须随频

14、率的变化作正比变化。必须随频率的变化作正比变化。1111fUfU 变频调速是以变频器向交流电动机供电，并构成变频调速是以变频器向交流电动机供电，并构成调速系统。调速系统。 变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换成变频器是把固定电压、固定频率的交流电变换成可调电压、可调频率的交流电的变换器。可调电压、可调频率的交流电的变换器。 交交-交变频器交变频器 交交-直直-交变频器交变频器 为为恒转矩恒转矩调速，适用调速，适用于恒转矩负载的调速。于恒转矩负载的调速。在转子回路串入大小和相位可在转子回路串入大小和相位可以调节的三相对称的附加电以调节的三相对称的附加电动势动势Ef 。如图所示：为晶闸管串级调

15、速如图所示：为晶闸管串级调速原理图。原理图。 控制逆变器的逆变角，控制逆变器的逆变角，就可改变逆变器的电压，即就可改变逆变器的电压，即改变了反电势的大小，从而改变了反电势的大小，从而达到调速的目的。达到调速的目的。 这种调速具有这种调速具有恒转矩恒转矩调速性质，损耗小、效率高，调速性质，损耗小、效率高，在技术和经济指标上具有优越性。在技术和经济指标上具有优越性。a)曲线曲线1通风机负载，调速范围较宽。曲线通风机负载，调速范围较宽。曲线2恒转矩负载，范围恒转矩负载，范围较窄较窄b)采用转子电阻较大的采用转子电阻较大的高转差率电动机高转差率电动机，调速范围较宽，但特，调速范围较宽，但特性较软，运行稳定性差。采用测速反馈的闭环调速控制。性较软，运行稳定性差。采用测速反馈的闭环调速控制。 耐压试验：耐压试验： 转子的耐压值：转子的耐压值：电机接电机接2倍的定子额定电压加上倍的定子额定电压加上1000伏，历时一分钟。伏，历时一分钟。 比如额定电压为比如额定电压为380V的电