第7章三相交流异步电动机

1、 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 第第 7 7 章章 三相交流异步电动机三相交流异步电动机 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机7.1 三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构 7.2 三相交流异步电动机的工作原理三相交流异步电动机的工作原理 7.3 三相交流异步电动机的电磁转矩和机械特性三相交流异步电动机的电磁转矩和机械特性 7.4 三相交流异步电动机的启动、调速和制动三相交流异步电动机的启动、调速和制动 内内 容容 7.5 三相交流异步电动机的选择三相交流异步电动机的选择 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机电动机电动机交流交流三相三相同步机同步机发电机发电机电动机电动机电能

2、电能 )(机械能机械能机械能机械能 )(电能电能鼠笼式鼠笼式按按所用所用电电源源不同不同按内部磁场按内部磁场与与轴转速的关系轴转速的关系按相数按相数按转子按转子结构结构概概 述述绕线式绕线式电机电机直流直流异步机异步机单相单相 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机主要由主要由定子定子和和转子转子两部分组成，定子和转子之间两部分组成，定子和转子之间有一定的有一定的气隙气隙。7.1 三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机1、定子定子( (固定固定不动的部分不动的部分) )：作用：产生：作用：产生旋转磁场旋转磁场组成：定子组成：定子铁心铁心、定子绕组定

3、子绕组、机座。、机座。定子定子铁心铁心安放在安放在机座机座内，内， 定子铁心定子铁心上装有上装有定子绕组定子绕组，定子绕组为定子绕组为三相三相对称对称绕组绕组：参数相同，空间上互成：参数相同，空间上互成 1200。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 定定 子子 铁铁 心心定子绕组定子绕组定子铁心硅钢片定子铁心硅钢片 内表面有凹槽内表面有凹槽（下线槽）（下线槽），用于安放定子绕组用于安放定子绕组由互相绝缘的硅钢由互相绝缘的硅钢片叠片叠成成：减小铁心的涡流损耗减小铁心的涡流损耗定子铁心定子铁心下线槽下线槽 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 用带有绝缘层的导线（漆包线或纱包线）绕成用带有绝缘

4、层的导线（漆包线或纱包线）绕成定定 子子 绕绕 组组 U1、V1、W1为三相绕组的首端为三相绕组的首端 U2、V2、W2为三相绕组的末端为三相绕组的末端U1U2V1V2W1W2三相三相对称对称绕组绕组：参数相同，空间上互成：参数相同，空间上互成1200 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机定子绕组定子绕组六个端线引到接线盒内，可接成六个端线引到接线盒内，可接成Y 形形或或形形。定子三相绕组的连接定子三相绕组的连接Y 形连接形连接 形连接形连接 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机组成：组成：转子铁心转子铁心、转子绕组转子绕组、转动轴转动轴2、转子转子( (转动部分转动部分) )鼠笼式鼠笼式转子

5、转子 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机转子铁心转子铁心 转子转子铁心铁心：是电动机：是电动机磁路磁路的一部分，的一部分，一般由相互一般由相互绝缘的绝缘的硅钢片硅钢片叠成，叠成，表面有表面有均匀分布的均匀分布的凹槽凹槽，用用来安装来安装转子绕组转子绕组（转子导体）。（转子导体）。转子硅钢片转子硅钢片 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机转转 子子 绕绕 组组(1)(1)鼠笼式绕组鼠笼式绕组在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置在转子铁心均匀分布的每个槽内各放置一根导体，在铁心两端安放两个端环，称一根导体，在铁心两端安放两个端环，称为短路环，然后把所有导体伸出槽外的部为短路环，然后把所有导体伸出槽

6、外的部分与端环联接起来。若去掉铁心，则绕组分与端环联接起来。若去掉铁心，则绕组部分就像一个鼠笼部分就像一个鼠笼，这这也是鼠笼式电动机也是鼠笼式电动机名称的由来。这种鼠笼式绕组既可以用铜名称的由来。这种鼠笼式绕组既可以用铜条焊接而成，也可以用铝浇铸。条焊接而成，也可以用铝浇铸。转子绕组：转子绕组：是转子是转子电路电路部分，安装在部分，安装在转子铁心转子铁心上。上。鼠笼绕组鼠笼绕组铸铝转子铸铝转子 这种转子是将融化了的铝液直接这种转子是将融化了的铝液直接浇注在转子槽内，并连同两端的短浇注在转子槽内，并连同两端的短路环和风扇浇注在一起路环和风扇浇注在一起。转子绕组分类：转子绕组分类：鼠笼式绕组鼠笼式

7、绕组、绕线式绕组。绕线式绕组。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机(2)(2)绕线式绕组绕线式绕组绕线式绕组绕线式绕组是与定子绕组相似的是与定子绕组相似的三相对称绕组三相对称绕组，一般接成一般接成Y Y形形。每相出线端分。每相出线端分别联接到安装在转轴上的滑环上，环与环、环与转轴之间相互绝缘，依靠滑环与别联接到安装在转轴上的滑环上，环与环、环与转轴之间相互绝缘，依靠滑环与电刷的滑动接触与外电路相联接。电刷的滑动接触与外电路相联接。绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转子绕组回路接入附加电阻，用以改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。子绕组回路接入附

8、加电阻，用以改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。绕线式转子接线绕线式转子接线 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机绕线式转子结构图绕线式转子结构图 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机鼠笼式异步电动机的组成部件鼠笼式异步电动机的组成部件 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机绕线转子三相异步电动机的结构绕线转子三相异步电动机的结构 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机气隙气隙：定子和转子之间应有一定的气隙。若：定子和转子之间应有一定的气隙。若气隙大，则磁阻大，励磁电流大，电动机的气隙大，则磁阻大，励磁电流大，电动机的功率因数降低。因而功率因数降低。因而气隙应尽可能地小气隙应尽可能地小。三相交

9、流异步电动机的气隙三相交流异步电动机的气隙4.44mUfN mFNIR 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机7.2 三相交流异步电动机的工作原理三相交流异步电动机的工作原理工作原理简介：工作原理简介：在三相交流异步电动机的定在三相交流异步电动机的定子三相对称绕组中通入三相对称电流子三相对称绕组中通入三相对称电流 产生产生旋转磁场，旋转磁场的磁力线切割转子绕组旋转磁场，旋转磁场的磁力线切割转子绕组 在转子导体中产生感应电动势和感应电流在转子导体中产生感应电动势和感应电流 有电流流过的转子导体在磁场中必将受到有电流流过的转子导体在磁场中必将受到电磁力的作用，电磁力乘以力臂（转子半径）电磁力的作用，

10、电磁力乘以力臂（转子半径）就是电磁力矩，电磁力矩作用在转动轴上，就是电磁力矩，电磁力矩作用在转动轴上，使转子沿着转动轴转动起来。使转子沿着转动轴转动起来。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机1. 旋转磁场的产生旋转磁场的产生sinsin120sin120AmBmCmiItiItiItBiU1U2V1V2W1W2AiCi定子三相对称绕组定子三相对称绕组（参数（参数相同，空间上互成相同，空间上互成1200）中中通入通入三相对称电流三相对称电流AiBiCimIt 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机U1V2W1V1W21n()电流出电流出( )电流入电流入U2规定规定：当当 i 0 0时，时，电电

11、流从绕组的首端流向流从绕组的首端流向末端，当末端，当 i 0 0时，电时，电流从绕组的首端流出流从绕组的首端流出。电流流入电流流入用符号用符号“”表示表示；电流流出电流流出用符号用符号“ “ ”表示。表示。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机U1U2V2W1V1W2NS合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下AiBiCimIt0t0t时刻时刻iA=0；iB0； iC0一对磁极一对磁极（两极）（两极） 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 180tU2V1W21nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN1n60A120tU2V2W1V1W21n其它其它时刻时刻磁场方向磁场方向AiBiCit

12、mIU1当定子三相对称绕组中通入当定子三相对称绕组中通入三三相对称电流相对称电流，就产生，就产生旋转磁场旋转磁场。在这里，电流正弦量的在这里，电流正弦量的 t 从从02，旋转磁场转动，旋转磁场转动 1 转。转。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机2、旋转磁场的旋转磁场的转向转向与与三相电三相电源的源的相序相序一致一致1n1n对调三根电源相线对调三根电源相线中的任意两根。中的任意两根。AiBiCimItAiCiBimIt怎样怎样可以改变可以改变 旋转磁场旋转磁场的的方向？方向？ 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机3、旋转磁场的旋转磁场的转速转速定子三相对称电流变化一个周期，两极磁场在空间正定

13、子三相对称电流变化一个周期，两极磁场在空间正好好转过转过一周。一周。磁极对数磁极对数 p =1 时时：如果如果电源频率为电源频率为 f1，则旋转磁场的转速为则旋转磁场的转速为：旋转磁场的转速旋转磁场的转速 n1 也称为异步电动机的也称为异步电动机的同步转同步转速速11 60(r/min)nf 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机（1）磁磁极对数（极对数（p）的概念）的概念BiU1U2V1V2W1W2AiCi1p 此种接法下，产生的磁场只有此种接法下，产生的磁场只有 2 个磁极，则磁个磁极，则磁极对数为极对数为 1即：即：NSU1U2V2W1V1W2 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机（2）磁

14、磁极对数（极对数（p）的改变）的改变 每相绕组有每相绕组有 2 2 个线圈个线圈1U/2U2U/1U2W1W/2W/1W1V2V/1V/2VAiV1V2V1U1U2W1W2U1U2W1W2V2CiBi按下图放入定子槽内按下图放入定子槽内 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机磁极对数：磁极对数：2pAiBiCimIt0t1U/2U2U/1UNSSN2W1W/2W/1W1V2V/1V/2ViA=0；iB0； iC0V2V1U1U2W1W2U1U2W1W2V2BiCiAiV1 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 60t1n/1U1U/2U2USNSN30（3）磁磁极对数和转速的关系极对数和转速的关

15、系AiBiCimIt1U/2U2U/1UNSSN2W1W/2W/1W1V2V/1V/2V 0t1160 (r/minfnp） 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机1160 (r/min)fnp?Hzf501时时同步转速同步转速1n(r/min)2p 50011p 0003磁极对数磁极对数3p 00014p507磁极对数磁极对数电源频率电源频率电机同电机同步转速步转速若电源频率为工频若电源频率为工频 当电动机为当电动机为2p个磁极时，个磁极时， 旋转旋转磁场的转速为磁场的转速为: : 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机n1nei4、电动机的电动机的转动转动原理原理NSF磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈

16、e 方向用方向用右手定则右手定则确定确定F 方向用方向用左手定则左手定则确定确定磁场旋转磁场旋转动生电势动生电势电磁生力电磁生力 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机定子三相对称绕组定子三相对称绕组通三相对称电流通三相对称电流旋转磁场的磁力线切割转子导旋转磁场的磁力线切割转子导体（闭合），在转子导体中产体（闭合），在转子导体中产生感应电动势和感应电流（生感应电动势和感应电流（右右手定则手定则）有电流流过的转子导体在磁场中要受到电磁有电流流过的转子导体在磁场中要受到电磁力的作用（力的作用（左手定则左手定则）旋转磁场旋转磁场（转速为转速为n1）转子导体将受到电磁转矩转子导体将受到电磁转矩T 的作用

17、的作用转子导体转动起来，从而带动转动轴转动，即电转子导体转动起来，从而带动转动轴转动，即电动机转动起来。转动方向与旋转磁场的方向相同动机转动起来。转动方向与旋转磁场的方向相同，转速为，转速为 n。异步电动机的转动原理：异步电动机的转动原理： 怎样实现电动机怎样实现电动机 的反向旋转的反向旋转? ?对调三根电源相线对调三根电源相线中的任意两根。中的任意两根。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机电动机转速电动机转速和和旋转磁场转速旋转磁场转速/同步转速同步转速的关系的关系旋转磁场旋转磁场转速转速: :1n转子导体不受到电磁力作用，转子导体不受到电磁力作用，从而无电磁转矩从而无电磁转矩转子与旋转磁

18、场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动转子导体中无感应电动势（旋转磁场的磁力线不切割转子导体）转子导体中无感应电动势（旋转磁场的磁力线不切割转子导体）转子导体中无感应电流转子导体中无感应电流提提 示示：转子转子不能转动即电机不会转动不能转动即电机不会转动电动机转速电动机转速: :n n 和和 n1 是否相等是否相等？异步电动机：异步电动机：n n1，且且 n T2时电动机能起动，否则不能起动时电动机能起动，否则不能起动 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机4. 电动机的运行分析电动机的运行分析达到新的平衡达到新的平衡TN稳定区稳定区1nnTONnLLTnTTTP 稳定区：稳定区：达到新的

19、平衡达到新的平衡LLTnTTTP 非稳定区：非稳定区：.LTnTnTn进入稳定区，这是电动机的启动过程进入稳定区，这是电动机的启动过程.LTnTnTn 这是电动机的停机过程这是电动机的停机过程 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机例：例：已知已知Y225M-2型三相异步电动机的有关技术数据如下：型三相异步电动机的有关技术数据如下：pN=45KW,电源频率电源频率f1=50Hz，nN=2940r/m， ，启动，启动能力能力Kst=2.0，过载系数，过载系数KM2.2，求该电机的额定转差率、额，求该电机的额定转差率、额定转速时电动机转子回路电流的频率、额定转矩、启动转矩、定转速时电动机转子回路电流

20、的频率、额定转矩、启动转矩、最大转矩和额定输入功率。最大转矩和额定输入功率。91.5%N解解：11300029400.023000NNnnsn210.02 501 HzNfs f由电机型号极额定转速可知，该电动机的同步转速为由电机型号极额定转速可知，该电动机的同步转速为3000 r/min。则有则有转子回路电流频率：转子回路电流频率： 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机9550NNNPTnststNTK T2.0 146.17292.34 N m459550146.17 N m2940maxMNTK T2.2 146.17321.57 N m1NNNPP4549.18 kW0.915额定转矩

21、额定转矩启动转矩启动转矩最大转矩最大转矩额定输入功率额定输入功率 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机5. U1 和和 R2变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响(1) U1变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响221st22220TR UTKRX 21max202TUTKX 21m201 =RnnsXn 1nnTO 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机(2) R2变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响stTTOn1nR2 Tst n maxTLT22022212stXRURKT 21max202UTKX 21m201RnnsXn 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机7.4.1 三相异步

22、电动机的启动三相异步电动机的启动/ /起动起动启动过程：启动过程：电动机从接通电源到稳定运行的过程。电动机从接通电源到稳定运行的过程。电力拖动系统对电动机启动的要求：电力拖动系统对电动机启动的要求：（1） 足够大的启动转矩，（足够大的启动转矩，（2） 比较小的启动电流。比较小的启动电流。即：即：(1) (2)ststTI 电动机的实际启动性能正好与要求相反，特点为：电动机的实际启动性能正好与要求相反，特点为：（1） 启动电流很大，即启动电流很大，即Ist很大：很大：Ist=(57)IN（2） 启动转矩不大，即启动转矩不大，即Tst不大：不大：Tst=(12)TN7.4 三相交流异步电动机的启动

23、三相交流异步电动机的启动, ,调速和制动调速和制动 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机为什么？为什么？启动启动时时 ，n = 0，(n1-n) 最大最大，转子感应电动势转子感应电动势转子电流转子电流定子电流定子电流 电动机的实际启动性能正好与要求相反，特点为：电动机的实际启动性能正好与要求相反，特点为：（1） 启动电流很大，即启动电流很大，即Ist很大：很大：Ist=(57)IN（2） 启动转矩不大，即启动转矩不大，即Tst不大：不大：Tst=(12)TNTTCI22cos 2222220cos()RRsX 所以，所以，在启动时，要：在启动时，要：减小减小 Ist 增大增大 Tst 江苏大学

24、电工电子教研室三相交流电动机启动方法启动方法(1) 直接启动（全电压启动）直接启动（全电压启动） (2) 降压启动：降压启动： 星形星形- -三角形三角形(Y ) 降压启动降压启动自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动（适用于鼠笼式异步电动机适用于鼠笼式异步电动机）(3) 转子回路串电阻启动转子回路串电阻启动（适用于绕线式异步电动机适用于绕线式异步电动机）利用开关将电动机直接接到具有额定电压的电源上。利用开关将电动机直接接到具有额定电压的电源上。优点优点：简单：简单、方便方便、经济。经济。不足不足：Ist 很大很大, Tst不大不大 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机Y3llUIZ 3llUI

25、Z 31Y llII1. 降压启动降压启动(1) Y 降压启动降压启动降压启动时的启动降压启动时的启动电流为直接启动时的电流为直接启动时的1 13 3YlIZlU 起动起动U1U2V1V2W1W2正常正常运行运行 lIlUZU1U2V1V2W1W2设：定子绕组每相阻抗为设：定子绕组每相阻抗为Z三角形联接时：三角形联接时：星形联接时：星形联接时： 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机接线简图接线简图Y启动启动L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 启动启动UPU1+Ul+U2V1V2W1W2 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机接线简图接线简图 工作工作L

26、1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1正常正常运行运行 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机lUU31P (a) 只适用于正常运行为三角形联结的电动机。只适用于正常运行为三角形联结的电动机。)(2StUT (b) Y 启动启动ITstst Y 降压启动适合于空载降压启动适合于空载 / 轻载启动的场合轻载启动的场合应注意的问题应注意的问题SYtst31TT ZlU+U1U2V1V2W1W2正常正常运行运行lU+ZU1U2V1V2W1W2 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机L1L3L2FUQ自耦变压器自耦变压器 降压启动

27、降压启动Q2下合：下合： 接入自耦变接入自耦变 压器，降压压器，降压 启动。启动。Q2上合：上合： 切除自耦变切除自耦变 压器，全压压器，全压 工作。工作。合刀闸开关合刀闸开关Q2 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机自耦变压器降压启动：自耦变压器降压启动：设直接启动时设直接启动时电动机的启动电流和启动转矩分别为电动机的启动电流和启动转矩分别为Ist 和和 Tst，采用自耦变压器降压启动，（采用自耦变压器降压启动，（自耦变压器的变比为自耦变压器的变比为K，原边电压为，原边电压为U1，副边电压为，副边电压为U2，原边电流为，原边电流为Ist1，副边电流为，副边电流为Ist2）电动机定子）电动机定

28、子绕组的电压为副边电压绕组的电压为副边电压U2=U1/K，定子绕组的输入电流定子绕组的输入电流 为副边电流为副边电流Ist2则则：2211ststIUIUK2ststIIK 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机可见，用自耦变压器降压启动时电网供给的启动电流为直接启动时的1/K2 倍。启动电流大大减小了但相应地，降压后的启动转矩也降低了，也为直接启动时的1/K2 倍。根据变压器的变电流功能有：采用自耦变压器降压启动，自耦变压器的副绕组通常有几个独立的抽头，使副边电压按不同的变压比提供低电压给用户选用，例如选用60% 的抽头（即1/K）作为起动电压，启动电流只为直接启动时的36%，相应启动转矩也降

29、为直接启动时的36%。212stststIIIKK12ststTTK 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 自耦变压器备有抽头，以便得到不同的电压自耦变压器备有抽头，以便得到不同的电压（例如为电源电压的（例如为电源电压的73%、64%、55%），根），根据对启动转矩的要求而选用。据对启动转矩的要求而选用。自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动: 适用于适用于容量较大或者正容量较大或者正常运行为常运行为 星形星形 连接连接的鼠笼式异步电动机。的鼠笼式异步电动机。 自耦变压器降压启动的优点是不受电动机自耦变压器降压启动的优点是不受电动机绕组接线方法的限制，可按照允许的启动电流绕组接线方法的限制，可按

30、照允许的启动电流和所需的启动转矩选择不同的抽头，常用于启和所需的启动转矩选择不同的抽头，常用于启动容量较大的电动机。其缺点是设备费用高，动容量较大的电动机。其缺点是设备费用高，不宜频繁起动。不宜频繁起动。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机20221222202st()EIRIIRX滑环滑环电刷电刷定子定子转子转子启动时将适当的启动时将适当的 R 串入转子电路中，启动后将串入转子电路中，启动后将R 短路。短路。启动电阻启动电阻 2. .绕线式电动机绕线式电动机转子电路串电阻转子电路串电阻启动启动RstRstRst 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机若若 R2 选择选择合适合适，转子电路串电

31、阻启动既可以，转子电路串电阻启动既可以减小启动电流减小启动电流，又可以，又可以增加启动转矩增加启动转矩。常用于要求启动转矩较大的生产机械上。常用于要求启动转矩较大的生产机械上。R2 Tst 22022212stXRURKT 22RR stTTOn1nmaxT2R2R stT 转子电路串电阻启动的特点转子电路串电阻启动的特点 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机A2849230880380310453. (1)NNN3N2Ncos310 UPI 一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，定子动机，定子绕组绕组型联结，其额定数据为：型联结，其额定数据为：P2N=45kW,nN=14

32、80r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求：(1) 额定电流额定电流IN? (2) 额定转差率额定转差率sN? (3) 额定转矩额定转矩 TN 、最大转矩最大转矩Tmax 、和启动转矩和启动转矩Tst 。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 (2) 由由nN=1480r/min，可知，可知 p=211500 r / minn 1N1150014800.0131500nnns (3)2NNN45 95509550290.4 N m1480PTn mN 9638429022)(NNmax

33、max .TTTTmN 8551429091)(NNstst .TTTT 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 在在上例中上例中(1)如果负载转矩为如果负载转矩为 510.2Nm, 试问在试问在U=UN和和U =0.9UN 两种情况下电动机能否起动？（两种情况下电动机能否起动？（2）采）采用用Y- 换接起动时，求起动电流和起动转矩。换接起动时，求起动电流和起动转矩。 又当负又当负载转矩为额定转矩的载转矩为额定转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？ (1) 在在U=UN时时 Tst = 551.8Nm 510.2 N. m 2st0.9551.8447 N m510.2

34、N mT 不能起动不能起动 (2) Ist =7IN=7 84.2=589.4 AA519645983131st stY.II 在在U = 0.9UN 时时能起动能起动例例: 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机在在80%额定负载时额定负载时stYN183.9183.9180%290.4 80%232.3TT 不能起动不能起动在在50%额定负载时额定负载时stYN183.9183.9150%290. 4 50%145.2TT 可以起动可以起动mN918385513131ststY .TT 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机2121ststUTTU 1UstT 降压启动是根据启动电流与端电压成

35、正比来实现的,如以上两种起动方法。异步电动机欲能稳定运行，必须满足TN=TL，而异步电动机欲能启动，则必须满足TstTL。设直接启动时，加在定子绕组上的端电压和电动机的启动转矩分别为U1和Tst，而降压启动时端电压和启动转矩分别为21U因为T所以：11s ts tTUUT 仅适用于空载或轻载启动。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机1.8 359.76647.57ststNTK TN mmax2.0359.76719.52MNTKTN m355 10102.553cos3380 0.926 0.88NNNNnPIAU88. 0cosN【例例】 已知某三相异步电动机的额定数据如下：PN=55k

36、W，nN=1460r/min，UN=380V，KM=2.0，Kst=1.8，N=92.6%， ，Ist/IN=7.0。求：该电动机的额定转矩、起动转矩、最大转矩、额定电流；当电动机带额定负载运行时，电源电压短时间降低， 最低允许降低到多少伏？（3）若要满足满载起动，电源电压至少应为多少伏？（4）采用Y降压起动时的起动转矩和起动电流；（5）带70%额定负载能否采用Y降压起动？5595509550359.761460NNNPTN mn解：(1) 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机1380283.231.8stNNstNTTUUVTT 1380268.72.02mNNNmNTTUUUVTT 116

37、47.57215.8633stYstTTN m117.0102.55239.2833stYstIIA所以不能在带动70%额定负载时采用Y降压起动。（4）Y-降压起动时2()mmNTUTUmTU当电源电压降低，电磁转矩会随之成平方倍数下降，为使电动机维持运转和不堵转停车，必须使TmaxTN，设最低允许电压为 ，对应的最大转矩为 ,则 ， 即(3)设电源电压至少为 ，对应的起动转矩为 ,则即2()s ts tNTUTUUstT（5）带70%额定负载时 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机 上例中的电动机（额定数据如下：PN=55kW，nN=1460r/min，UN=380V，KM=2.0，Kst=

38、1.8，N=92.6%， ，Ist/IN=7.0。）求：如果采用自耦变压器降压起动，使电动机的 起动转矩为额定转矩的70%，试求？（1）自耦变压器的变压比；（2）供电线路上的起动电流6.17.08.111NNTTUUK1U解：（1）自耦变压器的变压比 设自耦变压器副边电压为122717.85280.41.6ststIIAK（2）供电线路中的起动电流Ist1上题中，IN=102.55A Ist=7.0102.55=717.85A所以 88. 0cosN 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机116011fns nsp1.1.变频调速变频调速 ( (无级调速无级调速) ) f=50Hz逆变器逆变器M

39、3 整流器整流器 f1 可可+频率调节范围频率调节范围0.5几百赫兹几百赫兹三种电气三种电气调速方法调速方法7.4.2 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速要求：变频器在变频同时也要改变电压大小，要求：变频器在变频同时也要改变电压大小，使使U1/f1=const，这是恒磁通变频调速的协调控制条件，这是恒磁通变频调速的协调控制条件 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机变极调速变极调速 ( (有级调速有级调速) )变频调速方法可实现变频调速方法可实现无级平滑调速无级平滑调速, ,调速性调速性能优异，正获得越来越广泛的应用。能优异，正获得越来越广泛的应用。U11U21U12U22iiP=2U11

40、U12U21U22NNSS 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机U11U21U12U22iiP=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机，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调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。U11U12U21U22SN 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机Tn1no22RR2R2R变转差率调速变转差率调速 ( (无级调速无级调速) ) 变转差率调速变转差率调速是是绕线式电动机绕线式电动机特有的一种调特有的一种调速方法。其优

41、点是速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少调速平滑、设备简单投资少，缺点是缺点是能耗较大能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。提升、起重设备中。nnTLTLs sTs2R2Ro 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动1. 能耗制动能耗制动制动方法制动方法机械制动机械制动电气制动电气制动能耗制动能耗制动反接制动反接制动发电反馈制动发电反馈制动 在断开三相电源的同时，给电动机其中一相定在断开三相电源的同时，给电动机其中一相定子绕组中通入直流电流，子绕组中通入直流电流，直流电流形成的固定磁场直流电流形成的固定磁场和和

42、旋转的转子旋转的转子作用，产生了与转子转动方向相反的作用，产生了与转子转动方向相反的转矩转矩（制动转矩制动转矩），使转子），使转子快速快速停止转动。停止转动。 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机nF转子转子T n0=02. 反接制动反接制动 停机时，将接入电动机的三相电源线中的任意两根相线停机时，将接入电动机的三相电源线中的任意两根相线对调，将产生一个与电动机转动方向相反的旋转磁场，从对调，将产生一个与电动机转动方向相反的旋转磁场，从而获得制动转矩，使电动机快速停止转动。而获得制动转矩，使电动机快速停止转动。 M3+-运行运行制动制动优点：能耗制动方法优点：能耗制动方法准确、平稳、耗能少准确

43、、平稳、耗能少。缺点：需直流电源，在电动机停转后，要立即切断直流电源缺点：需直流电源，在电动机停转后，要立即切断直流电源 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机运转运转制动制动nF转子转子T n11.1.反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速很大。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。为限制电流，在制动时要在定子或转子中串电阻。即切割磁力线的速度很大，造成即切割磁力线的速度很大，造成 ，引起，引起 。2I1I注意注意:1nn2.2.制动即将结束时（转速很低），要及时切断电源，防止电制动即将结束时（转速很低），要及时切断电源，防止电动机又反方向

44、转动起来动机又反方向转动起来111nnsn 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机nF转子转子T n1n n13.3.发电反馈制动发电反馈制动 当当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，时，旋转磁场产旋转磁场产生的电磁转矩生的电磁转矩作用方向发生变化，由作用方向发生变化，由驱动转矩驱动转矩变为变为制动转矩制动转矩。电动机进入制动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电电动机进入制动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。能回送给电网。110nnsn 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机三相交流异步电动机的选择三相交流异步电动机的选择型号型号 磁极数磁极数( ( 磁极对数磁极对数 p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座长度代号机座中心高机座中心高（mm）三相异步电动机三相异步电动机教材表教材表 7-2 中列出了各种电动机的系列代号。中列出了各种电动机的系列代号。7.5.1 三相交流异步电动机的额定参数三相交流异步电动机的额定参数 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号 江苏大学电工电子教研室三相交流电动机2. 接法接法定子三相对