电工部分三相电动机

1、4.3 异步电动机的基本知识4.3.1 三相异步电动机的结构鼠笼式三相异步电动机绕线式定子转子定子铁芯机座定子绕组转子铁芯转轴转子绕组风罩风叶转子定子端盖4.3.2 旋转磁场(1)旋转磁场的产生n1AXBYCZ三相定子绕组中通过的电流0iAiBiCti 电流出t =0时电流和磁场情况NS 电流入AAA同理可分析出其它时刻电流的磁场转向。显然，异步电动机中旋转磁场代替了旋转磁极。定子电流旋转磁场的方向：取决于三相电流的相序。 若要改变异步电动机的旋转方向：只需换接其中两相的顺序即可。0iAiBiCti0iBiAiCti问题与讨论旋转磁场的极对数和同步转速n1之间有什么关系？AXYCBZAiBiA

2、iCYZCBX此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数p=1。极对数p=1时： 将每相绕组分成两段，按上图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。XiBiAiCAAXCXBCYZZBY此时同步转速t =0时转子电流和转子旋转情况n1AXBYCZNS用右手定则可判断出转子导体中感应电流的方向如图示；再用左手定则判断出转子导体的受力方向为上右下左，因此转子顺着同步磁场n1的方向转动。异步机的转动原理 三相对称定子绕组中通入对称三相交流电，即在气隙中形成一个在时间上、空间上都随时间变化的一个旋转磁场。固定不动的转子导体与旋转磁场相切割后感应电流成为载流导体。载流导体又和旋转磁场相互作用，对轴生成电磁

3、转矩，于是电动机就顺着同步转速的方向转动起来。问题与讨论电动机的转速n能等于同步转速n1吗？转子与旋转磁场间没有相对运动提示：如果转子不切割磁场不能生成感应电流转子不是载流导体则不能受力转动结论：nn1异步！4.3.3 三相异步电动机的工作原理转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:（转差率最大）转子最大转速:（转差率最小）电动机运行之中:显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。4.3.4 三相异步电动机的转差率4.3.5 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机型号 Y132M-4 功率 7.5KW 频率 50Hz电压 380V 电流 15.4A 接法 转速 144

4、0r/min 绝缘等级 B 工作方式 连续标准编号 工作制 S1 B级绝缘 年 月 编号 电机厂Y表示异步机，132（mm）表示机座中心高度；M代表中机座（L长机座、S短机座）。额定功率指的是电动机输出的机械功率。额定电压、电流均指电动机额定运行情况下的定子线电压、线电流的数值。额定转速指的是电动机转子的转速n 。 三相异步电动机的定子绕组有两种接法：Y形和形 。 三相定子绕组由机壳外面的接线盒引出，左下图为Y接连线图；右下图为接连线图。4.3.6 三相异步电动机的启动方式1全压起动电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器容量的20 全压起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上

5、的起动方式，又叫直接起动。优点：起动简单。缺点：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负 载正常工作。适用范围：2降压起动起动转矩均为全压起动时的13。运行时，首尾相接构成闭环Y起动时，绕组尾端连成一点适用范围：正常运行时定子绕组为三角形连接，且每相绕组都有两个引出端子的电动机。优点：缺点：起动电流为全压起动时的13。QS1L3V2L2L1QS2FUV1U1U2W1W2V1U1W1W2U2V2Y-降压起动：起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。AZBYXC正常运行UPABCXYZ起动UPY 起动应注意的问题：（1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。

6、 所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合。（2）Y 起动Ist时Tst。 三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7，求： （1）接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =720=140A（2）Ist Y = Ist /3=140/3=47A例：解： 利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低，以达到减小起动电流的目的。自耦变压器备有40、60、80等多种抽头，使用时要根据电动机起动转矩的要求具体选择。自耦降压起动：运行时开关上打与电机直通起动时开关向下打，与自耦变压器相连

7、。QS1L3V1L2L1QS2FUV1U1U1W1W1L2L1L3优点：缺点：具有不同的抽头，可以根据起动转矩的要求，比较方便的得到不同的电压。体积大、成本高。适用范围：适用于容量较大的电动机或不能用Y-降压起动的鼠笼式三相异步电动机。 绕线式异步电动机转子绕组串入附加电阻后，既可以降低起动电流，又可以增大起动转矩。绕线式异步电动机的起动 绕线式异步电动机的起动性能和调速性能都优于鼠笼式异步机，但其结构复杂，维修不易且造价较高。1. 改变极对数p 有级调速。由上式可看出，异步电动机调速的方法有三种：4.3.7 三相异步电动机的调速三相异步电动机的转速2. 改变转差率s 无级调速。3. 改变电源

8、频率f1（变频调速） 无级调速。 第三种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源（常由整流器、逆变器等组成）。4.3.9 三相异步电动机的制动1. 能耗制动 电动机断电后由于机械惯性总要经过一段时间才能停下来。为了提高生产效率及安全，采用一定的方法让高速运转的电动机迅速停转，就是所谓的制动。制动方法：n0=0RM3NSnF当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，把直流电通入两相绕组，产生固定不动的磁场n0。电动机由于惯性仍在运转。转子导体切割固定磁场感应电流，载流导体受到与转子惯性方向相反的电磁力使电机迅速停转。 能耗制动常用于生产机械中的各种机床制动。2. 反接制动n0NSn

9、F把与电源相连接的三根火线任意两根的位置对调，使旋转磁场反向旋转，产生制动转矩。电动机由于惯性仍在运转。转子导体切割反向旋转磁场感应电流，载流导体受到与转子惯性方向相反的电磁力使电机迅速停转。 反接制动适用于中型车床和铣床的主轴制动。ABM3C3. 再生发电制动n0=0NSnF起重机快速下放重物，使重物拖动转子出现nn0情况时，电动机处于发电状态，此时在转子导体中感应电流，感应电流的方向与原电流方向相反，因此产生的电磁转矩方向也相反，这种制动称为再生发电制动。 若能给单相异步电动机一个外力使它转动起来，则顺时针旋转磁场B1和逆时针旋转磁场B2产生的合成电磁转矩不再为零，在这个合成转矩的作用下，

10、即使不需要其它的外在因素，单相异步电动机仍将沿着原来的运动方向继续运转。4.3. 10 单相异步电动机简介 实验室、家庭及办公场所通常是单相供电，因此实验室的很多仪器、各种电动小型工具、家用洗衣机、电冰箱、电风扇等，都采用单相异步电动机。单相异步机采用鼠笼式转子结构，一般容量多在0.75KW以下。 在单相异步电动机的定子绕组通入单相交流电，电动机内产生一个大小及方向随时间沿定子绕组轴线方向变化的磁场，称为脉动磁场。SN 脉动磁场可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的旋转磁场B1、B2。问题与讨论单相异步电动机为什么不会自行起动？ 顺时针方向旋转的磁场B1对转子产生顺时针方向的电磁转矩；逆时针方向旋转的磁场B2对转子产生逆时针方向的电磁转矩。由于在任何时刻这两个电磁转矩都大小相等、方向相反，所以单向异步机的转子不会自行起动，也就是说单相异步电动机的起动转矩为零。合成的脉动磁场在任一时刻都是大小随