电机学异步电机演示文稿

电机学异步电机演示文稿当前第1页\共有136页\编于星期六\10点优选电机学异步电机当前第2页\共有136页\编于星期六\10点3第十三章异步电机的基本理论

★用途：异步电机主要用作电动机，是应用最广泛的一种电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，日常生活都离不开异步电动机。当前第3页\共有136页\编于星期六\10点第十三章异步电机的基本理论1、（难点）理解：转子感应电势、电流的频率，转子磁势与定子磁势的关系；2、理解频率折算、绕组绕组折算的概念；3、会画异步电机T形等效电路，熟练计算功率、转矩、损耗等。重点：当前第4页\共有136页\编于星期六\10点5单相感应电动机（家用）；三相感应电动机（大多数）；两相感应电动机（控制电机）。笼型感应电动机(结构简单、制造容易、运行可靠。）单笼；双笼深槽式绕线式(起动、制动、调速性能好。）☆1、按定子绕组供电电源相数分一、感应电动机的分类2、按转子绕组结构分13.1异步电机的结构及额定值当前第5页\共有136页\编于星期六\10点6二、三相感应电动机的基本结构1、感应电动机总体结构当前第6页\共有136页\编于星期六\10点7当前第7页\共有136页\编于星期六\10点8当前第8页\共有136页\编于星期六\10点92、定子定子由定子铁芯、定子绕组和机座、端盖等组成。（1）定子铁心当前第9页\共有136页\编于星期六\10点10（2）定子绕组（3）机座与端盖当前第10页\共有136页\编于星期六\10点113、感应电动机的转子

感应电动机的转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组成。（1）转子铁心笼型线绕式当前第11页\共有136页\编于星期六\10点12线绕式笼型（2）转子绕组转子绕组的作用是产生感应电动势、产生电流并产生电磁转矩。当前第12页\共有136页\编于星期六\10点13笼型转子绕线式转子当前第13页\共有136页\编于星期六\10点14笼型绕组是在转子铁芯的每个槽内放一根导体，在伸出铁芯的两端用导电环分别将所有导条连接起来，形成一个自行闭合的短路绕组。绕线式绕组与定子绕组相似，其连接示意图如下：当前第14页\共有136页\编于星期六\10点154、感应电动机的气隙

感应电动机的气隙比同容量的直流电机小得多，一般仅为0.2~1.5mm。气隙大小对电动机的影响很大，气隙过大将增大励磁电流分量，使电动机功率因数变差；但气隙过小将使装配困难，运行不可靠，磁场高次谐波分量增强，从而使附加损耗增强及起动性能变差。当前第15页\共有136页\编于星期六\10点16三、三相感应电动机的额定值（1）额定功率PN［kW］：额定工况下从轴上输出的机械功率；（2）额定电压UN［V］：定子绕组引出端的线电压；（3）额定电流IN［A］：定子绕组中的线电流；（4）额定频率fN［Ｈz］：一般为50Hz；（5）额定转速nN［r/min］：额定工况下的转子转速。当前第16页\共有136页\编于星期六\10点17感应电动机的型号及其额定数据例：Y132S-4额定值:正常运行时的主要数据指标UN(V)、IN(A)、PN(kW)、nN(r/min)、fN(Hz)、ηN、cosφN等异步电动机机座中心高度(mm)极数短铁心额定电压/额定电流/额定功率的关系△接法：Y接法：铭牌当前第17页\共有136页\编于星期六\10点18三相异步电动机铭牌数据型号:

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8.8.1中列出了各种电动机的系列代号。当前第18页\共有136页\编于星期六\10点19异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式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当前第19页\共有136页\编于星期六\10点20接法:接线盒定子三相绕组的联接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y联结W1U1V1W2U2V2联结当前第20页\共有136页\编于星期六\10点21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。当前第21页\共有136页\编于星期六\10点22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。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。当前第22页\共有136页\编于星期六\10点23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。

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。

额定转速:电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cosO当前第23页\共有136页\编于星期六\10点24如：n

N=1440转/分

sN=0.04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)。当前第24页\共有136页\编于星期六\10点2513.2异步电机的三种运行状态1、感应电动机的模型磁铁闭合线圈感应电动机的模型当前第25页\共有136页\编于星期六\10点26

AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF2、异步电机作为电动机状态运行当前第26页\共有136页\编于星期六\10点27同步转速n1是由定子对称三相绕组施以三相对称电压，流过三相对称电流而产生的。它与电网频率f1及电机极对数p的关系为：★同步转速n1旋转的气隙磁场切割转子导体，在转子导条中产生感应电势，其大小与转子导体所处的气隙磁密、转子导体有效长度、及转子导体与旋转的气隙磁场的相对切割速度的关系为：★感应电势和电磁转矩☆当前第27页\共有136页\编于星期六\10点28感应电势方向由右手定则确定。感应电势e2在闭合的转子绕组中产生感应电流i2。它与旋转磁场作用，产生电磁力f。电磁力的大小由：决定，方向则由左手定则确定。由于电磁力f产生电磁转矩：转子所有导条产生的转矩即为该电机的电磁转矩：由左手定则知道，T的方向与n1相同。当前第28页\共有136页\编于星期六\10点29定子n1转子YBZXACnUVW3~定子三相对称绕组产生旋转磁场。转速为n1。（理由下述）转子绕组：在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感应电流。三相感应电动机的工作原理☆三相感应电动机的工作原理当前第29页\共有136页\编于星期六\10点30当前第30页\共有136页\编于星期六\10点31

旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。★★转差率s

☆☆当前第31页\共有136页\编于星期六\10点32异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s

例1：一台三相异步电动机，其额定转速n=975r/min，电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n1=1000r/min,即p=3额定转差率为当前第32页\共有136页\编于星期六\10点33电动电磁制动发电s<0n>n11>s>00<n<n1s>1n<0

转差率是感应电动机的一个基本参数，在分析异步电动机性能时有着重要的地位。起动瞬间，n=0，S=1；理想空载运行时：n=n1，S=0

作为电动机运行时，S的范围在0~1之间。额定状态下，S在0.05以下，故nN与n1很接近。小结：异步电机作为电动机运行运状态特点转子与电磁转矩、旋转磁场同转向（0<n<n1，1>s>0）电磁转矩是驱动转矩，电能转化为机械能当前第33页\共有136页\编于星期六\10点34电动电磁制动发电s<0n>n11>s>00<n<n1s>1n<0

2、异步电机作为发电机状态运行小结：异步电机作为发电机运行运状态特点转子与电磁转矩反转向、与旋转磁场同转向（n1<n<0，s<0）电磁转矩是阻转矩，机械能转化为电能，电能回馈电网。

原动机拖动异步电机的转子以大于同步转速顺着磁场方向旋转当前第34页\共有136页\编于星期六\10点35电动电磁制动发电s<0n>n11>s>00<n<n1s>1n<0

3、异步电机在制动状态下运行小结：异步电机在制动运行运状态下的特点转子与电磁转矩、旋转磁场反转向（n<0，s>1）电磁转矩是阻转矩，电机的机械能和电能全部转化为热能

外力强迫异步电机的转子逆着磁场方向旋转动当前第35页\共有136页\编于星期六\10点3613.3

异步电动机的电势平衡三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。变压器：变化eU1E1=4.44fN1

E2=4.44fN2E1、E2频率相同，都等于电源频率。异步电动机每相电路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f21、定子绕组的电势平衡方程当前第36页\共有136页\编于星期六\10点37旋转磁场的磁通ABCXYZabcxyzn1n

f13~异步电动机：旋转磁场切割导体e，

E1=4.44

f1N11kw1旋转磁场每极磁通：(主磁通)漏磁通：当前第37页\共有136页\编于星期六\10点38

2、转子绕组的电势平衡方程式1.转子感应电势频率f2∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化定子感应电势频率f1转子感应电势频率f2

转子感应电势频率f2旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同当前第38页\共有136页\编于星期六\10点392.转子感应电动势E2E2s=4.44f2N2

1kw2=4.44sf1N2

当转速n=0(s=1),即转子堵转时，f2最高（=f1)，且E2最大，有E2=4.44

f1N21kw2转子静止时的感应电势即E2s=

sE2

转子转动时的感应电势3.转子感抗当转速n=0(s=1)时，f2最高(=f1)，且X2s(=X2σ

)最大，有X2σ=2

f1L2即X2S=

sX2σ当前第39页\共有136页\编于星期六\10点404.转子绕组中的电流I2转子绕组的感应电流当前第40页\共有136页\编于星期六\10点415.转子电路的功率因数cos2当前第41页\共有136页\编于星期六\10点42转子绕组的感应电流转子电路的功率因数结论：转子转动时，转子电路中的各量均与转差率s有关，即与转速

n有关。I2cos2s1I2,O当前第42页\共有136页\编于星期六\10点4313.4异步电动机的磁势平衡※当定子三相绕组中通过三相电流时，会产生旋转磁势。※同样在转子m2相绕组中流过m2相电流时，也一定会产生磁势。那么转子磁势的大小和性质是什么？当前第43页\共有136页\编于星期六\10点※当定子三相绕组中通过三相电流时，会产生旋转磁势

产生旋转磁场

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ（1）.旋转磁场的产生o当前第44页\共有136页\编于星期六\10点o规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(•)电流出()电流入当前第45页\共有136页\编于星期六\10点tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ

三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°600o当前第46页\共有136页\编于星期六\10点AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°电角度取决于三相电流的相序（2）.旋转磁场的旋转方向——从电流超前相转向电流滞后相结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0to当前第47页\共有136页\编于星期六\10点（3）.旋转磁场的极对数P

当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：otAXBYCZAXYCBZ当前第48页\共有136页\编于星期六\10点

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC当前第49页\共有136页\编于星期六\10点极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0当前第50页\共有136页\编于星期六\10点（4）.旋转磁场的转速工频：

旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ当前第51页\共有136页\编于星期六\10点p=2时0当前第52页\共有136页\编于星期六\10点旋转磁场转速n0与极对数p的关系极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n1与频率f1和极对数p有关。可见:当前第53页\共有136页\编于星期六\10点※电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF当前第54页\共有136页\编于星期六\10点55※当定子三相绕组中通过三相电流时，会产生旋转磁势。讨论转子磁势：※同样在转子m2相绕组中流过m2相电流时，也一定会产生磁势。那么转子磁势的大小和性质是什么？方向:超前相转向滞后相AXYCBZ当前第55页\共有136页\编于星期六\10点561、转子频率

定子旋转磁场以Δn=n1-n的相对速度切割转子绕组，因此，转子绕组的感应电动势E2S的频率为：2、转子基波磁动势

转子电流I2S产生的旋转磁动势的基波幅值为：当前第56页\共有136页\编于星期六\10点57F2S相对于转子的转速为：而F2S相对于定子的转速为：由此可见，在空间上F2S与F1同步旋转、相对静止，可矢量合成，故磁动势平衡方程式为：但因为定、转子电流的频率不同，所以不能依此推导出电流关系式，即：当前第57页\共有136页\编于星期六\10点583、定、转子回路的电动势平衡方程式

可见，因为定、转子的频率不同，联系定、转子电流及电动势的两个方程式不成立。ABCXYZabcxyzn1n

f13~当前第58页\共有136页\编于星期六\10点59当前第59页\共有136页\编于星期六\10点60一、频率折算（用静止的转子代替旋转的转子）☆☆

频率折算：转子频率f2用定子频率f1来代替；即用一个等效的静止转子代替旋转的转子。折算原则：折算前后，转子基波磁动势的大小、相位、转向、转速都保持不变。——即折算前后，转子电流的有效值和相位不变。频率折算前的转子电流转子漏阻抗角：13.4异步电动机的磁势平衡当前第60页\共有136页\编于星期六\10点61

显然，如果将转差率为S的实际转子堵住，且在每相转子中串入附加电阻：，使每相转子电阻为：

则这个静止的转子的每相转子电流和漏阻抗角为：

比较堵转前后的转子电流和漏阻抗角，我们很快发现：

因此，折算（等效）前后磁势相同。当前第61页\共有136页\编于星期六\10点62综上所述，得到以下结论：

一个以转速n（转差率S）旋转的三相感应电动机的转子，可以用一个静止的转子来代替，只要在转子每相回路中增加一个附加电阻。

进一步讨论：静止的转子不能输出机械功率，但多了一个附加电阻，而转子电流不变，所以附加了一个电功率。分析证明（后述）：附加电阻上消耗的电功率等于实际的电动机输出的机械功率。因此，频率折算不仅对磁势是等效的，对功率而言也是等效的。频率折算前后的等效电路如下：当前第62页\共有136页\编于星期六\10点63R1R2R1SX2σR2频率折算前频率折算后X1σX1σX2σ当前第63页\共有136页\编于星期六\10点64当前第64页\共有136页\编于星期六\10点65二、绕组折算☆1、电流折算：根据磁势关系不变原则绕组折算方法：

用等效的转子绕组（）代替实际的转子绕组（）。折算的原则是：(1)磁势平衡关系不变;

(2)功率平衡关系不变。当前第65页\共有136页\编于星期六\10点662、电势折算：折算前后，磁通保持不变——3、阻抗折算：折算前后，有功功率不变——对漏电抗也有类似的结论：当前第66页\共有136页\编于星期六\10点67折算后的转子电路方程式：因此，最后得到经过两次折算后的基本方程组：

当前第67页\共有136页\编于星期六\10点68三、感应电动机的等值电路

1、T形等值电路R1T形等值电路R1R'2R'2当前第68页\共有136页\编于星期六\10点69

T型等值电路是由基本方程组推导的，它可以精确反映电机的电磁规律。（1）空载时

因此，转子回路可以看做开路，则空载等值电路为：

图中有一个很大的Xm，所以功率因数cos0很低。当前第69页\共有136页\编于星期六\10点70（2）堵转或刚启动时，由于：

因此，励磁支路回路可以看做断开，则此时等值电路为：

其中：

分别称为感应电动机的短路电阻和短路电抗。Rk当前第70页\共有136页\编于星期六\10点712、简化等值电路T形等值电路简化等值电路R1R'2RmR1当前第71页\共有136页\编于星期六\10点72四、感应电动机的相量图当前第72页\共有136页\编于星期六\10点73【例1】一台四极鼠笼式三相异步电动机，额定数据和每相参数为：PN=10kW，U1N=380V，△接法，nN=1455r/min；r1=1.26，x1=2.25，xm=80.3。求额定运行时的定子线电流、功率因素、输入功率及效率。解：同步转速：额定转差率：当前第73页\共有136页\编于星期六\10点74励磁阻抗：转子阻抗：转子阻抗与Zm并联：总阻抗：当前第74页\共有136页\编于星期六\10点75由于△接法，相、线电压相同，设相电压相量为：则额定运行时定子相电流为：功率因素：输入功率：定子线电流有效值为：效率：当前第75页\共有136页\编于星期六\10点76【例2】一台绕线式三相异步电动机，额定数据和每相参数为：50Hz，U1N=380V，Y接法，nN=1450r/min；r1=0.4，m1=m2=3;试求：（1）满载时的转差率；（2）依据等值电路计算；解（1）由nN可知

（3）满载时转子每相感应电势E2s及频率f2。所以额定转差率：当前第76页\共有136页\编于星期六\10点77（2）励磁阻抗：转子阻抗：转子阻抗与Zm并联：总阻抗：当前第77页\共有136页\编于星期六\10点78由于Y接法，相电压为220V，设相电压相量为：则额定运行时定子相（线）电流为：励磁电流分量：各电流有效值：负载电流分量：当前第78页\共有136页\编于星期六\10点79根据有效匝数比为3.7，则：转子电流有效值：（3）转子每相电势折算值：当前第79页\共有136页\编于星期六\10点80

静止时转子每相感应电势：

满载（额定运行）时转子每相感应电势及频率：当前第80页\共有136页\编于星期六\10点8113.6三相异步电动机的功率平衡及转矩平衡方程一、功率平衡方程式定子绕组从电源吸收的有功功率P1为：其中，扣除定子绕组的铜耗 及定子铁心的铁耗

后，为进入转子的电磁功率PM。当前第81页\共有136页\编于星期六\10点82当前第82页\共有136页\编于星期六\10点83P1pCu1pFePMpCu2PΩ

总机械功率PΩ必须克服机械损耗pΩ及附加损耗pΔ后，才是从轴上输出的机械功率P2，即：总损耗pΩpΔP2当前第83页\共有136页\编于星期六\10点84P1pCu1pFePMpCu2PΩpΩpΔP2则，感应电动机的效率为：转子铜耗、总机械功率、电磁功率之间的关系：当前第84页\共有136页\编于星期六\10点85则，感应电动机的效率为：转子铜耗、总机械功率、电磁功率之间的关系：功率流程图:PMPΩ当前第85页\共有136页\编于星期六\10点86二、转矩平衡方程式nTT2T0空载制动转矩负载制动转矩总负载转矩电磁转矩当前第86页\共有136页\编于星期六\10点87【例3】一台三相异步电动机，额定数据为：PN=10kW，U1N=380V，定子△接法，四极，50Hz。I1N=20.5A。额定运行时，定子铜耗pcu1=570W，转子铜耗pcu2=302W，铁耗pFe=285W，机械损耗p=70W，附加损耗190W。试计算满载运行时：（1）额定转速（2）额定输出转矩（3）电磁转矩和空载转矩解：同步转速：当前第87页\共有136页\编于星期六\10点88电磁功率：额定转差率：额定转速：额定输出转矩：当前第88页\共有136页\编于星期六\10点89电磁转矩：空载转矩：或：当前第89页\共有136页\编于星期六\10点9013.7

异步电动机的电磁转矩和机械特性一、电磁转矩

转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。常数，与电机结构有关旋转磁场每极磁通转子电流转子电路的功率因数当前第90页\共有136页\编于星期六\10点9113.7

异步电动机的电磁转矩和机械特性一、电磁转矩

转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。常数，与电机结构有关旋转磁场每极磁通转子电流转子电路的功率因数当前第91页\共有136页\编于星期六\10点13.7

异步电动机的电磁转矩和机械特性一、电磁转矩

转子回路的功率因数转矩常数当前第92页\共有136页\编于星期六\10点

参数表达式由近似等效电路得：电磁转矩

参数表达式：当前第93页\共有136页\编于星期六\10点94由公式可知电磁转矩公式1.T与定子每相绕组电压成正比。U1T2.当电源电压U1一定时，T是s的函数。3.

的大小对T有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变转子电阻

，从而改变转距。当前第94页\共有136页\编于星期六\10点95二、机械特性OTS根据转矩公式得特性曲线：OT1当前第95页\共有136页\编于星期六\10点96电动机在额定负载时的转矩。1.额定转矩TN三个重要转矩OT额定转矩(N•m)如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型)的额定功率为7.5kw,额定转速为1440r/min,则额定转矩为当前第96页\共有136页\编于星期六\10点2.最大转矩Tmax

转子轴上机械负载转矩T2不能大于Tmax，否则将造成堵转(停车)。电机带动最大负载的能力。令：求得临界转差率OTTmax将sm代入转矩公式，可得与U1无关与r2成正比与xσ成反比当前第97页\共有136页\编于星期六\10点2.最大转矩Tmax电机带动最大负载的能力。OTTmax最大转矩与电网电压的平方成正比；最大转矩近似于漏电抗反比最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整；最大转矩的值与转子电阻值没有关系。当U1一定时，Tmax为定值(2)sm与R2有关，R2smn。绕线式电机改变转子附加电阻R´2可实现调速。当前第98页\共有136页\编于星期六\10点过载系数(能力)一般三相异步电动机的过载系数为工作时必须使T2

<Tmax，否则电机将停转。电机严重过热而烧坏。当前第99页\共有136页\编于星期六\10点1003.起动转矩Tst电动机起动时的转矩。起动时n=0时，s=1(2)Tst与R2有关，适当使

R2Tst。对绕线式电机改变转子附加电阻

R´2,可使Tst=Tmax

。Tst体现了电动机带载起动的能力。

若

Tst

>T2电机能起动，否则不能起动。OTTst起动能力当前第100页\共有136页\编于星期六\10点1014.电动机的运行分析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。

自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载）。此过程中，n、sE2,I2

I1电源提供的功率自动增加。T2sT2>TT=T2nT

T´2达到新的平衡T2常用特性段TO当前第101页\共有136页\编于星期六\10点1025.U1和R2变化对机械特性的影响(1)

U1变化对机械特性的影响UTmTstT2TO当前第102页\共有136页\编于星期六\10点103(2)R2变化对机械特性的影响TOR2Tstn硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。当前第103页\共有136页\编于星期六\10点104(2)R2变化对机械特性的影响

不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。TOR2Tstn硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。当前第104页\共有136页\编于星期六\10点105作业：P226计算题

13-1;13-4;13-10;简答题13-14;13-25当前第105页\共有136页\编于星期六\10点第14章三相异步电动机的起及速度调节动14.1异步电动机起动性能起动问题：起动电流大，起动转矩小。

一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍;电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：原因：起动：

n=0，s=1,接通电源。起动时，n=0，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子电流定子电流

当前第106页\共有136页\编于星期六\10点10714.2起动方法(1)直接起动

二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。(2)降压起动：星形-三角形(Y－)换接起动自耦降压起动（适用于鼠笼式电动机）(3)转子串电阻起动（适用于绕线式电动机）以下介绍降压起动和转子串电阻起动。当前第107页\共有136页\编于星期六\10点108设：电机每相阻抗为1.降压起动(1)Y－换接起动

降压起动时的电流为直接起动时的+－

起动U1U2V1V1W1W2+－正常运行U1U2V1V2W1W2当前第108页\共有136页\编于星期六\10点109(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。

(b)Y－起动Y－换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-换接起动应注意的问题正常运行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起动+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1当前第109页\共有136页\编于星期六\10点110(2)自耦降压起动L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦变压器，降压起动。Q2上合：切除自耦变压器，全压工作。合刀闸开关QQ2

自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成Y形不能采用Y－起动的鼠笼式异步电动机。当前第110页\共有136页\编于星期六\10点111RRR滑环电刷定子转子起动时将适当的R串入转子电路中，起动后将R短路。起动电阻

2.绕线式电动机转子电路串电阻起动•当前第111页\共有136页\编于星期六\10点112

若R2选得适当，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。R2­ÞTst

­TO转子电路串电阻起动的特点当前第112页\共有136页\编于星期六\10点113例1:1)解:

一台Y225M-4型的三相异步电动机，定子绕组△型联结，其额定数据为：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：

1)额定电流IN?2)额定转差率sN?3)额定转矩TN、最大转矩Tmax、和起动转矩TN。当前第113页\共有136页\编于星期六\10点114

2）由nN=1480r/min，可知p=2（四极电动机）3）当前第114页\共有136页\编于星期六\10点115解：在上例中(1)如果负载转矩为510.2N•m,试问在U=UN和U´=0.9UN两种情况下电动机能否起动？（2）采用Y-换接起动时，求起动电流和起动转矩。又当负载转矩为起动转矩的80%和50%时，电动机能否起动？(1)在U=UN时

Tst=551.8N•m>510.2N.m不能起动(2)Ist=7IN=784.2=589.4A

在U´=0.9UN时能起动例2:当前第115页\共有136页\编于星期六\10点116在80%额定负载时不能起动在50%额定负载时可以起动(3)当前第116页\共有136页\编于星期六\10点117例3:对例8.5.1中的电动机采用自耦变压器降压起动，设起动时加到电动机上的电压为额定电压的64%，求这时的线路起动电流Ist´´和电动机的起动转矩Tst´。解：设电动机的起动电压为U'，电动机的起动电流为Ist依据变压器的一次、二次侧电压电流关系，可求得线路起动电流Ist´´。当前第117页\共有136页\编于星期六\10点118当前第118页\共有136页\编于星期六\10点119采用自耦降压法起动时，若加到电动机上的电压与额定电压之比为x，则线路起动电流Ist"为电动机的起动转距Tst´为结论：当前第119页\共有136页\编于星期六\10点1201变频调速(无级调速)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~几百赫兹三种电气调速方法14.6三相异步电动机的调速当前第120页\共有136页\编于星期六\10点1212、变极调速(有级调速)

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。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS当前第121页\共有136页\编于星期六\10点122A1X1A2X2ii••P=1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。A1··A2X1X2SN当前第122页\共有136页\编于星期六\10点123To3、变转差率调速

(无级调速)

变转差率调速是绕线式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。nn'••TLTLs

´s••Tso当前第123页\共有136页\编于星期六\10点124作业：P25414-1;14-8当前第124页\共有136页\编于星期六\10点125

单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的定子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式。