第4章异步电动机及其控制

1.笼式异步电动机的起动（1）直接起动（全压起动）(a)小容量的电动机（二三十千瓦以下）；(b)

电源容量足够大时。（2）降压起动

(a)Y－降压起动：适用于：正常运行为△联结的电动机。▲

Y型起动的起动转矩：▲

Y型起动的起动电流：IS△IsY=1313TS△TsY=√3▲

Y－降压起动的特点：

(1)电源电压不变，定子绕组接法改变；

(2)降压比为1(b)自耦变压器降压起动Isa=KA2Is▲

自耦变压器降压起动的起动电流为：Tsa=KA2Ts▲

自耦变压器降压起动的起动转矩为：上一节下一节▲自耦变压器降压起动的特点：①定子绕组接法不变，改变定子绕组的电压；②降压比KA可调:0.5、0.65、0.8；0.55、0.64、0.731.改变磁极对数p2.改变转差率s

3.改变电源频率f1(变频调速)调速方法：二、三相异步电动机的调速

有级调速无级或有级调速无级调速

n=(1－s)n1=(1－s)

p60f1上一页下一页返回上一节下一节第四节三相异步电动机的起动与调速变频调速

U、f可变M3~3~整流电路逆变电路50Hz控制电路n0TnOfNf1＜fN

直流动画演示f2＜f1上一页下一页返回上一节下一节变频调速

f=50Hz逆变器M3~整流器f1、U1可调+–~变频调速方法恒转距调速（f1<f1N）恒功率调速（f1>f1N）频率调节范围：0.5~几百赫兹

变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。上一页下一页返回上一节下一节变极调速U1U2U3U4U1U2U3U4××××(a)p=2(b)p=1SSNNSN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，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。变转差率调速（1）变压调速UNn0TnOsMTL上一页下一页返回上一节下一节（2）转子串电阻调速R2R2+RCn0TnOTMM3~3~RCTL上一页下一页返回上一节下一节

变转差率调速是绕线型电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。4.5三相异步电动机铭牌数据和选择1.型号

磁极数(极对数p=2)例如：Y132M－4

用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座中心高（mm）三相异步电动机教材表4-1中列出了各种电动机的系列代号。一、异步电动机铭牌数据异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线型异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO上一页下一页返回上一节下一节2.接法定子三相绕组的联接方法。通常U2U1W2V1V2W1Y联结联结W2U2V2V1W1U1接线盒V1W2U1W1U2V2W1U1V1W2U2V2接电源W1U1V1W2U2V2接电源上一页下一页返回上一节下一节3.电压例如：380/220V、Y/是指线电压为380V时采用Y联结；线电压为220V时采用联结。

说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5%。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高或过低都会使电动机的电流大于额定值,从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。三相异步电动机的额定电压有380V，3000V,及6000V等多种。上一页下一页返回上一节下一节4.电流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形联结下电机的线电流为6.73A；三角形联结下线电流为11.64A。两种接法下相电流均为6.73A。

5.功率与效率

鼠笼电机

=72~93％电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2，它不等于从电源吸取的电功率P1。上一页下一页返回上一节下一节注意：实用中应选择容量合适的电机，防止出现“大马拉小车”的现象。6.功率因数PN

三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为0.7~0.9。空载时功率因数很低，只有

0.2~0.3。额定负载时，功率因数最高。

7.额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cosO上一页下一页返回上一节下一节如：

n

N=1440转/分

sN=0.048.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级最低(105ºC)，H级最高(180ºC)。上一页下一页返回上一节下一节一Y225-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。试求:（1）额定电流；（2）额定转差率；（3）额定转矩TN、最大转矩TM、起动转矩TS。[例]功率转速电压效率功率因数IS/INTS/TNTM/TN45kW1480r/min380V92.3%0.887.01.92.2[解]（1）4～100kW的电动机通常都是380V，Δ联接。

（2）由已知可知，电动机，。所以:是四极，即上一页下一页返回上一节下一节（3）

（一）功率的选择

功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。1.

对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。2.对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。上一页下一页返回上一节下一节二、异步电动机的选择（二）种类和型式的选择1.种类的选择

一般应用场合应尽可能选用笼型电动机。只有在需要调速、不能采用笼型电动机的场合才选用绕线型电动机。选择电动机的种类是从交流或直流、机械特性、调速与起动性能、维护及价格等方面来考虑的。如果没有特殊要求，一般都应采用交流电动机。

绕线型电动机的基本性能与笼型相同。其特点是:起动性能较好，并可在不大的范围内平滑调速。但是它的价格较笼型电动机贵，维护也较不便。

（2）封闭式，代号为IP44，电动机的机座和端盖上均无顶风孔，完全是封闭的。外部的潮气和灰尘不易进入电动机，多用于灰尘多、潮湿、有腐蚀性气体、易引起火灾等恶劣环境中。

（3）密封式，代号为IP68，电动机的密封程度高，外部的气体和液体都不能进入电动机内部，可以浸在液体中使用，如潜水泵电动机。上一页下一页返回上一节下一节（1）防护式，代号为IP23，电动机的机座和端盖下方有通风孔，散热好，能防止水滴和铁屑等杂物从上方落入电动机内，但潮气和灰尘仍可进入。2.结构型式的选择

根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。（三）电压和转速的选择

根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。

Y系列笼型电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。（4）防爆式，电动机不但有严密的封闭结构，外壳又有足够的机械强度。适用于有易燃、易爆气体的场所，如矿井、油库和煤气站等。

（四）安装型式的选择各种生产机械因整体设计和传动方式的不同，而在安装结构上对电动机也会有不同的要求。国产三相异步电动机的几种主要安装结构型式主要有卧式和立式两种。低压电器配电电器控制电器开关熔断器……接触器继电器起动器……时间继电器热继电器……4.6常用低压电器一、刀闸开关控制对象：380V，5.5kW以下小电机考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：（3~5)倍异步电机额定电流电路符号QS二、熔断器作用：用于短路保护。电路符号FU异步电机的起动电流Ist=(5~7)×额定电流。安秒特性tIF选择熔体额定电流（IF

）时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系：频繁起动的电机：一般电机：三、控制按钮常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。电路符号SB四、行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机五、接触器动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源常闭接触器有关符号：接触器线圈接触器主触头－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常闭接触器辅助触头－－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。简单的接触器控制ABCM3~刀闸起隔离作用自保持停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。优点：安全，方便六、继电器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器的主触头可以通过大电流，