第六章(少学时)

第六章：电动机

第6章电动机

6.1电机概述

6.2三相异步电动机的工作原理

6.5三相异步电动机的机械特性

6.4三相异步电动机的铭牌数据

6.6三相异步电动机的起动

6.7三相异步电动机的调速

*6.8单相异步电动机

6.3三相异步电动机的基本结构

*6.9交流伺服电动机*6.10步进电动机

*6.11三相同步电动机

*6.12直流电动机

*6.13电动机的选择

电动机的分类：电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机6.1电机概述

电动机是将电能转换成机械能的装置。广泛应用于现代各种机械中作为驱动。 由电动机驱动的优点：减轻繁重的体力劳动；提高生产率；可实现自动控制和远距离操纵。异步电动机的应用非常广泛：在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机械，矿山机械等。在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。异步电动机的分类：1.按电机定子相数分：三相异步电动机、单相异步电动机。2.按电机的转子结构分：笼型异步电动机、绕线型异步电动机.6.3

三相异步电动机的基本构造这是三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。这是三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。定子转子轴承端盖机座1.定子 三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。这是机座定子铁心和定子绕组示意图定子绕组机座铁心1.定子铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。A----XB----YC----Z三相绕组机座：铸钢或铸铁定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成这是定子硅钢片在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2U1U2V1V2W1W2U1U2V1V2W1W2U1V1W1W2U2V2定子绕组星接定子绕组角接端子AZBXCY设：电流的流入端用表示电流的流出端用表示在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组定子绕组

转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2.转子鼠笼转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。(1)

鼠笼式转子铁芯槽内放铜条，端部用端路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。(2)

绕线式转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。这是转子硅钢片

笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成，在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。这是笼型转子这是绕线型转子铁心与绕组笼型转子的电机称笼型电动机绕线型转子的电机称绕线型电动机外接电阻电刷滑环转子铁心转子绕组AZBXCY设：电流的流入端用表示电流的流出端用表示定子绕组与转子绕组定子绕组转子绕组鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：

结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。6.1.(1)有一台三相异步电动机，怎样根据结构上的特点判断出它是鼠笼型还是绕线型？【答】

鼠笼式和绕线式异步电动机只是在转子的构造不同，前者转子为鼠笼状，后者转子为三相绕组，且每相绕组的首端与转轴上的三个滑环对应相联结。通常从外观结构上看，具有三个滑环的必为绕线型。演示实验SN6.2

三相异步电动机的工作原理蹄形磁铁转子实验现象:1.转子跟着磁极转→两者转动方向一致2.转子比磁极转得慢FFNS实验现象:1.转子跟着磁极转→两者转动方向一致2.转子比磁极转得慢异步一、旋转磁场1.旋转磁场的产生

定子对称三相绕组中通入对称三相电流(星形联接)AXBYCZ首端尾端AYCBZXAXBYCZ一、旋转磁场AXBYCZ1.旋转磁场的产生o

定子对称三相绕组中通入对称三相电流(星形联接)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iA旋转磁场的产生

t=0°tiAZBXCYiA=0iB为负值iC为正值NS0°iBiCt

t=60°iAZBXCYNS60°iC

=0iB为负值iA为正值iAiBiC0

t=90°AZBXCYNS90°iA为正值iB为负值iC为负值tiiAiBiC0t=180°AZBXCYiA=0iB为正值iC为负值180°NStiiAiBiC0t=60AZBXCYNS60°t=90°AZBXCYNSt=0°AZBXCYNS90°t=180AZBXCYNS180°0°合成磁场方向向下合成磁场旋转60合成磁场旋转90空间相差120º

角的三相绕组，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个周期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周(在空间旋转的角度为360º

)。综上分析可以得出：tiiAiBiC0ABCXYZiAiC90

60°0

AZBXCYNS0°AZBXCYNS60°相序A-C-B-AAZBXCYNS90°iB2.旋转磁场的旋转方向改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的转向;改变了旋转磁场的转向,也就改变了三相异步电动机的旋转方向。综上分析可以得出：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：o

tAXBYCZAXYCBZ

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'AXBYCiAiBiCABCXYZA'B'C'X'Y'Z'60°0°t=0°AZ'BX'C'NSXCYA'ZB'Y'0°SNt=60°NSAZ'BX'C'XCYA'ZB'Y'30°SN0°tiiAiBiC0tiiAiBiC090°180°t=90°AZ'BX'C'NSXCYA'ZB'Y'45°SNt=180°AZ'BX'C'NSXCYA'ZB'Y'90°SN90°ABCXYZA'B'C'X'Y'Z'iAiBiC当定子每相中有两个绕组串联,且每相绕组在空间相差60º时,通入对称三相交流电后,也产生一个旋转磁场,但它是一个四极旋转磁场。当电流变化一周,旋转磁场在空间只转了半周(180º空间角),旋转速度较两极磁场慢了一半。综上分析可以得出：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0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2时0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n0与频率f1和极对数p有关。可见:二、电动机的转动原理1.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三、转差率

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。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：n0=1000r/min,即p=3额定转差率为1三相异步电动机的电路分析

三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。变压器：

变化

eU1

E1=4.44fN1

E2=4.44fN2

E1、E2频率相同，都等于电源频率。异步电动机每相电路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f2一、定子电路1.旋转磁场的磁通

异步电动机：旋转磁场切割导体e，

U1

E1=4.44

f1N1

每极磁通旋转磁场与定子导体间的相对速度为n0，所以2.定子感应电势的频率f1感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f1=电源频率f二、转子电路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

方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机正转电动机反转电源~UVWM3~UVW电源~M3~2.电磁转矩的方向电磁转矩的方向与旋转磁场的转向一致转子旋转的方向与旋转磁场的转向相同。3.电磁转矩的大小

T

∝

，I2cos

2

T=CT

mI2cos

2T=KTsR2U1f1[R2＋(sX2)

2]

22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。U1

T

2.当电源电压U1一定时，T是

s的函数。3.R2

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R2

，从而改变转距。三、转矩平衡

空载转矩：T0输出转矩：T2=T－T0

T负载转矩：TL当T2=TL

稳定运行当T2>TL

加速运行当T2<TL

减速运行电磁转矩空载转矩电动机在满载运行或半载运行时，空载转矩可忽略不计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。此过程中，n

、s

E2,I2

I1

电源提供的功率自动增加。TL

s

T2＜TLTL=T2n

T

达到新的平衡电动机只有

T2=TL，才能稳定运行

T=T2=TL三功率关系

P2=P1－P

输入的电功率:P1=√3U1I1cos

1输出的机械功率:P2=T2

2πn60=T2功率损耗:

P

=PCu+PFe+PMe

电动机的效率:η=P2/P1

100%例1：Y280M-2型三相异步电动机的额定数据如下：90kw，2970r/min，50Hz。试求额定转差率和转子电流的频率。解：由型号Y280M-2可知，电动机是两极电动机，极对数P=1，由此可得磁场转速转差率：转子电流频率：例6.2.1某三相异步电动机，极对数

p=2，定子绕组三角形联结，接于50HZ、380V的三相电源上工作，当负载转矩TL=91N.m时，测得I1L=30A,P1=16KW,n=1470r/min,求该电动机带此负载运行时的s

、P2

、ŋ

和λη=P2/P1=14/16=87.5%60f1n0

=2=1500

r/min=1500-1470

1500=0.022πn60=T2

P2

2×3.1460=×91×1470W=14KWλ=P1√3U1LI1L=0.81解例2：频率为60Hz的三相异步电动机，若接在50Hz的电源上使用，将会发生何种现象？解：已知公式，当频率f1降低

时，则在U1，N1，不变条件下，磁通增大，

那么电动机励磁电流增大，电动机发热；同时

f1减小，旋转磁场转速也下降，电动机转速n也下降。6.2.(1)三相异步电动机的转子绕组如果是断开的，是否还能产生电磁转矩？【答】不能6.2.(2)日本和美国的工业标准频率为60赫兹，他们的三相电动机在p=1和p=2时转速如何？【答】n0

=60f11=3600r/minp=1时n0

=60f12=1800r/minp=2时6.2.(3)

50HZ的三相异步电动机，转速是1440r/min时，转子电流的频率是多少？【答】=1500-1440

1500=0.04

f2=ｓf1=

2HZ

6.2.(4)To、TL、T2

的作用方向相同还是相反？【答】

To与TL的作用方向相同，但与T2的作用方向相反6.2.(5)三相异步电动机在正常运行时，若电源电压下降，电动机的电流和转速有何变化？【答】电动机在正常运行时，若电源电压下降，将导致电流升高，而转速下降。6.4

三相异步电动机铭牌数据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、JQO2.接法接线盒定子三相绕组的联接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y联结W1U1V1W2U2V2联结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。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。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。P2cos

O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)。例1：电动机的额定功率是指输出功率，还是输入功率？额定电压是指线电压，还是相电压？额定电流是指定子绕组的线电流，还是相电流？功率因数的角是定子相电压与相电流间的相位差，还是线电压与线电流间的相位差？IP防护等级（INTERNATIONALPROTECTION）

将电机依其防尘防湿气之特性加以分级。

IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电机防止外物侵入的等级，第2个数字表示电机防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。第一个标示数字防护等级定义0没有防护对外界的人或物无特殊防护1防止大于50mm的固体物体侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到电机内部的零件。2防止大于12mm的固体物体侵入防止人的手指接触到电机内部的零件防止中等尺寸（直径大12mm）的外物侵入。3防止大于2.5mm的固体物体侵入4防止大于1.0mm的固体物体侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到电机内部的零件。5防尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘进入，但侵入的灰尘量并不会影响电机的正常工作。6防尘完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入。第二个标示数字防护等级定义0没有防护没有防护1防止滴水侵入2倾斜15度时仍可防止滴水侵入3防止喷洒的水侵入防雨，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入电机造成损害。4防止飞溅的水侵入防止各方向飞溅而来的水进入电机造成损害。5防止喷射的水侵入防止来自各方向由喷嘴射出的水进入电机造成损害。6防止大浪的侵入装设于甲板上的电机，防止因大浪的侵袭而进入造成损坏。7防止浸水时水的侵入电机浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏。8防止沉没时水的侵入电机无限期的沉没在指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏。

[例6.4.1]Y180M-2型三相异步电动机，PN=22kW，UN=380V，三角形联结，IN=42.2A，

N=0.89,fN

=50Hz、nN

=2940r/min。求额定状态下运行时的：(1)转差率;(2)定子绕组的相电流;(3)输入有功功率;(4)效率。[解]

(1)由型号知该电动机的2p＝2，即p＝1，(2)定子三相绕组为三角形联结==0.023000－29403000n0－nNn0sN=IN3=A=24.36A42.23I1P=(4)效率(3)输入有功功率P1N=3UN

IN

N=3×380×42.2×0.89W=24.8kWPNP1N

N

=100%=100%

=89%2224.86.4.(1)380V星形联结的三相异步电动机，电源电压为何值时才能接成三角形？380V角形联结的三相异步电动机，电源电压为何值时才能接成星形？【答】220V和660V6.4.(2)额定电压为380V/660V，角/星联结的三相异步电动机，试问当电源电压分别为380V和660V时各采用什么联结方式？它们的额定电流是否相同？额定相电流是否相同？额定线电流是否相同？若不同，差多少？【答】当电源电压为380V时采用三角形联结方式，当电源电压为660V时采用星形联结方式它们的额定相电流相同，额定线电流不同。6.4.(3)nN=2980

r/min的三相异步电动机，n0是多少？p是多少？【答】n0=3000

r/min

p=

1例3：在电源电压不变的情况下，如果电动机的三角形联结误接成星形联结，或者星形联结误接成三角形联结，其后果如何？解：若将三角形联结误接成星形，则电动机每相绕组的电压比额定值小了倍，由于，则转矩将小3倍。若负载转矩不变，电动机转速大大下降，甚至停转，而定子及转子电流则大大增加，电动机将会因发热而烧坏。若将星形联结误接成三角形，则每相绕组的电压比额定值大了倍，磁通也大倍，磁路饱和引起励磁电流大大增加，绕组同样会被烧坏。固有特性人为特性

在额定电压、额定频率，转子电路不外串参数时在改变电压、频率及转子电路参数时n=f(T)T=f(s)

转矩特性三相异步机的T与s之间的关系机械特性三相异步机n与T之间的关系T=f(s)n=f(T)T=f(s)n=f(T)6.5三相异步电动机的机械特性一、固有特性OTS1O转矩特性机械特性MSNOTNCBA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)

例：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N额定状态说明了电动机长期运行的能力OTN长期运行时电动机的工作范围为机械特性的n0N段。若T

>TN，则电流和功率都会超过额定值，电机处于过载状态。长期过载运行，电动机的温度会超过允许值，降低电机寿命，甚至烧坏电机。2.最大转矩Tmax电机带动最大负载的能力。令：求得临界转差率将sm代入转矩公式，可得SOT当U1

一定时，Tmax为定值注意：三相异步机的和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。(2)sm与R2有关，R2

sm

n。绕线式电机改变转子附加电阻R´2可实现调速。

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TL

<Tmax

，否则电机将停转。电机严重过热而烧坏。

电动机的最大过载可以接近最大转矩。如果过载时间较短，电动机不至于长时间过热，是允许的。因此，最大转矩也表示电动机短时容许过载能力。电动机的额定转矩TN比Tmax要小，两者之比为过载系数。

转子轴上机械负载转矩TL不能大于Tmax

，否则电动机就带不动负载了，发生闷车现象。闷车后，电动机的电流马上升高六七倍，电动机严重过热，以致烧坏。3.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R2

Tst

。对绕线式电机改变转子附加电阻R´2,可使Tst=Tmax

。OTTst

TS体现了电动机直接起动的能力。若TS>TL电动机能起动，否则将起动不了。起动转矩倍数:

Y系列：KS=1.6～2.2KC=5.5～7.0

起动电流:MNSTNsN1TSTMsMTOsTS

TNKS=IS

INKC=4.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

、s

E2,I2

I1

电源提供的功率自动增加。TL

s

TL>T2TL=T2n

T

T´2达到新的平衡T2常用特性段TO

[例6.5.1]某三相异步电动机，额定功率PN=45kW，额定转速nN

=2970r/min，KM=2.2，KS=2.0。若TL=200N·m，试问能否带此负载：(1)长期运行;(2)短期运行;(3)直接起动。[解](1)电动机的额定转矩由于TN<TL，故不能带此负载长期运行。

TN==×N·m=145N·m60

2

PNnN60

2×3.1445×1032970

(2)电动机的最大转矩TM=KMTN=2.2×145N·m=319N·m

由于TM>TL，故可以带此负载短时运行。

(3)电动机的起动转矩由于TS>TL，故可以带此负载直接运行。

TS=KSTN=2.0×145N·m=290N·m

二.人为特性(1)

U1变化对机械特性的影响U

Tm

Tst

T2TO(2)R2变化对机械特性的影响TOR2

Tst

n

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。(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。TOR2

Tst

n

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。6.3.(2)电动机在短时过载运行时，过载越多，允许的过载时间越短，为什么？

【答】

因为过载越多，电动机的温度升高的越快，因此允许的过载时间就越短。分析：负载、电压、频率的变化对三相异步电动机转速和电流的影响TOI2s1I2O1、负载增加 当电动机额定电压一定，负载转矩T1增加到T2时，工作点由b移至d，转速下降，转差率增加，转子电流和定子电流增大。转速降低、电流增大分析：负载、电压、频率的变化对三相异步电动机转速和电流的影响TOI2s1I2O2、电压降低 当负载转矩T1一定，电压由UN降低到U1，工作点由b移至c，转速下降，转差率增加，转子电流和定子电流增大。转速降低、电流增大分析：负载、电压、频率的变化对三相异步电动机转速和电流的影响TOI2s1I2O3、电压升高 当负载转矩T1一定，电压由UN升高到U2，工作点由b移至a，转速上升，转差率减小，转子、定子电流减小。如果电压U1过高，由表达式可知，磁通增大进入饱和区，使得励磁电流大大增加，大于额定电流，使绕组过热。同时，铁损也增大，引起铁心过热。分析：负载、电压、频率的变化对三相异步电动机转速和电流的影响4、频率降低转速降低、电流增大例1：三相异步电动机在正常运行时，如转子突然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电流有何改变？对电动机有何影响？解：转子被突然卡住，增加，定子电流增大。若不及时排除，会烧坏电机。例2：有Y112M-2型和Y160M1-8型异步电动机各一台，额度功率都是4kW，但前者额定转速为2890r/min，后者为720r/min。试比较它们的额定转矩，并由此说明电动机的极数、转速及转矩三者之间的大小关系。解：Y112M-2型电动机的额定转矩，Y160M1-8型电动机的额定转矩 电动机的磁极数愈多，则转速愈低，在同样额定功率下额定转矩愈大。例3：已知Y100L1-4型异步电动机的某些额定技术数据如下：

2.2kW380VY接法

1420r/min%试计算（1）相电流和线电流的额定值及额定负载时的转矩；（2）额定转差率及额定负载时的转子电流频率。设电源频率为50Hz。相电流额定值：额定转矩：（2）由电动机的型号，可知磁极对数P=2，故，于是，额定转差率为：转子电流频率例4：Y112M-4型三相异步电动机的技术数据如下：

4kW380V联结

1440r/min50Hz试求：（1）额定转差率SN（2）额定电流IN（3）引起电流Ist（4）额定转矩TN（5）起动转矩Tst（6）最大转矩Tmax（7）额定输入功率P1解：（1）由Y112M-4型可知该电动机磁极对数P=2，所以旋转磁场转速（2）额定电流（3）起动电流则转差率（4）额定转矩TN（5）起动转矩Tst（6）最大转矩Tmax（7）额定输入功率P16.6

三相异步电动机的起动一、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

(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）(1)直接起动(全压起动)二、笼型异步电动机的起动1.直接起动(全压起动)

(a)小容量的电动机；

(b)电源容量足够大时。规定：

7.5kW以下直接起动

7.5kW以上，且电源容量能满足起动电流倍数≤

3+1

4IS

INKC=电源容量(kV·A)电机功率(kW)2.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设：电机每相阻抗为Y－

起动器接线简图L1L3L2FUQU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1△动触点Y动触点静触点Y－

起动器接线简图Y起动L1L3L2FUQU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

起动UPU1+＿Ul+＿U2V1V2W1W2Y－

起动器接线简图

工作L1L3L2FUQU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2正常运行Ul+＿U1V1V2W1W2(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定子线电压正常运行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起动+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1定子相电压起动相电流起动线电流起动转矩例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%，cos

N=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Tst

。

2）由nN=1480r/min，可知p=2（四极电动机）

3）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。又当负载转矩为额定转矩的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:在80%额定负载时不能起动在50%额定负载时可以起动(3)(2)自耦降压起动L1L3L2FUQ

Q2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自耦变压器上备有抽头，以便根据所要求的起动转矩来选择不同的电压，每个抽头的降压比为KA=U/UN。如QJ3型的抽头比KA为0.4、0.6、0.8。

自耦变压器降压起动的优点是不受电动机绕组接线方法的限制，可按照允许的起动电流和所需的起动转矩选择不同的抽头，常用于起动容量较大的电动机。其缺点是设备费用高，不宜频繁起动。定子线电压定子相电压电动机起动相电流电动机起动线电流起动转矩自耦变压器起动与直接起动相比，下标ａ代表自耦变压器起动，下标ｂ代表直接起动。电源供给线电流例3:

对例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´´。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

KA

，则线路起动电流Ist"

为电动机的起动转距Tst´为结论：RRR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