第十六章异步电动机

1第十六章异步电动机2电动机是根据电磁感应原理，将电能转换为机械能的一种动力设备。可以用来拖动生产机械。3第一节

三相电动机的概述4一、分类：笼型三相异步电动机结构简单、维修方便、价格便宜、运行可靠，使用最多。直流电动机

交流电动机同步电动机异步电动机绕线型笼型单相电动机三相电动机电动机分串励电动机并励电动机他励电动机5（一）定子定子铁心：是电动机磁路的一部分，二、基本结构由0.3~0.5mm厚硅钢片叠成，片间涂以绝缘漆，内绝缘开有凹槽，以嵌放定子绕组。6定子绕组：Y形，△形由绝缘的漆包线或丝包线绕制，嵌放于定子铁心的凹槽内，以槽楔固定。绕组间以一定规律连接并构成三相绕组。机座：铸铁制造。固定并保护定子铁心和定子绕组，安装端盖，支撑转子及其他零部件的固定部分。有热量传导和散热的作用。77转子铁心：电动机磁路的一部分，由0.5mm硅钢片叠成，铁心压装在轴上（支架上），外缘开有转子槽，槽内嵌放转子绕组。转子绕组：笼型绕组为裸导体，两端分别焊接在两个铜环上，状似鼠笼。绕线型绕组和定子绕组相同，三相绕组嵌放在槽内，接成Y型。（二）转子8支撑转子铁心并传递转矩，由一定强度的型钢加工而成。（三）气隙：在中、小型异步电动机中，气隙一般为0.2∼2.0mm左右。转轴：（四）端盖及其附件端盖：铸铁制成，（中小型异步电动机）内装有滚珠或滚柱轴承，支撑转子。保证定子与转子间有均匀的空气隙。内外轴承盖：使润滑脂不外溢风扇。外风罩：加强冷却9Y系列三相异步电动机10

Y系列电动机是全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。具有高效、节能，起动转矩大，噪声低，振动小，可靠性高，使用维修方便等特点。广泛应用于各种机械设备。额定功率：0.75---95kwY2系列中心高H63~355mm，0.18~315kW电动机是全封闭、自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。达到90年代国际先进水平。Y2系列：11三、三相异步电动机的铭牌

三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机型号Y180M—2

额定功率22KW接法

额定电压380V定额连续额定转速2940绝缘等级B额定电流42.2A温升600C额定频率50HZ重量180kg出厂编号×××出厂日期年

月

日×××电机厂Δ

121、型号：用汉语拼音的大写字母和阿拉伯数字表示电动机的种类、规格和用途等。型号意义：Y180M—2异步电动机机座中心高磁极数机座长度代号L：长机座M：中机座S：短机座131）额定功率P：电动机额定运行时，轴上输出的机械功率（KW）。2）额定电压UN：电动机在额定运行时，加在定子绕组端的线电压（V）。

3）额定电流IN：电动机在额定电压、额定频率下，轴上输出额定功率时，定子绕组中的线电流。2、额定值：

4）额定频率HZ：电动机所接交流电源的频率，我国电力系统频率规定为50Hz。5）额定转速nN：电动机在额定电压、额定频率下，电动机轴上输出额定机械功率时的转子转速(r/min)。电动机在额定负载下运行时，电动机绕组的允许温度与周围环境温度之差。6）温升（0C）：7）额定功率因数：指电动机定子加额定负载时，定子边的功率因数。14铭牌上还标明绕组接法，绝缘等级及工作制等级别Y级A级E级B级F级H级C级允许最高工作温度900C1050C1200C1300C1550C1800C1800C以上主要绝缘材料举例纸、纺织品、有机填料、塑料棉花、漆包线的绝缘高强漆包线的绝缘同左云母片制品、玻璃丝、石棉玻璃、漆布、硅有机弹性体、石棉布电磁石英绝缘材料的分级15四、旋转磁场

1、旋转磁场的产生

1）三相定子绕组在空间对称分布；

三相线圈匝数相同，空间沿定子铁心的内圆均匀分布，互差120°电角度。

2）通入三相正弦交流电；

iA=Imsin(ωt)iB=Imsin(ωt-1200)iC=Imsin(ωt+1200)

3)首尾端不得接错。16２、旋转磁场的转速（1）旋转磁场具有的特点1）电流变化的角度与旋转磁场变化的角度相同，电流变化一周期，旋转磁场转过360°电角度。磁极对数P=1时，电角度=机械角度(电流变化一周=磁场转过360°电角度)磁极对数为P时

n1=60f1/pn1:旋转磁场每分钟的转速（同步转速）

f1:定子绕组的电流频率

p:磁极对数17183）电动机的旋转方向旋转磁场的方向总是与三相绕组电流的相序一致。改变三相绕组电流的相序，旋转磁场的方向随之改变。2）合成的旋转磁场的大小和速度是恒定不变的。只是方向在旋转。19五、三相异步电动机的工作原理20六、转差及转差率当三相异步电动机正常运行时：转子转速n＜旋转转速n11、转差：旋转转速n1与转子转速n之差2、转差率：转差与同步转速之比的百分数

S=3、电动机启动时：n=0S=1

同步时：n=n1S=0×100﹪n1n1－n电动机在额定条件下运行时：

SN=0.01---0.07214、转差率与转子感应电势频率f2的关系ƒ2==p(n1－n）60=sƒ1pn160s旋转磁场以相对速度切割导体，在转子导体中产生感应电动势，所以感应电动势的频率为：

225、机械特性电动机只能在稳定区工作，选用电机时，负载转矩不能大于电动机的最大转矩。转速与电磁转矩间的关系曲线23第二章异步电动机额定电流估算方法及熔丝选择24一、电动机的运行安全要求（一）正确选择电动机的导线截面积1、由计算选择：电动机的电流I=P×10003√Ucosφη252、导线截面与直径的关系

10下5；百上2；25、35,4、3界；70、95两倍半。穿管、温升八、九折；铜线升级算；裸线加一半。2.5、4、6、10|16、25|35、50|70、95|120-----mm2

50A5A|4A|3A|2.5A|2A100A150A200A261、短路保护2）多台电动机电路总熔体的选择（二）短路、过负荷以及失压保护熔断器就是常用的短路保护装置之一。常用的熔断器有RC1A、RLI、RT0型熔断器等。熔断器熔熔的选择：1）一台电动机熔体的选择

IRN=（1.5~2.5）IN总保护熔体的经验公式：

IRN=（1.5~2.5）INM+ΣIN（n-1）

算出的熔体额定电流，选取相应规格的熔体。再按照熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流的原则选取恰当的熔断器。27

2、过负荷过负荷的原因：1）电网电压太低；2）机械负荷过重；3）起动时间过长或电动机自起动；4）电动机缺相运行；5）机械方面故障等。28过负荷保护通常采用热继电器来实现。JR10系列热继电器的保护特性整定电流倍数动作时间备

注1.0长期不动作冷态开始1.2小于20分钟热态开始1.5小于8分钟热态开始6.0大于5秒冷态开始热继电器的动作电流：一般为电动机额定电流的1.1~1.25倍。热继电器可以反映电动机的过热状态并发出信号。293、失压保护1）运行中的电动机电压过低时，电动机的转速下降，而电流必然大大增高。时间长了，电动机将会因过热而烧毁。2）运行中的电动机因故造成停电时，若不具备失压保护，则在来电时会自动起动，可能发生设备事故和人身事故。常用的有失压保护装置有：接触器、电压继电器等。30第三节

三相异步电动机的起动、制动和调速31一、电动机的起动要求起动：三相电动机接通三相交流电源后，转速由零逐渐加速到稳定转速的过程。要求：⑴有足够大的起动转矩；⑵在具有足够大的起动转矩前提下，起动电流尽可能的小；⑶起动设备应结构简单，经济，操作方便；⑷起动过程中的能量损耗要小。32二、笼形异步电动机的起动方式1、直接起动全压起动，将电动机的定子绕组直接接到额定电压的电源上起动。优点：方法简单，操作方便，设备简单，起动转矩大，起动快。缺点：起动电流大，造成电网电压波动大，影响同一电源供电的其他负载的正常运行。33一台异步电动机能否直接起动与下列因素有关：（1）供电变压器容量的大小；（2）电动机起动的频繁程度；（3）电动机与供电变压器间的距离；（4）同一变压器供电的负载种类及允许电压波动的范围。允许直接起动：由公用低压电网供电时，容量在10kw及以下者；由小区配电室供电时，容量在14kw及以下者；由专用变压器供电时，经常起动的电动机电压损失值不超过10﹪，不经常起动的电动机不超过15﹪。34三相异步电动机单方向运行控制KML1L2L3QSFU1FRMFU2FRSB1SB2KMKM13572352、降压起动1）利用一定的设备先行减低电压，来起动电动机，待转速达到一定时，再加额定电压运行。2）目的：减小起动电流，但起动转矩按照电压的平方变化减小。（1）定子串电阻器或电抗器起动特点：设备简单，造价低；能量损耗较大适用于中小容量电动机空载或轻载起动36星—三角降压起动特点：设备简单，造价低维修方便，可以频繁起动；起动转矩较小，只有直接起动的1/3。适用于正常运行时定子绕组为三角形接法电动机空载或轻载启动37电动机Y－△起动L1L2L3QS

KM1FU1MFU2FRSB1SB2KM1KM2KM1KM3SB3KM2FRKM2KM2KM3KM3U1V1W1U2V2W213579111315238特点：起动电压的大小可通过改变自耦变压器的抽头来调整，Y接，△接法的电机均可采用；结构复杂，价格昂贵，不许频繁起动适用于起动转矩要求较大的场合自耦（降压）减压起动39

L1L2L3QFFU1FU2KM1KM2KM3TFRSB1SB2KM2KTKTKTKTKM1KM2KM3KM2KM2KM1FRM3~电气原理接线图QJ3系列抽头有80％和65％两种，控制电动机容量为10~75KW4040

UL1VL2WL365%80%FRSBFV电气原理接线图（手动）启动停止运行41绕线型异步电动机的起动方法转子电路中串联变阻器起动42双重联锁13579111315172三、电动机的可逆运行方法：改变输入电动机三相电源的相序。43四、三相异步电动机的异常情况分析处理运行中电动机发生下述情况时，应立即停机：1、电动机或所带生产机械有严重故障；2、电动机的起动装置或电动机温升过高、冒烟或起火；3、发生人身事故；4、电动机组强烈振动；5、电动机转速急剧下降；6、电动机声响异常或出现焦糊气味；7、电动机轴承的温度或温升超过允许数值；8、电动机电流超过铭牌额定值或运行中电流猛增；9、电动机缺相运行等。44五、电动机的正常运行1、异步电动机运行中的监测与维护监视电动机各部分发热情况监视电动机的工作电流和三相平衡度监视电动机的声响和气味监视电源电压的波动六、电动机的试验1、绕组绝缘电阻的测量1）绝缘摇表电压的选