电工学简明教程第6章

1、第第6章章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造6.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理6.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析 6.4 三相异步电动机的转矩和机械特性三相异步电动机的转矩和机械特性 6.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 6.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 6.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 6.8 三相异步电动机的铭牌数据的选择三相异步电动机的铭牌数据的选择 6.9 三相异步电动机三相异步电动机第第6章章 交流电动机交流电动机直流电动机按照励磁方式的不同分为他励、并励、串励

2、和复励四种。直流电动机按照励磁方式的不同分为他励、并励、串励和复励四种。 电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。 三相异步电动机具有结构简单、制造容易、工作可靠、维护方便、价格三相异步电动机具有结构简单、制造容易、工作可靠、维护方便、价格低廉等优点，它被广泛的用来驱动各种机床，运输机，起重机，传送带，低廉等优点，它被广泛的用来驱动各种机床，运输机，起重机，传送带，中小型通风机及水泵等。中小型通风机及水泵等。 同步电动机主要应用于功率较大，不需调速，长期工作的各同步电动机主要

3、应用于功率较大，不需调速，长期工作的各种生产机械，如压缩机、水泵、风机和家用电器中。种生产机械，如压缩机、水泵、风机和家用电器中。 异步电动机的缺点是调速比较困难，不易实现范围较宽的平滑调速，异步电动机的缺点是调速比较困难，不易实现范围较宽的平滑调速，因此不需要调速的生产机械都采用异步电动机拖动。因此不需要调速的生产机械都采用异步电动机拖动。 直流电动机调速性能比异步电动机好，常用于对调速性能要求很高直流电动机调速性能比异步电动机好，常用于对调速性能要求很高的生产机械。如电梯，矿山用的提升机等。的生产机械。如电梯，矿山用的提升机等。6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造图 6.1.1

4、 三相电动机的构造 三相异步电动机由两个部分三相异步电动机由两个部分组成：定子和转子，如图组成：定子和转子，如图6.1.1所示。所示。 定子由定子铁芯、定定子由定子铁芯、定子绕组和机座组成。子绕组和机座组成。 mm定子铁芯由定子铁芯由0.5相互绝缘的硅钢片叠成，相互绝缘的硅钢片叠成，CZBY,AX, 通常固定在用铸铁或铸钢制成的机座内壁上，铁芯的内圆周表面冲有均匀通常固定在用铸铁或铸钢制成的机座内壁上，铁芯的内圆周表面冲有均匀分布的槽（图分布的槽（图6.1.2），用来嵌放对称的三相绕组），用来嵌放对称的三相绕组， 通称通称A相、相、B相、相、C相绕组。相绕组。A、B、 C端端称为首端，称为首端

5、，X、Y、Z端称为末端，分别引到电动机的端称为末端，分别引到电动机的接线盒上。接线盒上。可根据需要将三相绕组联接成星形（可根据需要将三相绕组联接成星形（Y接）或联接成三角形（接）或联接成三角形（接）。接）。6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造图 6.1.2 定子和转子的铁心片图 6.1.3 鼠笼式转子（a）鼠笼式绕组；（b）转子外形按照转子结构的不同将三相异步电动机分为两种：鼠笼式和绕线式。按照转子结构的不同将三相异步电动机分为两种：鼠笼式和绕线式。转子主要是由转子铁芯和转子绕组组成。转子主要是由转子铁芯和转子绕组组成。 转子铁芯是圆柱状，也用硅钢片叠成，铁芯外表面冲有槽（图转子铁

6、芯是圆柱状，也用硅钢片叠成，铁芯外表面冲有槽（图6.1.2）槽内嵌放）槽内嵌放转子绕组。铁芯装在转轴上，轴上加机械负载。转子绕组。铁芯装在转轴上，轴上加机械负载。 鼠笼式的转子绕组做成鼠笼状，就是在转子铁芯的槽中放铜条，其两端用端鼠笼式的转子绕组做成鼠笼状，就是在转子铁芯的槽中放铜条，其两端用端环联接（图环联接（图6.1.3）。或者在槽中浇铸铝液，铸成一鼠笼（图）。或者在槽中浇铸铝液，铸成一鼠笼（图6.1.4），这样便可以），这样便可以用比较便宜的铝来代替铜，同时制造也快。用比较便宜的铝来代替铜，同时制造也快。 图 6.1.4 铸铝的鼠笼式转子6.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造图

7、 6.1.5 绕线式异步电动机的构造 绕线式绕线式异步电动机的构造如图异步电动机的构造如图6.1.5所示，它的转子绕组同定子绕所示，它的转子绕组同定子绕组一样，也是三相绕组，通常联接成星形。它的三个引出线接在三个组一样，也是三相绕组，通常联接成星形。它的三个引出线接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环，环与转轴都互相绝缘。铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环，环与转轴都互相绝缘。滑环与固定在机壳上的电刷滑动接触。转子绕组可以通过滑环和电刷滑环与固定在机壳上的电刷滑动接触。转子绕组可以通过滑环和电刷与外电路的附加电阻连接，用来改善起动及调速性能。与外电路的附加电阻连接，用来改善起动及调

8、速性能。 在正常运行时，绕线式转子的起动电阻和调速电阻是借助于电刷在正常运行时，绕线式转子的起动电阻和调速电阻是借助于电刷同滑环和转子绕组联接的。同滑环和转子绕组联接的。 鼠笼式电动机构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为生产上应鼠笼式电动机构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为生产上应用最为广泛的一种电动机。用最为广泛的一种电动机。 但与绕线式异步电动机但与绕线式异步电动机相比，其起动和调速性能相比，其起动和调速性能较差，适合拖动不需调速较差，适合拖动不需调速的机械或对调速要求不高的机械或对调速要求不高的机械。的机械。6.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 当三

9、相定子绕组通入三相对称的交流电流时，就会在定子和转子铁心及当三相定子绕组通入三相对称的交流电流时，就会在定子和转子铁心及气隙中产生一个旋转磁场，依靠这个旋转磁场，将定子的电能传递给转子。气隙中产生一个旋转磁场，依靠这个旋转磁场，将定子的电能传递给转子。6.2.1旋转磁场旋转磁场 假设假设AX、BY、CZ三相对称绕组为集中绕组，每相绕组一个线圈，占铁芯三相对称绕组为集中绕组，每相绕组一个线圈，占铁芯两个槽。三相绕组在空间彼此相隔两个槽。三相绕组在空间彼此相隔120 端端A、B、C分别接在三相对称交流电源的分别接在三相对称交流电源的A、B、C端线上，而末端端线上，而末端X、Y、Z联成一点，如图联成

10、一点，如图6.2.1（a）。定子铁芯共有六个槽孔。）。定子铁芯共有六个槽孔。如果三相绕组是星形联接，。如果三相绕组是星形联接，则首则首图 6. 2. 1 三相绕组电路和三相对称电流ABCXYZ(a)AiBiCiiAiBiCiO6090(b)t 当如图（当如图（6.2.1）（b）所示的对称三相电）所示的对称三相电流通过定子三相绕组时，流通过定子三相绕组时，要产生磁场。要产生磁场。 6.2.1旋转磁场旋转磁场n0AXBYCZ(a)n0AXBYCZ(b)n0AXBYCZ(c)图 6.2.2 三相对称电流产生的旋转磁场 ( p = 1 )0t60t90t流出用流出用“”表示。表示。假设当电流从线圈的首

11、端流入，假设当电流从线圈的首端流入， 从末端流出时为正，流入用从末端流出时为正，流入用“”表示，表示，在在0t的瞬时，定子绕组中的电流方向如图的瞬时，定子绕组中的电流方向如图6.2.2（a）所示。）所示。 ， 0Ai0Bi这时这时；0Ci电流电流的合成磁场。在图的合成磁场。在图6.2.2（a）中，合成磁场轴线的方向是自上而下的。）中，合成磁场轴线的方向是自上而下的。;将每相电流所产生的磁场相加，便得出三相将每相电流所产生的磁场相加，便得出三相图图6.2.2（b）所示的是）所示的是60t的合成磁场的方向。的合成磁场的方向。 时定子绕组中电流的方向和三相电流时定子绕组中电流的方向和三相电流这时的合

12、成磁场已在空间转过了这时的合成磁场已在空间转过了60。60t30的合成磁场，它比的合成磁场，它比时的合成磁场在空间又转过时的合成磁场在空间又转过，如图，如图6.2.2（c）所示。）所示。90t同理可得在同理可得在时的三相电流时的三相电流 由上可知道，当定子绕组中通过由上可知道，当定子绕组中通过三相电流后，它们共同产生的合成三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在空间不磁场是随着电流的交变而在空间不断旋转的，这就是断旋转的，这就是旋转磁场旋转磁场。 1旋转磁场的产生旋转磁场的产生 6.2.1旋转磁场旋转磁场2. 旋转磁场的转向旋转磁场的转向 图图6.2.2可见，当通入定子三相绕组的

13、电流相序为可见，当通入定子三相绕组的电流相序为ABC 时，旋转磁场的方向为时，旋转磁场的方向为ABC ，是顺时针方向。，是顺时针方向。如果把电源的三根端线中的任意两根对调，例如，相序为如果把电源的三根端线中的任意两根对调，例如，相序为ACB ，此时旋转磁场的旋转方向将是，此时旋转磁场的旋转方向将是ACB（见图（见图6.2.3），为逆时针方向。可见旋转磁场的转向与通入绕组的），为逆时针方向。可见旋转磁场的转向与通入绕组的三相电流的相序有关。三相电流的相序有关。n0n0AXBYCZ图 6.2.3 旋转磁场的反转ABCAXBYCZ0t60t6.2.1旋转磁场旋转磁场3. 旋转磁场的极数旋转磁场的极数

14、 三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。 120极极，即，即每相绕组有两个线圈串联，绕组的始每相绕组有两个线圈串联，绕组的始端之间相差端之间相差2p旋转磁场具有两对磁极，即旋转磁场具有两对磁极，即，如图，如图6.2.5所示。所示。在上述图在上述图6.2.2的情况下，每组绕组只的情况下，每组绕组只有一个线圈，绕组的始端之间相差有一个线圈，绕组的始端之间相差1pp（是磁极对数）。如将是磁极对数）。如将ABCZYXABCABCXY(b)Z(a)图 6.2.4 产生四极旋转磁场的定子绕组AiCiBiACBZYXn0ACBZYXn030图 6.2.5 三相电流产

15、生的旋转磁场 ( p = 2 )0t60t空间角，空间角，定子绕组安排定子绕组安排则产生的旋转磁场具有一对磁则产生的旋转磁场具有一对磁得如图得如图6.2.4那样，即那样，即60空间角，则产生的空间角，则产生的3p同理，如果要产生三对磁极，即同理，如果要产生三对磁极，即圈，绕组的始端之间相差圈，绕组的始端之间相差p12040空间角。空间角。的旋转磁场，则每相绕组必须的旋转磁场，则每相绕组必须有均匀安排在空间的串联的三个线有均匀安排在空间的串联的三个线4. 旋转磁场的转速旋转磁场的转速6.2.1旋转磁场旋转磁场0t60t60601f由图由图6.2.2可见，当电流从可见，当电流从到到经历了经历了时，

16、磁场在空间也旋转了时，磁场在空间也旋转了。当电流交变了一次（一个周期）时，磁场恰好在空间旋转了一转。当电流交变了一次（一个周期）时，磁场恰好在空间旋转了一转。设电流的频率为设电流的频率为1060 fn ,则旋转磁场的转速为则旋转磁场的转速为min/ r）。）。转速的单位为转每分（转速的单位为转每分（0t在旋转磁场具有两对极的情况下，由图在旋转磁场具有两对极的情况下，由图（6.2.5）可见，当电流也从可见，当电流也从到到60t6030经历了经历了时，而磁场在空间仅旋转了时，而磁场在空间仅旋转了磁场仅旋转了半磁场仅旋转了半 。就是说，当电流交变了一次时，。就是说，当电流交变了一次时，1p26010

17、fn 转，比转，比情况下的转速慢了一半，即情况下的转速慢了一半，即。311p36010fn 同理，在三对极的情况下，电流交变一次，磁场在空间仅旋转了同理，在三对极的情况下，电流交变一次，磁场在空间仅旋转了转，只是转，只是情况下的转速的三分之一，即情况下的转速的三分之一，即ppfn1060由此得出结论：，当旋转磁场具有由此得出结论：，当旋转磁场具有对极时，磁场的转速为对极时，磁场的转速为 p0nmin/r表表6.2.1在我国，工频在我国，工频Hz501f对应不同极对数对应不同极对数p的旋转磁场转的旋转磁场转速速0n见表见表6.2.16.2.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理图图

18、6.2.6是三相异步电动机转子转动的原理图，是三相异步电动机转子转动的原理图， SNn0nFF图 6.2.6 转 子 转 动 的原 理 图可应用左手定则来确定。由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。可应用左手定则来确定。由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。由图由图6.2.6可见，转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。当旋转磁场可见，转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。当旋转磁场反转时，电动机也跟着反转。反转时，电动机也跟着反转。 图中图中N，S表示两极旋转磁场，转子中只示出表示两极旋转磁场，转子中只示出两根导条（铜或铝）。当旋转磁场向顺时针方两根导条（铜或铝）。当旋转磁场向顺时针方向旋转时，其

19、磁力线切割转子导条，导条中就向旋转时，其磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则确定。感应出电动势。电动势的方向由右手定则确定。在这里应用右手定则时，可假设磁极不动，而在这里应用右手定则时，可假设磁极不动，而转子导条向逆时针方向旋转切割磁力线，这与转子导条向逆时针方向旋转切割磁力线，这与实际上磁极顺时针方向旋转时磁力线切割转子实际上磁极顺时针方向旋转时磁力线切割转子导条是相当的。导条是相当的。 由于转子导条是闭合的，在电动势的作用下，导条中就有电流。该由于转子导条是闭合的，在电动势的作用下，导条中就有电流。该电流与旋转磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力电流与旋转磁场相

20、互作用，而使转子导条受到电磁力F。电磁力的方向。电磁力的方向6.2.3 转差率转差率SNn0nFF图 6.2.6 转 子 转 动 的原 理 图n0n0nn 0n0n由图由图6.2.6可见，电动机转子转动的方向与磁场旋可见，电动机转子转动的方向与磁场旋转的方向相同，但转子的转速转的方向相同，但转子的转速旋转磁场的转速旋转磁场的转速相等，即相等，即以及转矩也就都不存在。这样，转子就不可能以及转矩也就都不存在。这样，转子就不可能速之间必须要有差别。这就是异步电动机名称的由来。而旋转磁场的转速速之间必须要有差别。这就是异步电动机名称的由来。而旋转磁场的转速常称为同步转速。常称为同步转速。不可能达到与不

21、可能达到与。因为，如果。因为，如果两者相等，则转子与旋转磁场之间就没有相对运动，两者相等，则转子与旋转磁场之间就没有相对运动，因而磁通就不切割转子导条，转子电动势、转子电流因而磁通就不切割转子导条，转子电动势、转子电流继续以继续以的转速转动。因此，转子转速与磁场转的转速转动。因此，转子转速与磁场转sn0n00nnns我们用转差率我们用转差率来表示转子转速来表示转子转速与磁场转速与磁场转速相差的程度，即相差的程度，即%1%9通常异步电动机在额定负载时的转差率约为通常异步电动机在额定负载时的转差率约为。0)1 (nsn也可写为也可写为 min/ r1440nHz501f【例【例6.2.1】 有一台

22、三相异步电动机，其额定转速有一台三相异步电动机，其额定转速的极数和额定负载时的转差率。电源频率的极数和额定负载时的转差率。电源频率。试求电动机。试求电动机min/ r1440%4%100150014401500%10000nnns【解】由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应【解】由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值（见表于不同的极对数有一系列固定的数值（见表6.2.1）。显然，与）。显然，与min/ r15000n最相近的同步转速最相近的同步转速，与此相应的磁极对数，与此相应的磁极对数2p。因此，额定负载时的转差率为。因此，

23、额定负载时的转差率为6.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析图 6.3.1 三 相 异 步 电 动 机 的每 相 电 路 图定 子 电 路 转 子 电 路1e1e2e2e1f2f1i2i1u绕组和转子绕组中产生漏磁电动势绕组和转子绕组中产生漏磁电动势1e2e和和定子和转子每相绕组的匝数分别为定子和转子每相绕组的匝数分别为1N2N和和1u当定子绕组接上三相电源电压（相电压为当定子绕组接上三相电源电压（相电压为）1i）通过。定子）通过。定子2e2i（由此产生电流（由此产生电流），），而且而且1e组组中也要感应出电动势中也要感应出电动势。（实。（实时，则有三相电流（相电流时，则有三相

24、电流（相电流不仅在转子每相绕组中要感应出电动势不仅在转子每相绕组中要感应出电动势三相电流产生旋转磁场，其磁通通过定子和转子铁三相电流产生旋转磁场，其磁通通过定子和转子铁这磁场这磁场在定子每相绕在定子每相绕转磁场是由定子电流转磁场是由定子电流芯而闭合。芯而闭合。际上三相异步电动机中的际上三相异步电动机中的旋旋和转子电流共同产生的。）此外，还有漏磁通，在和转子电流共同产生的。）此外，还有漏磁通，在定子定子。6.3.1 定子电路定子电路)(dd)()(1111111111etiLiReeiRu)(j)()(1111111111EIXIREEIRU定子每相电路的电压方程和变压器原绕组电路一样，即定子每

25、相电路的电压方程和变压器原绕组电路一样，即 如用相量表示，则为如用相量表示，则为11EU111144. 4UNfE1f1e0n6001pnf 式中，式中，1R1X和和一样，也可得出一样，也可得出和和 式中：式中： 是通过每相绕组的磁通最大值，在数值上它等于旋转磁场的是通过每相绕组的磁通最大值，在数值上它等于旋转磁场的是是的频率。因为旋转磁场和定子间的相对转速为的频率。因为旋转磁场和定子间的相对转速为， 即等于电源或定子电流的频率即等于电源或定子电流的频率分别为定子每相绕组的电阻和感抗（漏磁感抗分别为定子每相绕组的电阻和感抗（漏磁感抗）。）。和变压器和变压器每极磁通；每极磁通；所以所以6.3.2

26、 转子电路转子电路tiLiReiRedd)(2222222222222222j)(IXIREIRE转子每相电路的电压方程为转子每相电路的电压方程为 如用相量表示，则为如用相量表示，则为 上式中转子电路的各个物理量对电动机的性能都有影响，上式中转子电路的各个物理量对电动机的性能都有影响，分述如下。分述如下。式中：式中：2R2X和和分别为转子每相绕组的电阻和感抗（漏磁感抗）。分别为转子每相绕组的电阻和感抗（漏磁感抗）。60)(02nnpf1. 转子频率转子频率转子频率转子频率2fnn 0因为旋转磁场和转子之间的相对转速为（因为旋转磁场和转子之间的相对转速为（），所以），所以60)(02nnpf1.

27、 转子频率转子频率转子频率转子频率2fnn 0因为旋转磁场和转子之间的相对转速为（因为旋转磁场和转子之间的相对转速为（），所以），所以1000260sfpnnnnf时（电动机起动初始瞬间），转子与旋时（电动机起动初始瞬间），转子与旋0n1s 在在，即，即2f12ff 所以这时所以这时最高，即最高，即。 转磁场间的相对转速最大，转子导条被旋转磁通切割的最快。转磁场间的相对转速最大，转子导条被旋转磁通切割的最快。2. 2. 转子电动势转子电动势2E2122244. 444. 4NsfNfE0n1s212044. 4NfE转子电动势转子电动势的有效值为的有效值为 在在，即，即时，转子电动势为时，转子

28、电动势为 这时这时12ff ，转子电动势最大。，转子电动势最大。得出得出 202sEE 3. 转子感抗转子感抗2X2122222LsfLfX0n1s21202LfX12ff 202sXX 转子感抗转子感抗当当，即，即时，转子感抗为时，转子感抗为 这时这时由上两式可得出由上两式可得出 即即，转子感抗最大。，转子感抗最大。4. 转子电流转子电流2I 转子每相电路的电流转子每相电路的电流 2202220222222)(sXRsEXREI5. 转子电路的功率因数转子电路的功率因数2cos220222222222)(cossXRRXRRs2R20sX1cos2s2022cossXR当当很小时，很小时，当

29、当接近接近1 时，时，即两者之间近似地有双曲线的关系。，即两者之间近似地有双曲线的关系。 ； 由上述可知，转子电路的各个物理量，如电动势，电由上述可知，转子电路的各个物理量，如电动势，电流、频率、感抗及功率因数等都与转差率由关，亦即与流、频率、感抗及功率因数等都与转差率由关，亦即与转速有关。转速有关。6.4 三相异步电动机的转矩和机械特性三相异步电动机的转矩和机械特性6.4.1 转矩公式转矩公式2I2E222cosI22cosIKTT因转子电路是电感性的，转子电流因转子电路是电感性的，转子电流比转子电动势比转子电动势滞后滞后的有功分量为的有功分量为。因此可将三相异步电动机的转矩公式写成如下形式

30、。因此可将三相异步电动机的转矩公式写成如下形式 角，转子电流角，转子电流式中式中TK是一个常数是一个常数 111111144. 444. 4UNfUNfE220222122022202)()44. 4()(sXRNfssXRsEI2202222)(cossXRR22022212)(sXRUsRKTK得出转矩的另一个表示式得出转矩的另一个表示式 是一常数。是一常数。式中式中6.4.2 机械特性曲线机械特性曲线1U2R)(sfT )(Tfn 在一定的电源电压在一定的电源电压和转子电阻和转子电阻之下，转矩与转差率的关系曲线之下，转矩与转差率的关系曲线或转速与转矩的关系曲线或转速与转矩的关系曲线，称为

31、电动机的，称为电动机的机械特性曲线机械特性曲线。 TmaxO1s图 6. 4. 1 三相异步电动机的 T = f (s) 曲线 TstTTNsmnNn0n0TmaxOTstTTNnNn0nab图 6. 4. 2 三相异步电动机的 n = f (T) 曲线 )(Tfn )(sfT 图图6.4.2的的曲线可从图曲线可从图6.4.1得出。只须将得出。只须将90T方向转过方向转过，再将表示，再将表示的横轴移下即可。的横轴移下即可。曲线顺时针曲线顺时针在机械特性曲线上，我们要讨论三个转矩。在机械特性曲线上，我们要讨论三个转矩。TCTCTT NT1额定转矩额定转矩在等速转动时，电动机的转矩在等速转动时，电

32、动机的转矩必须与阻转矩必须与阻转矩相平衡，即相平衡，即0T202TTTT60222nPTT由于由于很小，常可忽略，所以，很小，常可忽略，所以， 并由此得并由此得式中式中2P是电动机轴上输出的机械功率。是电动机轴上输出的机械功率。 功率如用千瓦为单位，则得出功率如用千瓦为单位，则得出 nPT29550 额定转矩是电动机在额定负载时的转矩，它可从电动机铭牌上的额额定转矩是电动机在额定负载时的转矩，它可从电动机铭牌上的额定功率（输出机械功率）和额定转速应用式求得。定功率（输出机械功率）和额定转速应用式求得。2最大转矩最大转矩mssTdd202mXRs 从机械特性曲线上看，转矩有一个最大值，称为从机械

33、特性曲线上看，转矩有一个最大值，称为最大转矩或临界转矩最大转矩或临界转矩。对应。对应于最大转矩的转差率为于最大转矩的转差率为，它由，它由求得，即求得，即 2021max2XUKTOTnR2R2图 6.4.4 对应于不同转子电阻R2的 n = f (T) 曲线(U1=常数) R2R2OTnU1图 6.4.3 对应于不同电源电压的 n = f (T) 曲线 (R2=常数)U1U1n0 图 6.7.3 发电反馈制动n0n当转子的转速当转子的转速超过旋转磁场的转速超过旋转磁场的转速时，这时的转距也是制动时，这时的转距也是制动的（图的（图6.7.3）。）。当起重机快速下放重物时，就会发生这种情况。这时重

34、物拖动转子，当起重机快速下放重物时，就会发生这种情况。这时重物拖动转子，0nn 发电反馈制动。发电反馈制动。使其转速使其转速，重物受到制动而等速下降。实际上这时电动机已转入，重物受到制动而等速下降。实际上这时电动机已转入发电机运行，将重物的位能转换为电能而反馈到发电机运行，将重物的位能转换为电能而反馈到电网里去，所以称为电网里去，所以称为p另外，当将多速电动机从高速调另外，当将多速电动机从高速调到低速的过程中，也自然发生这到低速的过程中，也自然发生这种制动。因为刚将极对数种制动。因为刚将极对数加倍时，磁场转速立即减半，但由于加倍时，磁场转速立即减半，但由于惯性，转子转速只能逐渐下降，因此惯性，

35、转子转速只能逐渐下降，因此就出现就出现0nn 的情况。的情况。6.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据今以今以Y132M4型电动机为例，来说明铭牌上各个数据的意义。型电动机为例，来说明铭牌上各个数据的意义。三相异步电动机三相异步电动机型号型号Y132M4功功 率率 7.5KW 频频 率率 50HZ电压电压 380V 电电 流流 15.4A 接接 法法 转速转速 1440r/mjn 绝缘等级绝缘等级 B 工作方式工作方式 连接连接年年 月月 编号编号 xx电机厂电机厂此外，它的主要技术数据有：功率因数此外，它的主要技术数据有：功率因数0.85，效率，效率87 %。型号型号Y 13

36、2 M4三相异步电动机三相异步电动机机座中心高（机座中心高（mm)mm)磁极数磁极数机座长度代号机座长度代号（ S短机座；短机座；M中机座；中机座；L长机座长机座 ）型号型号6.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据表表6.8.1 异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号 小型小型Y，YL系列鼠笼式异步电动机是取代系列鼠笼式异步电动机是取代JO系列的新产品，封闭自系列的新产品，封闭自扇冷式。扇冷式。Y系列定子绕组为铜线，系列定子绕组为铜线，YL系列为铝线。系列为铝线。 2.接法接法这是指定子三相绕组的接法。这是指定子三相绕组的接法。 图 6.8.1 定子绕组的星形联接和角形联

37、接 U1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2W1V2V1U2U1W2W1V2V1U2U1W2接电源接电源连接方法有星形（连接方法有星形（连接和三角形（连接和三角形（联连两种（图联连两种（图6.8.1）。）。 ）图 6.8.2 确定每相绕组头尾的方法iU1V1W1U2V2W2U1V1W1U2V2W2(b)(a)U1V1不亮U2V2220ViU1V1亮U2V2220V2.接法接法2U2V 如果联成图如果联成图6.8.2（a）所示的情况，两绕组的合成磁通不穿过第三绕组，）所示的情况，两绕组的合成磁通不穿过第三绕组，第三绕组中不产生感应电动势，于是电灯不亮（也可用一个适当量程的第三绕组中不产生

38、感应电动势，于是电灯不亮（也可用一个适当量程的交流电压表来代替电灯）。交流电压表来代替电灯）。相联相联 的是第二绕组的尾的是第二绕组的尾（这时，与第一绕组的尾（这时，与第一绕组的尾（）。）。2U1V 当联成当联成6.8.2（b）所示的情况时，灯丝发所示的情况时，灯丝发热红。这时，与热红。这时，与联的是联的是。相相3. 电压电压 铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。一般规定电动机的电压不应该高于或低于额定值的值。一般规定电动机的电压不应该高于或低于额定值的5%。maxT还必须注意，在低于额定电压下运行时，

39、和电压平方成正比的最大转矩还必须注意，在低于额定电压下运行时，和电压平方成正比的最大转矩 ，V,380V3000V6000三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有及及等多种。等多种。会显著降低，这对电动机的运行也是不利的。会显著降低，这对电动机的运行也是不利的。4. 电流电流 铭牌上所标的电流值是铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定指电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。子绕组的线电流值。 图图6.8.3是一台是一台10 kW三相异步三相异步电动机的工作特性曲线。电动机的工作特性曲线。5. 功率与效率功率与效率 铭牌上所标的功率是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。输铭

40、牌上所标的功率是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损、出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。所谓效率铁损及机械损耗等。所谓效率就是输出功率与输入功率的比值。就是输出功率与输入功率的比值。6. 功率因数功率因数cos就是电动机的功率因数。就是电动机的功率因数。 三相异步电动机的功率因数较低，三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为在额定负载时约为0.70.9，而在，而在轻载和空载时更低，空载时只有轻载和空载时更低，空载时只有0.20.3。因此必须正确选择电动。因此必须正确选择电

41、动机的容量，防止机的容量，防止“大马拉小车大马拉小车”，并力求缩短空载的时间。并力求缩短空载的时间。)(cos2Pf曲线如图曲线如图6.8.3所示。所示。7. 转速转速转速等级最常用的是四个极的转速等级最常用的是四个极的）（min/r15000n8. 绝缘等级绝缘等级 绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。极限温度是指电机绝缘结构中最热点的最高容许温度。技术数据见下表。的。极限温度是指电机绝缘结构中最热点的最高容许温度。技术数据见下表。 9. 工作方式工作方式）（1S）（2S电动机的工作方式分为八类，

42、用字母电动机的工作方式分为八类，用字母1S8S分别表示。例如：连续工作方式分别表示。例如：连续工作方式；短时工作方式；短时工作方式，分，分10，30，60，90 min四种；四种；3S断续周期性工作方式（断续周期性工作方式（时间组成，额定负载时间与整个周期之比称为负载持续率。时间组成，额定负载时间与整个周期之比称为负载持续率。），其周期由一个额定负载时间和一个停止），其周期由一个额定负载时间和一个停止6.9 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择 三相异步电动机最为广泛的用在生产上，正确地选择它的功率、种类、型式，三相异步电动机最为广泛的用在生产上，正确地选择它的功率、种类、型式，以及正确地

43、选择它的保护电器和控制电器，是极为重要的。以及正确地选择它的保护电器和控制电器，是极为重要的。6.9.1 功率的选择功率的选择 要为某一生产机械选配一台电动机，首先要考虑电动机的功率需要多要为某一生产机械选配一台电动机，首先要考虑电动机的功率需要多大。合理选择电动机的功率具有重大的经济意义。大。合理选择电动机的功率具有重大的经济意义。1. 连续运行电动机功率的选择连续运行电动机功率的选择例如，车床的切削功率为例如，车床的切削功率为)kW(6010001FvP电动机的功率则为电动机的功率则为)kW(601000111FvPPNPP其额定功率应为其额定功率应为 )kW(10221QHP 又如拖动水泵的电动机的功率为又如拖动水泵的电动