1、交流電動機工作原理及特性 缺點：結構較復雜，價格較高，換向器與電刷處缺點：結構較復雜，價格較高，換向器與電刷處 有火花放電，需定期維護有火花放電，需定期維護 （無刷直流電（無刷直流電 動機不必）。動機不必）。 三相電動機三相電動機 單相電動機單相電動機 異步電動機異步電動機 同步電動機同步電動機 交流電動機工作原理及特性 4.1 的結構和工作原理的結構和工作原理 鼠籠轉子鼠籠轉子 鑄鋁形成轉子繞組鑄鋁形成轉子繞組 交流電動機工作原理及特性 240tsinIi 120tsinIi tsinIi mC mB mA B i A X B Y C Z A i C i A Y C B Z X 交流電動機工

2、作原理及特性 A X Y C B Z A X Y C B Z A X Y C B Z N S 0 t 60t 0 n 60 90t S N SN 240tsinIi 120tsinIi tsinIi mC mB mA C i B i A i t 600 m I o 360 交流電動機工作原理及特性 A A X Z B C Y A A X Z B C Y 可見：可見：三相電流產(chǎn)生的合成磁場為旋轉磁場，三相電流產(chǎn)生的合成磁場為旋轉磁場， 旋轉旋轉 2. . 0t 60t 任意調換兩根電源進任意調換兩根電源進 線就使磁場反轉。線就使磁場反轉。 0 m I C i B i A i t i o m I

3、N S N S C i A X B Y C Z A i B i 交流電動機工作原理及特性 C Y A B C X Y Z A X B Z A i B i C i A X X N S Z C Z B Y B Y A C S N B i C i A i i m I t 0 交流電動機工作原理及特性 分）分）轉轉/( f60n 10 時時頻頻率率Hz50f1 分）分）轉轉/( 3000 0 n p=1時，時， 旋轉旋轉 磁場轉速磁場轉速 交流電動機工作原理及特性 X N S A X A B Z C Y Z C Y B S N 0t 60t p=2時時 B i C i A i i t m I 0 分）

4、分）轉轉/( 1500 2 60 1 0 f n 0 n 30 A X X Z C Z B Y B Y A C N S N S )/( 60 1 0 分分轉轉 p f n 所以所以 交流電動機工作原理及特性 %100 n nn s 0 0 %65 . 1S 交流電動機工作原理及特性 例例1 1：一臺三相異步電動機，其額定轉速：一臺三相異步電動機，其額定轉速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動機的極對。試求電動機的極對 數(shù)和額定負載下的轉差率。數(shù)和額定負載下的轉差率。 解：解： 根據(jù)異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉根據(jù)異步電動機轉子轉速與旋轉磁場

5、同步轉 速的關系可知：速的關系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100% 1000 9751000 %100 0 0 n nn s 交流電動機工作原理及特性 定子三相繞組的六個出線頭可根據(jù)需要靈活地接定子三相繞組的六個出線頭可根據(jù)需要靈活地接 成星形（成星形（Y形）或三角形（形）或三角形（形）。形）。 聯(lián)結聯(lián)結Y聯(lián)結聯(lián)結 交流電動機工作原理及特性 4.24.2定子定子和轉子和轉子 1) 異步電動機中定子和轉子繞組相當于異步電動機中定子和轉子繞組相當于變壓器的變壓器的 原、副繞組。原、副繞組。 2）變壓器：）變壓器： 變化變化 e U1 E1=4.44 f N1 異步電動機：異步電動

6、機： 旋轉旋轉 e U1 E1=4.44 f N1 3）變壓器：）變壓器：I2 增大增大 I1增大，增大，以保持以保持 基本不變，以基本不變，以 達到傳遞能量的目的。達到傳遞能量的目的。 異步電動機：當負載增加時，轉子電流異步電動機：當負載增加時，轉子電流I2 增大增大 I1 增大，增大，以保持以保持 基本不變，以達到傳遞能量的目的。基本不變，以達到傳遞能量的目的。 交流電動機工作原理及特性 副繞組副繞組異步異步 電動機的電動機的副繞組副繞組是旋轉的且短路。是旋轉的且短路。 異步異步電動電動機中的定機中的定 子和轉子之間是有不大的氣隙。子和轉子之間是有不大的氣隙。 異步電動機中轉子感應電動勢的

7、頻率是隨轉子轉異步電動機中轉子感應電動勢的頻率是隨轉子轉 速改變的。速改變的。 交流電動機工作原理及特性 i1 u1 e1 eL1 i2 R1 e2 eL2 R2 11L111 eeRiu 為漏磁電感為漏磁電感 1L 1 1L1L L dt di Le 為為定定子子一一相相繞繞組組的的匝匝數(shù)數(shù) 1 1 11 N dt d Ne 2L222 eRie 其其有有效效值值記記為為為為磁磁通通，tsin 1m1 111111 Nf44. 4NKf44. 4Ee 有有效效值值為為 R1為為 交流電動機工作原理及特性 1 1 1L1111L111 e dt di LRieeRiu 1L11 Lf2X 漏漏

8、磁磁感感抗抗 60 pn f p f60 n,ef 0 1 1 011 可可寫寫出出由由磁磁場場轉轉速速即即交交流流電電源源頻頻率率的的頻頻率率為為 11111 Nf44. 4NKf44. 4E 1 1 1 1 111L 1 11EXIjRIEERIU 表表示示為為有有效效值值可可用用復復數(shù)數(shù))( i1 e1 eL1 i2 R1 e2 eL2 R2 u1 因因R1、X1小小,可近似認為可近似認為U1=E1 交流電動機工作原理及特性 因因轉子在旋轉轉子在旋轉,故轉故轉子感應電勢頻率子感應電勢頻率 f 2 定定子感應電勢頻率子感應電勢頻率 f 1 1 0 0 00 2 0 1 Sf 60 pn n

9、 nn p 60 nn f 60 n pf 可得可得類比類比 i1 e1 eL1 i2 R1 e2 eL2 R2 2L222 eRie 交流電動機工作原理及特性 E20= 4.44 f 1N2 故故E2= S E20 有有錯錯書書轉轉子子定定子子58P, dt d Ne, dt d Ne 2 22 1 11 交流電動機工作原理及特性 X20= 2 f1LL2故故X2= SX20 為為轉轉子子漏漏磁磁電電感感 2L 2 2L2L L dt di Le dt di LRieRie 2 2L222L222 2 2 2 22L 2 22XIjRIERIE 2L12L22 LSf2Lf2X 轉轉子子漏漏

10、磁磁感感抗抗 交流電動機工作原理及特性 2 2 2 2 2 2 XR E I 2 20 2 2 20 )SX(R SE 0I)nn( 0 20 s 2 20 2 2 20 max2 XR E I) 0n( 1s 2 20 2 2 2 2 2 2 2 2 2 )SX(R R XR R cos 202 SXR)(s 高高速速很很小小時時1cos 2 2 ISn 2 cos 202 XRSf11f12 f11 f12 f1減小，減小，Tmax基本不變，基本不變，Tst增大增大 交流電動機工作原理及特性 2. 在額定頻率以上變頻在額定頻率以上變頻 交流電頻率增大時，轉速將增交流電頻率增大時，轉速將增

11、大，但因大，但因電壓不能超過額定電電壓不能超過額定電 壓，故只能保持壓，故只能保持U不變，不變， 變小，所以轉矩變小，所以轉矩T也變小，屬也變小，屬 恒功率調速。恒功率調速。 特點：機械特性特點：機械特性硬硬，效率高，拖動能力下降，效率高，拖動能力下降， 屬恒功率調速。屬恒功率調速。 O n T fN f 交流電動機工作原理及特性 4.44.4啟動特性啟動特性 一般啟動轉矩一般啟動轉矩Tst=0.8 1.5TN， 而啟動電流而啟動電流Ist=5 7IN 常用于常用于10kw以下的電動機，也可按教材以下的電動機，也可按教材P67處理處理 3 1 3 1 交流電動機工作原理及特性 線繞式異步電動機

12、的線繞式異步電動機的 逐級切除啟動電阻逐級切除啟動電阻 max T st T O n T 0 n S 1 R2 R2 轉子串頻敏變阻器啟動轉子串頻敏變阻器啟動 頻敏變阻器實質上是鐵芯損頻敏變阻器實質上是鐵芯損 耗很大的電抗器，轉子感應耗很大的電抗器，轉子感應 電流頻率低時阻抗小，適合電流頻率低時阻抗小，適合 正常轉速；感應電流頻率高正常轉速；感應電流頻率高 時阻抗大，適合啟動；時阻抗大，適合啟動； 交流電動機工作原理及特性 高轉差率高轉差率 電阻大，啟動性能好，稱為啟動籠。電阻大，啟動性能好，稱為啟動籠。 交流電動機工作原理及特性 4.54.5制動特性制動特性 O n TM T 0 n M T

13、 交流電動機工作原理及特性 O n TM T 0 n M T 交流電動機工作原理及特性 O n T 0 n 交流電動機工作原理及特性 斷開三相電源，向定子繞組通入直流電，形成固定斷開三相電源，向定子繞組通入直流電，形成固定 磁場，轉子電磁感應產(chǎn)生制動轉距，與直流電動機磁場，轉子電磁感應產(chǎn)生制動轉距，與直流電動機 能耗制動原理相同。能耗制動原理相同。 O n TM T 0 n M T 教材教材P87圖圖5.53b不正確不正確 交流電動機工作原理及特性 4.64.6 脈動磁場脈動磁場可用可用正、反兩個方向的正、反兩個方向的 旋轉磁場來等效，故旋轉磁場來等效，故 交流電動機工作原理及特性 正、反兩個

14、方向的旋轉磁場（正、反兩個方向的旋轉磁場（P89） B1 B2 B B2 B1 B B B2B1 B B1B2 B2 B1 B1 B2 B B B1B2 B B2B1 交流電動機工作原理及特性 iA A BY X iB iB iA m I i t O 交流電動機工作原理及特性 A BY iAiB X 12 將開關將開關S合在位置合在位置1，電容，電容C與與 B繞組串聯(lián)，電流繞組串聯(lián)，電流 iB較較iA超前近超前近 90 ；當；當將將S切換到位置切換到位置2，電容，電容 C與與A繞組串聯(lián)，電流繞組串聯(lián)，電流iA 較較iB 超超 前近前近90 。這樣就改變了旋轉磁。這樣就改變了旋轉磁 場的轉向，從而實現(xiàn)電動機的場的轉向，從而實現(xiàn)電動機的 反轉。反轉。 交流電動機