电动机讲义教材

1、活性石灰车间m mm m回转窑回转窑活性石灰车间J总论： 活性石灰是炼钢的重要造渣材料。它是一种软烧活性石灰是炼钢的重要造渣材料。它是一种软烧石灰石灰,具有体积密度小、气孔率高、比表面积大、具有体积密度小、气孔率高、比表面积大、化学纯度高、含硫低的特点，因而具有很高的活性，化学纯度高、含硫低的特点，因而具有很高的活性，反应能力强。反应能力强。 国内外的生产实践证明，在转炉炼钢中使用活性国内外的生产实践证明，在转炉炼钢中使用活性石灰，可缩短炼钢吹氧时间增加钢产量；提高钢水石灰，可缩短炼钢吹氧时间增加钢产量；提高钢水收得率，降低石灰单位消耗量，减少萤石用量，因收得率，降低石灰单位消耗量，减少萤石用

2、量，因而也减少了渣量，并有利于提高炉龄；此外还可提而也减少了渣量，并有利于提高炉龄；此外还可提高脱硫脱磷效果，具有显著的经济效益。高脱硫脱磷效果，具有显著的经济效益。实现电能与机械能相互转换的设备称为电机。电能转换为机械电能转换为机械能的旋转电机能的旋转电机机械能转换为电机械能转换为电能的旋转电机能的旋转电机按能量的转换分为：电电 机机 概概 述述绕线式绕线式鼠笼式鼠笼式他励电动机他励电动机并励电动机并励电动机串励电动机串励电动机复励电动机复励电动机永磁直流电动机永磁直流电动机直流伺服电动机直流伺服电动机直流力矩电动机直流力矩电动机无刷直流电动机无刷直流电动机电磁式直流电动机电磁式直流电动机开

3、关磁阻电动机开关磁阻电动机 电电 机机 概概 述述 分分 类类 力矩电动机：是一种能够长期处于堵转状态下的低转速大转矩的电动机。具有反应速度快、转速和转矩波动小，不需要减速机直接驱动负载。能在很低的转带下稳定运行，所以在位置和速度伺服系统中得到了广泛的应用。分直流和交流。 伺服电动机：双称可执行电动机，在自动控制系统中作为可执行元件，把所收到的交流信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。 步进电动机：将脉冲信号转换为位移的控制电机，应用于数控系统中可执行元件。 同步电机转子本身产生固定方向的磁场(用永磁铁或直流电流产生)，定子旋转磁场“拖着”转子磁场(转子)转动,因此转子的转速一定等于同步速

4、，也因此叫做同步电机。 开关磁阻电动机：定子上设有集中绕阻，当一相（或两相）通电时,转子受电磁力的作用而转动，同时导致磁路的磁阻随转子位置的改变而变化，转子位置的改变使设在电机上的位置检测器发出信号，经过逻辑变换控制和触发各项开关元件的通断及控制电流幅值的大小，产生一定转矩的转速。电电 机机 概概 述述 分分 类类异步电动机的优异步电动机的优缺点缺点：缺点缺点:是起动电流较大。下面我们以三相异步电动机为例：三三 相相 异异 步步 电电 动动 机机三相异步电动机的构造与转动原理三相异步电动机的构造与转动原理定子定子转子转子电动机的原理电动机的原理三相异步电动机的构造与转动原理三相异步电动机的构造

5、与转动原理l 三相异步电动机三相异步电动机二、电动机的原理二、电动机的原理电动机的原理电动机的原理三相异步电动机的构造与转动原理三相异步电动机的构造与转动原理电动机的原理电动机的原理 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；（示意图，模型图）三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场； （动画1，动画2） 转子绕组的导体处于旋转磁场中;转子导体切割磁力线，并产生感应电势，判断感应电势方向。转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流;感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，判断电磁力的方向。电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。（动画） 旋转的磁场使其中的导体产生

6、感应电动势（电流），电流处在磁场中受磁场力的作用而转动。 三相异步电动机的构造与转动原理三相异步电动机的构造与转动原理二、三相异步电动机的原理二、三相异步电动机的原理电动机的原理电动机的原理1.1.1电动机的启动电动机的启动1.3.1、三相异步电动机的起动、三相异步电动机的起动一、起动性能一、起动性能 电动机的起动就是将它开动起来。在起动瞬n=0,s=1。我们没从起动时的电流和转矩来分析电动机的起动性能。1、起动电流、起动电流Ist 在电动机刚起动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，磁力线切割转子导体的速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势和产生的转子电流都很大。一般中小型电动机的

7、起动电流约为额定值的5-7倍。当电动机不是频繁起动时，起动电流对电机本身影响不大。因为电机的起动时间很短。但当起动频繁时，由于热量的积累，可以使电机过热。起动性能起动方法2、起动转矩、起动转矩Tst 在刚起动时，虽然转子电流较大，但由于转子的功率因数是很低的。因此起动转矩是不大的，它与额定转矩之比值约为1.02.2。如果起动转矩过小，就不能在满载下起动，应设法提高。但起动转矩也不能过大，否则，会使传动机构受到冲击而损坏。由上述可知，异步电动机起动时的主要缺点是起动电流较大。为了减小起动电流，必须采用适当的起动方法。起动性能起动方法1.1.1电动机的启动电动机的启动二、起动方法二、起动方法 三相

8、电动机的起动方法有两种1、直接起动、直接起动 直接起动就是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电源上。这种起动方法虽然简单，但如上所述，由于起动电流较大，将使线路电压下降，影响负载的正常工作。一般只有功率在二三十千瓦以下的异步电动机才能采用直接起动的方法来起动。而对于功率较大的异步电动机通常都采用降压起动。1、直接起动、直接起动2、降压起动、降压起动起动性能起动方法1.1.1电动机的启动电动机的启动BCKMSB动作原理触头（触头（KM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电电机停转电机停转触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机

9、转动电机转动控制电路控制电路主电路主电路M3ABCKMFUQS点动控制点动控制起动时，合上QS，引入三相电源。按下SB2，交流接触器KM线圈得电，主触头闭合，电动机接通电源直接起动。同时接触器自锁触头KM闭合，实现自锁。停车时，按下停止按钮SB1将控制电路断开即可。此时，KM线圈失电，KM的所有触头复位，KM常开主触头打开，三相电源断开，电动机停止运转。松开SB1后，SB1虽能复位，但接触器线圈已不能再依靠自锁触头通电。 电路电路KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1KM停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮自锁自锁触头触头工作原理工作原理连续控制连续控制ABKM1QSM3CKM2FUFRKM1

10、KM1SB1SB2FRKM2KM2SB3主电路主电路控制电路控制电路操作过程操作过程： 按下按下SB2电机正转电机正转按下按下SB3电机反转电机反转停车停车按下按下SB1注意：该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！正反转控制正反转控制互锁作用：正转时，SB3不起作用；反转时，SB2不起作用。从而避免两接触器同时工作造成主回路短路。KM1SB1KM1SBFFRKM2KM1互锁互锁KM2KM2含有电气互锁的正反转控制带互锁的正反转控制带互锁的正反转控制含有双重互锁的正反转控制KMFSB1KM1SB2FRKMRKMRKMRKMFSB3SB2SB3

11、电气电气互锁互锁机械机械互锁互锁带有双重互锁的正反转控制带有双重互锁的正反转控制2、降压起动、降压起动（1）星形）星形三角形（三角形（Y-）换接起动）换接起动 该方法只适合于电动机在工作时，其定子绕组接成三角形时的情况。 如有一台三角形联接的电动机，接在电压为380V的电源上，其每相定子绕组上的电压就是380V；当采用星形联接并接在相同电源上，此时每相定子绕组上的电压220V。起动性能起动方法1.1.1电动机的启动电动机的启动起动性能起动方法1.1.1电动机的启动电动机的启动 工作过程：按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。同时，时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。接触

12、器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。 KM2的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。时间继电器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源， 其主触点断开而常闭辅助触点闭合。 接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。 停车停车 ：按SB1 辅助电路断电 各接触器释放 电动机断电停车 三相鼠笼式异步电动机采用Y降压起动的优点在于：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，

13、转矩特性差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。 （2）自耦降压起动）自耦降压起动 自耦降压起动适用于容量较大的或正常运行时联成星形不能采用三角起动器的鼠笼式异步电动机。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73%、64%、55%），根据对起动转矩的要求而选用。 起动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价格较贵，相对电阻结构复杂，体积庞大，且是按照非连续工作制设计制造的，故不允许频繁操作。 起动性能起动方法1.1.1电动机的启动电动机的启动（3）串电阻起动）串电阻起动 对于绕线式电动机的起动，只要在转子电路中接入大小适当的起动电阻，就可达到减小

14、起动电流的目的；同时起动转矩也提高了。三相鼠笼式异步电动机采用电阻降压的起动方法，仅适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合 。起动性能起动方法1.1.1电动机的启动电动机的启动1.1.2三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 调速就是在同一负载下能得到不同的转速，以满足生产过程的要求。n=(1-s)n0=(1-s)60f1/pn=60f1/p一、变极调速一、变极调速 由式pf60n10变极调速变频调速其它调速其它调速1.1.2三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速二、变频调速二、变频调速 变频调速就是改变电源电压的频率，从而改变电动机的转速。目前主要采用下图所示的变频装置1

15、.1.2三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速变极调速变频调速其它调速其它调速三、其它调速方法三、其它调速方法1.1.2三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速变极调速变频调速变频调速其它调速其它调速1、串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加 电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。2、绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率 加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电 动机的转速越低。 3、改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性 曲线，从而获得不同转速。 4、电磁调速电动机调速方法 5、液力耦合器调速方法 液力耦合器调速方法液力耦合器调速方法1.1

16、.2三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速，其特点为： 功率适应范围大，几十千瓦至数千千瓦不同功率； 结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低； 多适用于风机、水泵的调速。 变极调速变频调速变频调速其它调速其它

17、调速1.1.3三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 因为电动机的转动部分有惯性，所以把电源切断后，电动机还会继续转动一定时间后停止。为了缩短辅助工时，提高生产机械的生产率，并为了安全起见，往往要求电动机能够迅速停车和反转。这就需要对电动机制动。对电动机制动，也就是要求它的转矩与转子的转动方向相反。这时的转矩称为制动转矩。能耗制动反接制动 能耗制动:电动机切断交流电源的同时给定子绕组的任意二相加一直流电源，以产生静止磁场，依靠转子的惯性转动切割该静止磁场产生制动力矩的方法。 制动所需的直流电流，是从电源电网通过可控硅元件整流而得。制动过程是将转动的机械能转变为电能消耗在转子回路内，达到停机的

18、目的。 用它代替生产机械中的机械抱闸，具有停机时间短，一般为秒，准确性高，耗电量少，成本低等优点。 1.1.3三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动能耗制动反接制动1.1.3三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 反接制动:在电动机切断正常运转电源的同时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的方法。 反接制动的实质：使电动机欲反转而制动，因此当电动机的转速接近零时，应立即切断反接转制动电源，否则电动机会反转。实际控制中采用速度继电器来自动切除制动电源。 要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。现以Y132M-4型电动机为例，来说明铭牌上各个数据的意义。1.1.4三相异步

19、电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌1、型号、型号 为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列，每种系列用各种型号表示。1.1.4三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌型号接法电压、电流、功率与效率功率因数、转速功率因素、转速、绝缘等级2、接法、接法U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2U1V1W1W2U2V21.1.4三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌型号接法电压、电流、功率与效率功率因数、转速功率因素、转速、绝缘等级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。4、电流、电流铭牌上所标的电流值是指电动机在

20、额定运行时定子绕组的线电流。5、功率与效率、功率与效率铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。所谓效率就是输出功率与输入功率的比值。型号接法电压、电流、功率与效率功率因数、转速功率因素、转速、绝缘等级1.1.4三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌6、功率因数、功率因数因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个角。cos 就是功率因数。7、转速、转速由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四个级的（n0=1500r/min)。8、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

21、级的。所谓极限温度，是指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。绝缘等级 极限温度 A 105 E 120 B 1301.1.4三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌9防护等级防护等级 防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其中IP是防护等级标志符号，其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。型号接法电压、电流、功率与效率功率因数、转速功率因素、转速、绝缘等级1.1.5三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用一、安装前的准备1.电动机开箱前应检

22、查包装是否完整无损，有无受潮的迹象。2.检查电动机的铭牌数据是否符合要求。3.耐心检查电动机在运输过程中，有无变形或损坏，紧固件有否松动或脱落， 试用手转动电机输出轴是否灵活。4.用500V兆欧表测量绝缘电阻，其值不应低于0.5M欧，否则对绕组进行干燥处理，干燥处理进行的温度不允许超过 120摄氏度。 二、电动机的安装 1.电动机允许用联轴器、正齿轮及皮带轮传动，但对4KW以上的2极电动机和 11KW以上的4级电动机不宜采用皮带传动。2.采用皮带传动时，电动机轴中心线与配套轴中心线平行且要求皮带中心线与 轴中心线垂直，采用联轴器传动时，电动机中心线与配套轴中心线应重合。3.对立式安装的电动机，

23、轴伸除皮带轮（或相当于普通皮带轮负荷）外不允许 再带其它任何轴向负荷装置。4.电动机的安装应保证其良好的通风冷却条件。 安装前的准备电动机的安装电动机的运用电动机的维护1.1.5三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用三、电动机的运用三、电动机的运用1.电动机应妥善接地，接线盒内右下方有接地装置。必要时亦可利用电动机的底 脚或法兰盘固定螺栓接地。2.电动机的接线板上有6个接线柱，分别有下列标志： 相序 A B C 头 V1 U1 W1 尾 V2 U2 W23.按照铭牌上规定的接法接成或Y。4.电动机一般应有热保护装置，并应根据电动机的铭牌电流调整保护装置的 整定值。5.当电源的频率与铭牌上的数

24、值偏差超过1%或电压偏差超5%时，电动机不 能保证连续输出额定功率。6.电机空载或负载运行时不应有断续的或异常的声响或振动。安装前的准备电动机的安装电动机的运用电动机的维护1.1.5三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用四、电动机的维护 1.使用环境应经常保持干燥，电动机表面应保持清洁，进风口不应有异物。 2.当电动机的热保护连续发生动作时，应查明故障来自电动机还是超负荷或保护 装置整定值太低，消除故障后，方可投入运行。 3.应保证电动机在运行过程中良好的润滑，一般的电动机运行5000h左右，即应 补充或更换滑脂（封闭轴承在使用寿命期内不必更换润滑脂），运行中发现轴 承过热或润滑变质时，应及时换润滑油。更换润滑脂时，应消除旧的润滑脂， 并用汽油洗净轴承及轴承盖的油槽，然后将ZL3锂基润滑脂填充轴承内外圈 之间空腔的1/2（对2极）及2/3（对4.6.8极） 4.当轴承的寿命终了时，电动机运行时的振动及噪声将明显增大，即更换轴承。 5.拆卸电动机时，从轴伸端或非轴伸端取出转子都可以，如果没有必要卸下风扇， 还是从非轴承伸端取出转子较为便利，从定子中轴出转