电动机的原理

电动机的原理屈良军2021/10/10星期日1.目录1.电动机的作用2.电机发展趋势及存在的问题3.电动机的基本原理4.电动机结构及各部分的作用5.电动机的分类6.直流电动机的旋转原理7.交流电动机2021/10/10星期日2.1.电动机的作用电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机被广泛地应用。2021/10/10星期日3.2.电机发展趋势及存在的问题①交流变频调速系统及变频电机②电机绝缘问题③轴承电流问题④性能测试问题⑤无换向器电机⑥其他用途的中小型电机2021/10/10星期日4.近二十年来，科技技术突飞猛进。随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的发展，电机调速技术得到迅速发展，使得电机的应用不再局限于工业应用而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用；而随着新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B、磁性复合材料的出现，更给电机设计插上了翅膀，各种新型、高效、特种电机层出不穷。这些都极大地丰富了电机理论，拓宽了电机的应用领域，同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。2021/10/10星期日5.①交流变频调速系统及变频电机（1）

二十年来，电力电子技术发生了革命性的发展。元件从70年代的晶闸管（SCR），发展到80年代的双极型晶体管（BJT，也称作GTR），到90年代则主要是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。日本的三菱电机公司已推出2000V/1200A的IGBT，欧洲的eupec公司也推出了3300V/1200A的元件，而1200V/600A的IGBT模块则已大量生产供应；IR以及Fairchild等著名半导体公司生产的IPM模块更为交流调速技术在白色家电（指冰箱、洗衣机和空调器等）以及汽车等领域的应用提供了可能。2021/10/10星期日6.①交流变频调速系统及变频电机（2）控制方面也从模拟控制发展到数字控制，从单片机发展到数字信号处理器（DSP）和高级专用集成电路，控制部件功能日益完善，而所需的控制器件和控制器体积日益减小，控制器可靠性日益提高而成本日益降低。例如0.75kw通用变频器在过去的10年间，体积减小到原来的1/10，成本下降了大约40~50%，中小型电机变频调速系统已经发展成熟。2021/10/10星期日7.①交流变频调速系统及变频电机（3）据美国《控制工程》报道在1996~2000年间美国用于工厂自动化方面的电动机和传动装置的总费用约45亿美元，其中采用变频器控制三相异步电动机的约占52.8%，且呈逐年上升趋势。交流调速系统的广泛应用必然对电动机提出相应的要求，为使电机更好地符合电气传动系统的要求。国际电工委员会（IEC）以及一些国家的有关组织，如美国的IEEEE等均对变频器供电的三相异步电动机提出了一些要求和应用导则。2021/10/10星期日8.①交流变频调速系统及变频电机（4）目前交流变频专用电机已经在西方工业发达国家获得广泛使用，如德Siemens公司、日本的东芝公司等就已经推出200KVA以下的8大系列的变频电机，并成功应用于工业实践，取得较好的节能效果和自动控制作用。2021/10/10星期日9.①交流变频调速系统及变频电机（5）对变频电机的研究，过去主要集中在以下几个方面：一是由于变频器的供电，电机谐波分量增加，从而引起电机损耗增加，温升提高，因此应根据负载的情况，如何匹配电机的功率；二是对于调速范围较宽的应用，要考虑低速时风扇转速降低造成的电机自身散热能力的下降，因此应在结构上外置一独立的风扇，使其在低速时保持足够的散热风量，另外对于谐波引起的电机噪声的增加也进行了不少的研究。但是随着变频器应用的日益增多和研究的日益深入，出现了其他更为突出的问题，如电机的绝缘、轴承电流、性能测试等问题，直接影响着电机的设计、制造、使用和性能。2021/10/10星期日10.②电机绝缘问题（1）

由于变频器采用脉宽调制技术（PWM），电压波形是由许多窄脉冲组成，脉冲电压对电机的绝缘会产生影响。如GTR变频器供电时，其脉冲上升时间约为1～2μs，电压梯度（变化率）为500～1000V/μs，因此在美国NEMA标准的MGI、par30中就对一般用途的电机规定要满足1000v峰值和2μs波前时间冲击电压的要求。2021/10/10星期日11.②电机绝缘问题（2）此规定执行以来，对GTR变频器供电的电机，十年来运行正常。但是自IGBT变频器应用以来，电机损坏增多。研究发现，对于IGBT变频器，并采用20kHz的载波频率时，其脉冲间隔仅为0.05～0.2μs，从而使电压梯度达到6500～13000v/μs。由于瞬时高电压加在电机的绕组上，当电压上升时间小于0.3μs时，绕组前几匝线圈承受的电压应力为正常值4倍以上，因此有可能超过80%的电压加在首匝线圈上。虽然线圈之间以及线圈和铁芯之间有一系列的绝缘保护，但是在这些绝缘之间很可能存在很小的间隙（气泡），它们在超过一定电压时就开始电晕放电或局部间歇放电，并逐步扩大，以致损坏绝缘，严重影响了电机的正常运行。2021/10/10星期日12.②电机绝缘问题（3）为解决变频器供电的电机的绝缘问题，可采用滤波器技术或采用加强绝缘，但是前者要增加较多的费用，而后者则使电机的体积增加较多。目前，美国的Phelps

Dodge公司等线缆厂已经研制出耐高脉冲电压的电磁线，这种电磁线采用了新的漆层配方，在漆膜厚度不变的情况下，大大增加了耐压强度。美国GE公司和Reliance公司等均宣布已生产出采用新的电磁线的电机，可适用于IGBT供电的场合。2021/10/10星期日13.③轴承电流问题（1）对于较大功率的IGBT变频器供电的电机（如100KW以上）会发现运行一段时间后，有些电机轴承磨损严重，先是产生不正常噪声，后至烧毁。2021/10/10星期日14.③轴承电流问题（2）经研究发现，由于采用变频器供电，电压波形中存在着相当多的高频分量，这些高频分量除了通过变频器与电机绕组构成回路外，还通过绕组与定子铁心间以及转轴、端盖、机座和接地线等之间形成寄生电容。这些电容的值一般为nf级，在工频供电时其冲放电过程形成的容性电流很小，可以忽略不计。2021/10/10星期日15.③轴承电流问题（3）当此高频分量较大时，轴电流密度可达数10A/mm2，轴承电流严重。由于轴承的滚珠与滚道上有可能存在凸出点，旋转时通过该处的轴承电流断开，从而引起电弧，灼伤金属表面，大量积累从而引起轴承的损坏。因此对于200马力以上的电机应采用了轴承绝级技术等措施以保证电机的可靠运行。2021/10/10星期日16.④性能测试问题由于电压波形中存在着大量的高次谐波，因此测量仪器的选择和精度问题较为突出。1998年美国Florida大学对交流调速系统的研究表明，声称精度0.1～0.25%的数字测量仪表，有时测量误差会高达56%，这主要是由于测试仪器采样频率不够高造成的。目前，IEC在相关的实验标准中已经明确规定了10倍采样频率的要求。例如，对于IGBT变频装置，若采用20kHz的载波频率，则测试食品的采样频率至少要达到200kHz，方能保证一定的测量精度。变频器供电专用电机测试装置的研究正在展开。2021/10/10星期日17.⑤无换向器电机（1）

近年来，转子采用永磁结构、主电路采用功率器件的无刷直流电机得到了很大的发展，其功率覆盖等级较大。小功率无刷直流电机主要应用于工厂自动化和办公自动化方面，如计算机外设复印机和家用电器中，它正在迅速取代传统的直流电机和异步电机；90年代以来，在高精度的数控设备中相当多的采用了永磁同步无刷电机（交流伺服电机）以取代宽调速的直流伺服电机，特别是在机器人和机械手的驱动中，无刷直流电机的应用相当多。2021/10/10星期日18.⑤无换向器电机（2）目前全世界机器人的拥有量已经超过100万台，且每年以大于20%的速度增长，这已经成为无刷直流电机的主要应用领域。近年来，为新的研究和应用热点。大功率无刷直流电机（一般采用晶闸管作为功率器件，习惯上称为无换向电机）在低速、环境恶劣和有一定调速性能要求的场合有着广泛的应用前景，如钢厂的轧机、水泥窑传动抽水蓄能等。2021/10/10星期日19.⑤无换向器电机（2）目前国外交流伺服电机已经部分形成系列，如德国Lens公司，而宝钢引进的轧机流水线电气传动基本采用了无换向器电机实现；日本在电动车的应用中也主要采用了无刷直流电机作为驱动电机，并取得了较好的应用效果。2021/10/10星期日20.⑥其他用途的中小型电机

其他用途的中小型电机还有很多，如80年代出现的开关磁阻电机以及特种用途的电机如电动车电机、汽车电机等，均具有很好的发展潜力，暂不述及。综上所述，国外的中小型电机正在向高效化、专业化、集成化的方向发展，市场前景非常广阔。2021/10/10星期日21.3.电动机的基本原理

电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力F，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。2021/10/10星期日22.4.电动机结构及各部分的作用一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。2021/10/10星期日23.4.1定子的结构作用定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。2021/10/10星期日24.4.2转子的结构作用①电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。②转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。2021/10/10星期日25.5.电动机的分类1.按其功能可分为：驱动电动机和控制电动机；2.按电能种类分为：直流电动机和交流电动机；3.从电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类可分为：同步电动机与异步电动机；4.按电源相数来分类可分为：单相电动机和三相电动机；5.按防护型式可分为：开启式、防护式、封闭式、隔爆式、防水式、潜水式；6.按安装结构型式可分为：卧式、立式、带底脚、带凸缘等；7.按绝缘等级可分：为E级、B级、F级、H级等。2021/10/10星期日26.5.1按电能种类分类

励磁直流电机：他励、串励、复励直流电动机永磁直流电机鼠笼式电动机异步电动机绕线式交流电动机普通同步电机：励磁、永磁同步电动机无换向器电机磁阻电机2021/10/10星期日27.6直流电动机6.1直流电动机的旋转原理6.2直流电动机原理图6.3直流电动机的特点6.4直流电机的形式6.5直流电机的基本结构2021/10/10星期日28.6.1直流电动机的旋转原理直流电动机分为定子绕组和转子绕组。定子绕组产生磁场，当通直流电时，定子绕组产生固定极性的磁场。转子通直流电在磁场中受力，于是转子在磁场中受力就旋转起来。2021/10/10星期日29.6.2直流电动机原理图2021/10/10星期日30.6.3直流电动机的特点直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，热动和制动转矩较大。由于存在换向器，其制造复杂，价格较高2021/10/10星期日31.6.4直流电机的形式有他励、并励、串励、复励和永磁等形式2021/10/10星期日32.6.4.1他励电动机他励电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电。他励电动机由于采用单独的励磁电源，设备较复杂。但这种电动机调速范围很宽，多用于主机拖动中。2021/10/10星期日33.6.4.2并励电动机并励电动机的励磁绕组是和电枢绕组并联后由同一个直流电源供电，这时电源提供的电流I等于电枢电流Ia和励磁电流If之和，即I=Ia+If。

适用于恒压工作场合。2021/10/10星期日34.6.4.3串励电动机

串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联之后接直流电源。串励电动机励磁绕组的特点是其励磁电流If就是电枢电流Ia，这个电流一般比较大，所以励磁绕组导线粗、匝数少，它的电阻也较小。2021/10/10星期日35.6.4.4复励电动机

复励电动机这种直流电动机的主磁极上装有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，另一个与电枢绕组并联，所以复励电动机的特性兼有串励电动机和并励电动机的特点，所以也被广泛应用。2021/10/10星期日36.6.5直流电机的基本结构定子和转子两个部分定子作用：产生主磁场和在机械上支撑电机。定子组成：主磁极、换向极、机座、端盖和轴承等。2021/10/10星期日37.6.5.1直流电机的磁极主磁极包括主磁极铁心和套在上面的励磁绕组，其主要任务是产生主磁场。磁极下面扩大的部分称为极掌，它的作用是使通过空气中的磁通分布最为合适，并使励磁绕组能牢固地固定在铁心上。磁极是磁路的一部分，采用1.0-1.5mm的钢片叠压制成。励磁绕组用绝缘铜线绕成。2021/10/10星期日38.6.5.2直流电机的换向极

换向极用来改善电枢电流的换向性能。它也是由铁心和绕组构成的，用螺杆固定在定子的两个主磁极的中间。2021/10/10星期日39.6.5.3直流电机的机座

机座一方面用来固定主磁极，换向极和端盖等，并作整个电机的支架用地脚螺钉将电机固定在基础上，另一方面也是电机磁路地一部分，故用铸钢或者是钢板压成。2021/10/10星期日40.6.5.4直流电机的电枢铁心电枢铁心是主磁极地一部分，用硅钢片叠成，呈圆柱形，表面冲了槽，槽内嵌放电枢绕组。为了加强铁心的冷却，电枢铁心上有轴向通风孔。2021/10/10星期日41.6.5.5直流电机的电枢绕组

电枢绕组示直流电机产生感应电势及电磁转距以实现能量转换的关键部分。绕组一般由铜线绕成，包上绝缘后嵌入电枢铁心的槽中，为了防止离心力将绕组甩出槽外，用槽楔将绕组导体楔在槽内。2021/10/10星期日42.6.5.6直流电机的换向器换向器的作用对发电机而言是将电枢绕组内感应的交流电动势转换成电刷间的直流电动势。对电动机而言，则是将外加的直流电流转换成电枢绕组的交流直流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流方向不变，以产生恒定的电磁转距。换向器由很多彼此绝缘的铜片组合而成，这些铜片称为换向片，每个换向片都和电枢绕组连接。2021/10/10星期日43.6.5.7直流电机的电刷装置

电刷装置包括电刷及电刷座，它们固定在定子上，其电刷与换向器保持滑动接触，以便将电枢绕组和外电流接通。2021/10/10星期日44.6.5.8直流电动机运行时的几点结论1. 外施电压、电流是直流，电枢线圈内电流是交流；2. 线圈中感应电势与电流方向相反；3. 线圈是旋转的，电枢电流是交变的。电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的；4. 产生的电磁转矩M与转子转向相同，是驱动性质。2021/10/10星期日45.7.交流电动机7.1单相交流电动机的旋转原理7.2三相异步电动机2021/10/10星期日46.7.1单相交流电动机的旋转原理①单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。

单相电不能产生旋转磁场.要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。②这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场。③在这个旋转磁场作用下，旋转磁场在电机转子内产生感应电流，感应电流产生的磁场与旋转磁场方向相反，被旋转磁场推拉进入旋转状态，由于转子必须切割磁力线才能产生感应电流，因此转子转速必须低于旋转磁转速，转子就能自动起动，单相交流电动机故称异步电机。2021/10/10星期日47.7.2三相异步电动机7.2.1三相异步电动机的结构7.2.2三相异步电动机的工作原理7.2.2三相异步电动机的工作原理7.2.3转差率s7.2.4三相异步电动机的额定参数7.2.5三相异步电动机的接法7.2.6温升7.2.7电机绝缘等级与允许温升的关系（℃）7.2.8三种定额7.2.9三相异步电动机的启动、调速7.2.10鼠笼型异步电动机的启动7.2.11绕线式异步电动机的启动7.2.12异步电动机的调速7.2.13电动机的检查试验项目2021/10/10星期日48.7.2.1三相异步电动机的结构按转子结构分:

鼠笼型异步电动机和绕线型异步电动机。三相异步电动机基本由定子和转子组成。2021/10/10星期日49.鼠笼型异步电动机绕线型异步电动机2021/10/10星期日50.结构示意图

2021/10/10星期日51.7.2.1－1三相异步电动机的定子定子由铁心、绕组与机座三部分组成。机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座形式。2021/10/10星期日52.7.2.1－2机座指固定的外壳和底座，主要的作用是固定和支撑铁心。机座的前后装有轴承，以支撑旋转的转子轴。

由铸铁或铸钢制成。2021/10/10星期日53.7.2.1－3定子铁心

定子铁心是电动机磁路的一部分，它是由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗，定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽。槽中安放绕组，硅钢片铁心在叠压后称为一个整体，固定于机座上。2021/10/10星期日54.未装绕组的定子与定子硅钢冲片

2021/10/10星期日55.7.2.1－4定子绕组

由在几何空间完全对称的三相线圈独立绕成，嵌于定子槽内，外接三相对称电源。其主要作用是接受外部的三相交流电能，产生其工作必须的磁场，是完成电能与机械能相互转换的中枢。

定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边，分别放在两个槽里。三相对称绕组AX，BY，CZ可连接成星型或三角形。2021/10/10星期日56.定子绕组端头的接线2021/10/10星期日57.7.2.1－5异步电动机的转子异步电动机的转子绕组有鼠笼式、绕线式转子是电动机的旋转部分，它主要由转轴、转子铁心和转子绕组等部分组成转子铁心压装在转轴上，由硅钢片叠压而成，转子硅钢片冲片，转子铁心也是电动机磁路的一部分，转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式，它是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成，小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇注而成。这不仅是以铝代铜，而且制造也快。绕线式转子绕组由线圈组成绕组放入转子铁心槽里，转子绕组一般是连接成星型的三相绕组，转子绕组组成的磁极数与定子相同，绕线式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速。2021/10/10星期日58.7.2.1－6转轴转子轴用来支撑转子并传递机械转矩，异步电动机转子与定子之间气隙约0.2~1.0毫米。2021/10/10星期日59.7.2.1－7转子绕组转子绕组异步电动机的转子绕组分为绕线形与笼形两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机。2021/10/10星期日60.7.2.1－8绕线形绕组与定子绕组一样也是一个三相绕组，一般接成星形，三相引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相连，这就有可能在转子电路中串接电阻或电动势以改善电动机的运行性能，如下图2021/10/10星期日61.三相绕线型转子结构

2021/10/10星期日62.绕线形转子与外加变阻器的连接

2021/10/10星期日63.7.2.1－9鼠笼形绕组在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条，在铜条两端各用一个铜环（称为端环）把导条连接起来，称为铜排转子，如图所示。也可用铸铝的方法，把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成，称为铸铝转子，如图所示。100kW以下的异步电动机一般采用铸铝转子。2021/10/10星期日64.鼠笼形转子绕组

2021/10/10星期日65.7.2.1－10转子铁心转子铁心也是电动机磁路的一部分。是用0.35~0.5mm厚相互绝缘的硅钢片叠压而成，并紧固在转轴上。铁芯的外表面上分布有均匀的线槽，用来嵌放转子绕组。作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组.2021/10/10星期日66.转子铁心和绕组

2021/10/10星期日67.7.2.1－11其他部分其他部分包括端盖、风扇等。端盖除了起防护作用外，在端盖上还装有轴承，用以支撑转子轴。风扇则用来通风冷却电动机。三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙，一般仅为0.2mm～1.5mm。气隙太大，电动机运行时的功率因数降低；气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。2021/10/10星期日68.三相绕线型异步电结构图

1—转轴2—转子绕3—接线盒4—机座5—定子铁心6—转子铁心7—定子绕组8—端盖9—轴承10—集电环2021/10/10星期日69.三相笼型异步电动机结构图

1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心；7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇2021/10/10星期日70.7.2.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的定子绕组，通入三相对称交流电流，便产生旋转磁场，其转速为同步转速n1＝60f/p。转子有一团合绕组，由于旋转磁场与转子绕组存在相对运动，旋转磁场切割转子绕组，在转子绕组中便产生感应电动势，即有感应电流流通。转子绕组感应电动势的方向由右手螺旋定则确定，若略去转子绕组电抗，则感应电势的方向既是感应电流的方向转子中的感应电

流与旋转磁场相互作用，在转子上产生电磁力F，电磁力的方向用左手螺旋定则判定。电磁力所形成的电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场的方向转动，这就是三相异步电动机的工作原理。2021/10/10星期日71.7.2.3转差率s转子转动的方向与旋转磁场的方向相同，但两者的转速不同。转子的转速称为额定转速n。额定转速n总是小于同步转速n1，因为与如果相同，转子绕组与旋转磁场就没有相对运动，转子绕组中就不会感应出电势和电流，这样转子就不会受到电磁转矩的作用，当然不会继续转动。异步电动机转子的转速总是和同步转速存在一定差异，“异步”因而得名。n1和n的差异是异步电动机产生电磁转矩的必要条件。转差与同步转速的比值称为转差率s=(n1-n)/n12021/10/10星期日72.7.2.4三相异步电动机的额定参数（１）额定功率：指三相异步电动机在额定运行时转子轴上输出的机械功率，单位为KW。为正常工允许的最大运行功率。（２）额定电压

指在三相异步电动机额定运行时加于定子绕组上的线电压。单位为kV。（３）额定电流指电动机在额定电压下输出额定功率时，定子绕组中的线电流，单位为A。（４）额定频率

指电动机所接电源的频率，单位是Hz。我国的规定的工业用电频率是50

Hz。（５）额定转速指额定运行时转子的速度，单位为r/min。2021/10/10星期日73.7.2.5三相异步电动机的接法电动机在额定电压下，定子三相绕组应采取的联接方法。三相电动机定子绕组的连接方法有星形（Y）和三角形（△）两种。定子绕组的连接只能按规定方法连接，不能任意改变接法，否则会损坏三相电动机。2021/10/10星期日74.A.Y/

接法

如铭牌上标有“380/220V、Y/

联结”时，表示电源电压为380V时，电机绕组采用“Y”联结；电源电压为220V时，采用“

”联结。2021/10/10星期日75.B.Y接法

2）如铭牌上标有“380V、

联结”时，表示电机正常运行时只能采用“

”联结。2021/10/10星期日76.C.

接法但是在电动机起动过程中可接380V电源，绕组采用“Y”联结，起动完毕，恢复“

”联结。2021/10/10星期日77.7.2.6温升

电动机运行时的实际温度高出环境温度的数值．允许温升决定于电动机绕组绝缘材料的耐热性（即绕组绝缘能长期使用的权限温度）．允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。有的铭牌只标注绝缘等级，电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H、C级。2021/10/10星期日78.7.2.7电机绝缘等级与允许温升的关系（℃）

绝缘的温度等级A级E级B级F级H级C级最高允许温度（℃）105120130155180180以上绕组温升限值（K）6075801001251252021/10/10星期日79.7.2.8三种定额定额是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为连续、短时、周期断续三种。1）连续连续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很长，电动机的温升可以达到稳态温升的工作方式。（2）短时短时工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停机时间很长，使电动机的温升可以降到零的工作方式。（3）周期断续周期断续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间也很短，使电动机的温升降不到零，工作周期小于10min的工作方式。2021/10/10星期日80.7.2.9三相异步电动机的启动、调速三相异步电动机的起动是指其转速从零到稳定的过程。要使电机能安全转动起来，主要考虑两个问题，一是将起动电流限制在允许范围内；二是保证有足够的起动转矩。

2021/10/10星期日81.7.2.10鼠笼型异步电动机的启动

1.全压启动2.在定子电路串联电抗器（或电阻）降压起动2021/10/10星期日82.1全压启动指三相异步电动机定、转子不接任何阻抗，在额定电压下起动。这种起动方式简单、方便，但存在着较大的起动电流，而且起动转矩较小，只适用于小型异步电动机。优点：减少设备投资和维护费，操作简单。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：不经常启动的电动机，电动机容量不宜超过变压器容量的30％；经常启动的电动机，电动机容量不宜超过变压器容量的20％．2021/10/10星期日83.2在定子电路串联电抗器（或电阻）降压起动先在定子则串入起动电阻或电抗，起动以后将其切除，加速到额定运行。在起动过程中，由于串联电阻（电抗）的分压作用，使加于电机绕组上的电压低于电网电压

。三相鼠笼式异步电动机在定子回路中串接电抗器（可改接电阻器，但能耗较大，适用于较小容量电机）降压起动的接线原理图如图所示。三相异步电动机定子串电抗起动。即开关2K接到“起动”端，使起动时电抗器接入定子回路；起动后，切除电抗器，即开关2K接到“运行”端。2021/10/10星期日84.在定子电路串联电抗器（或电阻）启动的接线原理图

2021/10/10星期日85.３.自藕变压器降压启动起动时，先将电路接成“Y”形，绕组电压为相电压，起动后再改接成“△”形，由于“△”绕组电压比“Y”接法低，所以整个过程在低压下起动，高压下运行。

三相鼠笼式异步电动机采用自耦变压器降压起动接线原理图如图所示。起动时。开关向下一边，电动机的定子绕组通过三相自耦变压器T的中间抽头接到三相电源上，从而降压起动。当转速升高到稳定值后，开关K投向上边。即“运行”端，自耦变压器被切除，电动机定子直接接到电源上，电动机正常运行。2021/10/10星期日86.自藕变压器降压启动接线原理图

2021/10/10星期日87.４.星形－三角形换接启动对应运行时定子绕组接成△形的三相鼠笼式异步电动机，起动时接成ㄚ形（接线原理图如图所示），则定子每相电压降为额定电压的，从而实现了降压起动。即起动时，开关2K合到下方，电动机定子绕组接成ㄚ形，电动机开始起动；当转速升到一定程度后，开关2K从下方断开合向上方。定子绕组接成△形，电动机进入正常运行。2021/10/10星期日88.2021/10/10星期日89.５.延边三角形启动延边三角形降压起动接线原理图如图所示。电动机的定子绕组每相都有一个中间抽头，起动时，将每相定子绕组的尾端4、5、6分别与中间抽头8、9、7相联，首端1、2、3接相电源，这时定子绕组一部分接成△形，另一部分接成ㄚ形，合起来象一个三条边都延长了一段的△形，故称“延边三角形”起动。当转速升高到一定值后，三相绕组改成如图的接法.2021/10/10星期日90.延边三角形接线原理图(a)接线原理图(b)改接后的接线图

2021/10/10星期日91.7.2.11绕线式异步电动机的启动

1.绕线式异步电动机串电阻启动

2.异步电动机串接频敏变阻器降压启动2021/10/10星期日92.1.绕线式异步电动机串电阻启动对于重载和频繁起动的生产机械，三相鼠笼式异步电动机难以满足要求时，才选用三相绕线式异步电动机。因为，绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机相比较，结构较复杂，控制