1、課題l5.1 三相異步電動機的結構l5.2 三相異步電動機工作原理電動機是工程中用量最大的電力電器。統計資料顯示，電網的60%70%的電能被各種電動機所利用，交流異步電動機的擁有量占到電動機總擁有量的90%以上，直流電動機在調速領域正在被變頻調速所取代，擁有量下降，步進電機的擁有量隨著數控技術的發展在快速上升。電動機在國民經濟建設中的重要作用不言而喻。電動機是根據磁場中的載流導體受力原理制造的電器設備。為了提高電動機的效率和減少漏磁通，電動機也是用高導磁率的鐵磁材料制造磁路。電動機根據使用電壓和用途不同，分為直流電動機、交流電動機、脈沖電動機（步進電機）和特種電動機等。本章主要介紹常用電動機的

2、結構、原理和應用。5.1.1 定子定子組成：鐵心、繞組、機座三部分。作用：產生旋轉磁場。 (a) 定子鐵心(b) 鐵心硅鋼片（c）局部繞組5.1.2 轉子 籠型轉子 繞線轉子轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成。5.2.1 旋轉磁場和同步轉速 1.旋轉磁場 2.同步轉速 旋轉磁場的轉速為 旋轉磁場的轉速n1又稱為同步轉速。pfn11605.2.2 三相異步電動機轉動原理1.轉動原理旋轉磁場轉動轉子導線切割磁力線產生感應電流（法拉第電磁感應定律，電流方向右手定則）轉子電流處在旋轉磁場中受到電磁力作用（受力方向左手定則）轉子在電磁力作用下沿著旋轉磁場方向轉動n是一個絕對值，使用不方便，取相對值n/n

3、1，用s表示，稱為轉差率2.轉差率spfsnsn1160-1)1 (）（3. 定子電壓、定子和轉子電流的關系iKII121iKII21三相異步感應電動機是運行電器，是通過轉子感應電流產生電磁轉矩工作的。其工作條件是：定子要產生旋轉磁場，轉子在旋轉磁場的作用下產生感應電流，感應電流和磁場作用產生電磁力。課題l5.3 異步電動機的電磁轉矩l5.4 三相異步電動機的運行特性及銘牌數據5.3.1 轉子各量之間的關系1.轉子繞組的感應電動勢E2E2=4.44f2N2k2 2. 轉子感抗X2X2=2f2L2 =SX203. 轉子電流I2與功率因數cos222022222222222)(sXRRXRRZRc

4、os5.3.2 三相異步電動機的電磁轉矩1. 電磁轉矩T22022221)(sXRsRKUT2. 轉矩特性（1）當s很小時（如s=0sm），(sX202)2，則Ts（2）當s很大時（如s=sm1）， (sX202)2，則T（3）改變電阻R2，可改變sm值（4）當其它參數不變時，轉矩T 22R22Rs121U5.4.1 三相籠型異步電動機的機械特性 1額定轉矩、最大轉矩和起動轉矩 （1）額定轉矩TN （2）最大轉矩Tm （3）起動轉矩Tst三相籠型異步電動機的機械特性5.4.2 三相繞線型電動機機械特性1. 改變R2電阻，得到不同斜率的特性曲線。由左圖可見，當負載一定時，通過改變R2，可進行小范

5、圍調速。適應于大功率風機節能運行。2. 改變R2電阻，在起動時可得到最大轉矩，并且較軟的機械特性，特別適合起重設備、卷揚機、礦井絞車等應用。3.因為轉子外串電阻要消耗大量電能，電動機故障率較高等缺點，現在很多應用場合已經被變頻器驅動籠型電動機所取代。5.4.3 三相異步電動機的銘牌和技術數據電動機銘牌1.電動機在轉動過程中，轉矩、轉速、機械特性都要受到轉子各量的影響。根據轉矩公式5-12，R2越小，電動機的機械特性越硬，人們生產了鑄鋁轉子電動機，滿足需要硬機械特性的場合；R2越大，機械特性越軟，人們生產了繞線型電動機，滿足需要軟機械特性的場合。2. 電動機的機械特性是使用電動機的基礎，根據不同

6、的負載要求，選擇不同的電動機。課題l5.5 三相異步電動機的控制l5.6 單相電動機5.5.1 三相異步電動機的起動 電動機轉速從零上升到穩定轉速的過程稱為起動起動 約為額定電流的57倍起動電流 為防止啟動電流對電網的沖擊，7.5kW以上采用降壓起動起動措施1直接起動2降壓起動 （1）定子電路中串聯電阻降壓起動 特點：起動設備簡單、操作方便 不足：起動時電阻要消耗大量的電能，不夠經濟 （2）Y-D降壓起動 特點：起動電流小，為直接起動電流的1/3；起動設備簡單、成本低、起動過程中無額外的電力消耗 缺點：起動轉矩小，適合空載或輕載的場合 （3）自耦變壓器降壓起動 特點：可以按容許的起動電流和所需

7、的起動轉矩來選擇自耦變壓器的不同抽頭，起動方便；不受電動機接法的限制，不論是星形連接還是三角形連接都可以使用 缺點：起動設備費用較高，體積大3繞線式電動機的起動4軟起動器起動5.5.2 三相異步電動機的調速異步電動機的轉速與定子的磁極對數p、轉差率s和電源的頻率f1之間的關系為1改變定子繞組的磁極對數p來調速2改變轉子電路的電阻（改變s）調速3變頻調速pfsn160)1 ( 5.5.3 三相異步電動機的制動1反接制動2能耗制動3.機械抱閘制動5.6.1 電容分相單相異步電動機1.電動機結構（a）結構圖（b）接線圖5.6.2 電動機應用 單相異步電動機應用廣泛，一般應用在沒有三相交流電和小功率的

8、場合。功率多在幾十瓦1千瓦之間，大功率單相電動機可以定做，但一般不超過5kW 在家用電器、醫療器械、電動工具（多使用串勵電動機）等均采用電相電動機1.電動機的起動和制動，是電動機工作的兩個必經狀態，小功率的電動機因為功率小，起動制動比較容易。大功率電動機因為功率大，起動時對電網的影響極大，必須采用限流措施。停機時當需要制動時也要采取相應的制動措施。2.單相電動機是電動機的一個大類，品種多功率小。電容分相電動機功率大，體積也大，多用于固定場合。電動工具、吸塵器等移動設備，都采用串勵單相電動機，串勵單相電動機體積小功率大。功率在幾瓦到十幾瓦的小功率單相電動機，采用罩極式，體積小，制造簡單。大家用到

9、查相關資料。課題l5.7 步進電動機 l5.8 知識應用1基本結構(a) U相通電 (b) V相通電(c) W相通電2工作原理（1）單拍運行三相順序通電：三相繞組按UVWU順序通電，則轉子沿瞬時針方向一步一步地轉動，每一步都轉30o。步距角和拍：每一步轉過的角度稱為步距角，用表示。從一相通電到另一相通電稱為一拍，每一拍都轉過一個步距角。如果電動機反轉，通電的方式改為UWVU，則電機反轉。（2）雙拍運行雙拍運行：若步進電動機按UUVVVWWWUU順序通電，則稱為三相單雙六拍運行方式，每一循環共有六拍，電動機的步距角為15o。5.8.1 電動機的選擇1. 電動機容量的選擇（1）短時工作電動機的選擇

10、 應選用短時工作制的電動機。短時工作制電動機和功率相同的連續工作制電動機相比，其最大轉矩大、體積小、價格低（2）連續工作電動機的選擇 電動機連續工作，但負載不穩定，忽大忽小。選擇電動機的額定電流IN大于或等于Ieq。以保證電動機長期工作而不過熱（3）電動機的類比選擇法 具體做法是：了解本單位或附近其他單位的類似生產機械使用多大功率的電動機，然后選用近似功率的電動機進行試車2. 電動機轉速的選擇 相同功率的電動機，極數越多，轉速越低，體積越大，價格越貴。因此，選擇電動機的轉速即要考慮速度合適，還要考慮電動機的體積價格。一般電動機要通過減速器和負載進行速度匹配，這樣可以選擇較高轉速的電動機3.電動機種類的選擇 籠型轉子電動機 繞線式電動機5.8.2 電動機起動方式的選擇 10kW以上的交流電動機，一般都采用降壓起動。 在大功率電動機的起動中（如500020000kW），一般采用軟啟動器降壓起動。5.8.3 電動機的安裝與維護 1.電動機的安裝 2.電動機的日常維護安裝前的檢查安裝場所應符合要求電動機與負載的傳動連接1.步進電動