第03章 交流电动机

1、第三章交流电动机交流电动机直流电动机鼠笼式绕线式异步机同步机电动机：电能转换成机械能发电机：其他形式的能量转换成电能p 直流电动机与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。直流电机的优点：p 调速性能好：调速范围广，易于平滑调节。p 起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。p 易于控制。应用：p 轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备。p 用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。1. 三相异步电动机的构造（简单了解）铁心铁心三相三相绕组绕组机座机座端盖端盖定子p 定子（固定部分）由内周有槽的硅钢片叠成U1 -U2V1 -V2W1-W2铸

2、钢或铸铁固定、支撑、防护p 转子（1）鼠笼式转子 铁心槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。鼠笼式绕线式特点：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为串入电阻改善电动机的运行性能。（2）绕线式转子滑环转子绕组电刷三相可变电阻器特点：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为串入电阻改善电动机的运行性能。n0ne2. 三相异步电动机的工作原理f磁铁闭合线圈NS磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势vlBe导线长磁感应强度切割速度（右手定则）闭合导线产生电流 i（左手定则）通电导线在磁场中受力ilBfn0neNSfp 线圈跟着磁铁转两者转动方向一致异步p 线圈比磁场转得慢 n

3、n0n0neNSf旋转磁场是三相异步电动机工作的基础。如何产生旋转磁场？ 结论： 旋转磁场旋转磁场的产生旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。对称：三相对称负载空间对称分布如果两相对调呢？A - B- CM3U1V1W1M3A - B - CU1V1W1结论：顺时针逆时针合成磁场是一个在空间旋转的磁场1旋转磁场的转动方向取决于定子绕组中通入三相电流的相序2只要任意调换两根电源相线即可改变转向3 3单相异步电动机常用于功率不大的电动工具（如手电钻、搅拌器、卷帘机等）和家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇等）。但与同容量的三相异步电动机相比，单相异步电动机的体积较大、运行性能较差、效率较低。定子绕组

4、的轴线，在空间保持不变1. 单相异步电动机的工作原理定子绕组为单相绕组，转子多数为鼠笼式定子中通入单相交流电后，形成脉动磁场。各点磁场在空间和时间上均按正弦规律分布和变化.F讨论：讨论：p 能否启动？p 启动后能否继续运转？问题：结论： 没有起动转矩 转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方向继续转动2. 单相异步电动机的启动 0tAB 45tABSN如果也能产生旋转磁场？How？定子中放置一个起动绕组B与工作绕组在空间相隔 90起动绕组B与电容器串联相位上相差90分相p 电容分相式起动的工作原理W: 工作绕组AST：起动绕组B串CS：离心开关起动时：开关闭合，产生旋转磁场电机转起来；启动后

5、：离心开关被甩开，启动绕组被切断。A AB BC C讨论当三相异步电动机断了一根电源线时，会有什么后果？启动前断一根线（缺相运行），会怎样？3 1如果运行中断一线会怎样？4 2启动前断一根线（缺相运行），会怎样？3 1如果运行中断一线会怎样？4 2变成单相运行。和单相电机一样，电机仍会按原来方向运转。但若负载不变，三相供电变为单相供电，电流将变大，导致电机过热。运行中断线和单相电机一样不能起动。只能听到嗡嗡声，长时间启动不了，会使电动机过热而烧毁。缺相运行三相异步电动机型 号 Y132S2功 率 7.5 kW频 率 50Hz电 压 380 V电 流 15 A 联 结 转 速 2900r/min

6、 功率因数 0.76绝缘等级 B1.型号 Y132S2Y系列异步机机座中心高度机座长度代号 2p = 2n0 = 3 000 r/min2. 额定功率 PNPN = 7.5 kW 轴上输出机械功率的额定值。不等于从电源吸收的功率3. 额定电压 UNUN = 380 V 定子三相绕组应施加的线电压。一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5 磁极数4. 额定电流 ININ = 15A 定子三相绕组的额定线电流5. 额定转速nN电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。6. 额定功率因数N = cosN7. 绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最

7、低(105C)，H级最高(180C)。三相异步电动机型 号 Y132S2功 率 7.5 kW频 率 50Hz电 压 380 V电 流 15 A 联 结 转 速 2900r/min 功率因数 0.76绝缘等级 BY 接法接法接线盒8. 联接方式Y系列电动机3kW及以下，采用Y接法4kW 以上者，采用接法答：可空载或轻载起动运转，但不能带负载，否则电流增大，时间一长烧毁电机。答：承受的相电压增大，磁通和电流均增大，将烧毁电机。讨论如Y接误接为接后果会如何？如接误接为 Y接后果会如何？有大量尘埃、爆炸性或腐蚀性气体、环境温度40以上以及水中作业等场所，应该选择具有合适的电动机。一般场所安装电动机，要

8、注意。不得已的情况下要抬高基础，安装换气扇排潮。环境温度过高会降低电动机的效率，甚至使电动机过热烧毁。灰尘会附在电动机的线圈上，使电动机绝缘电阻降低、冷却效果恶化。安装地点要便于对电动机的维护、检查。电动机的绝缘如果损坏，运行中机壳就会带电。没有良好的接地装置时，当操作人员接触到机壳时，就会发生触电事故。因此，电动机的安装、使用一定要有。在电源中性点直接接地系统，采用保护接中性线，在电动机密集地区应将中性线重复接地。在电源中性点不接地系统，应采用保护接地。电动机的安装应遵循如下原则：转速：转矩：转差率机械特性转矩特性nMSMfnSfM)()(Ms10转矩特性n0Mn机械特性转矩与机械特性曲线转矩与机械特性曲线n0MMmaxOnDA此过程中，电流增加，电源提供的功率自动增加。电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。DA段为稳定工作区。（设：原来工作于P点，M = MP ）MPPnPQMQnQ电动机的自适应负载能力电动机的自适应负载能力负载转矩ML M Mmax电机将会因带不动负载而停转电机带动最大负载的能力。过载系数：NmaxMM三相异步电动机2.28.1工作时，一定令负载转矩MLM