1、第11講第8章交流電動機第8章 交流電動機8.1 三相異步電動機的結構與工作原理8.2 三相異步電動機的機械特性8.3 三相異步電動機的使用交流電動機電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、異勵、串勵、復勵鼠籠式異步交流電動機授課內容： 基本結構、工作原理、 機械特性、控制方法 電動機的分類8.1 三相異步電動機的結構與工作原理磁鐵閉合線圈e方向用右手定則確定f方向用左手定則確定磁場旋轉磁極旋轉導線切割磁力線產生感應電動勢導線長磁感應強度切割速度（右手定則）閉合導線產生電流 i（左手定則）通電導線在磁場中受力1. 線圈跟著磁鐵轉兩者轉動方向一致 結論：2. 線圈比磁場轉得慢異步三相異步機

2、的結構YBZXAC轉子定子定子繞組（三相）機 座轉子：在旋轉磁場作用下， 產生感應電動勢或 電流。三相定子繞組：產生旋轉 磁場。線繞式鼠籠式鼠籠轉子 旋轉磁場的產生AYCBZ異步機中,旋轉磁場代替了旋轉磁極()電流出()電流入XAXYCBZAXBYCZ合成磁場方向：向下XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：旋轉方向：取決于三相電流的相序。改變電機的旋轉方向：換接其中兩相。旋轉磁場的旋轉方向旋轉磁場的轉速大小 一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360電流頻率為 f Hz，則磁場1/f秒旋轉1圈，每秒旋轉f圈。每分鐘旋轉：n1稱為同步轉速極對數（P）的概念AXB

3、YCZ此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數為1。即：AXYCBZ極對數（P）的改變CYABCXYZAXBZ 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ極對數CYABCXYZAXBZ極對數和轉速的關系三相異步電動機的同步轉速極對數每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速（額定轉速）:電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致， 但 異步電動機無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流提示：如果 轉差率 的概念：異步電機運行中:轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：電動機起

4、動瞬間:（轉差率最大）轉子感生電流的頻率：例1：三相異步電動機 p=3，電源f1=50Hz，電機額定 轉速n=960r/min。求：轉差率s，轉子電動勢的頻率f2同步轉速：轉差率：一、三相異步電動機的“電磁”關系 8.2 三相異步電動機的機械特性定子電路i2R1R2i1u1e1e2 ：主磁通產生的感應電動勢。e1e2、轉子電路設：則：定子邊：i2R1R2i1u1e1e2：轉子感應電動勢的頻率：轉子線圈匝數取決于轉子和旋轉磁場的相對速度同理可得：i2R1R2i1u1e1e2i2R1R2i1u1e1e2轉子電流轉子功率因數例2：三相異步電動機，p=2，n=1440 r/min，轉子R2=0.02，

5、X20=0.08 ， E20=20V， f1= 50Hz。啟動時I2（st）額定轉速下的I2（N）s=1電磁轉矩 T：轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下,受到電磁力所形成的轉距之總和。常數每極磁通轉子電流轉子電路的轉矩公式的推導 （牛頓米）得到轉矩公式將其中參數代入：二、 三相電動機的機械特性根據轉矩公式10n1Tn得特性曲線：啟動時n=0最大轉速n=n1時三個重要轉矩n1Tn額定轉矩 ：電機在額定電壓下，以額定轉速 運行，輸出額定功率 時，電機轉軸上輸出的轉矩。( 1 )（牛頓米）nN 如果 電機將會因帶不動負載而停轉。最大轉矩 ：( 2 )電機帶動最大負載的能力。求解10smTm過載系數：

6、三相異步機 工作時，一定令負載轉矩 ，否則電機將停轉。致使注意： （1）三相異步機的 和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。 （2）電機嚴重過熱起動轉矩 ：( 3 )電機起動時的轉矩。n1Tn其中則體現了電動機帶載起動的能力。若 電機能起動，否則將起動不了。n1TnTmTst機械特性曲線TL啟動：TstTL (負載轉矩)，電機啟動轉速n，轉矩T cc點：轉矩達最大Tm ，轉速n繼續，T，沿cb走bb點：T=TL，轉速n不再上升，穩定運行 若TL ，暫時T TL,n s I2 T n 電動機的自適應負載能力 電動機的電磁轉矩可以隨負載的變化而自動調整，這種能力稱為自

7、適應負載能力。常用特性段s=0s=1例3（7-7）：三相異步電動機，額定功率PN=10kW，額定轉速nN=1450r/min，啟動能力Tst/TN=1.2，過載系數=1.8。（牛頓米）（1）額定轉矩TN（2）啟動轉矩Tst（3）最大轉矩Tm#（4）用Y 方法起動時的Tst 機械特性和電路參數的關系和電壓的關系結論：和轉子電阻的關系R2的 改變 ： 鼠籠式電機轉子導條的金屬材料不同，線繞式電機外接電阻不同。 結論：機械特性的軟硬 硬特性：負載變化時，轉速變化不大，運行特性好。軟特性：負載增加轉速下降較快，但起動轉矩大，起 動特性好。 硬特性 （R2小）軟特性（R2大） 不同場合應選用不同的電機。

8、如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。一、三相異步機銘牌與技術數據1. 型號 Y 132M4 磁極數(極對數 p=2)同步轉速1500轉/分轉差率8.3 三相異步電動機的使用2. 轉速: 電機軸上的轉速（n)。如： n =1440 轉/分3. 聯接方式 ： Y/ 接法 Y 接法： 接法：ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒：4. 額定電壓：定子繞組在指定接法下應加的線電壓. 說明：一般規定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的 5 。線電壓AZBYXC線電壓ABCXYZ例：380/220 Y/是指：線電壓為380V時采用Y接法； 當線電壓為220V時采

9、用接法。5. 額定電流：定子繞組在指定接法下的線電流。如： 表示三角接法下，電機的線電流為11.2A，相電流為6.48A；星形接法時線、相電流均為6.48A。6. 額定功率： 額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率（ ），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的 關系為： 其中鼠籠電機=7293 額定負載時一般為0.7 0.9 ， 空載時功率因數很低約為0.2 0.3。額定負載時，功率因數最大。注意：實用中應選擇合適容量的電機，防止“大馬” 拉“小車”的現象。7. 功率因數(cos1)：P2PN此外還有絕緣等級等參數，不一 一介紹。cos1二、 三相異步機的起動起動電流 ：中小型鼠籠式電機起動電

10、流為額定電流的5 7 倍。定子電流 原因：起動時 ，轉子導條切割磁力線速度很大。轉子感應電勢轉子電流大電流使電網電壓降低 影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱影響：三相異步機的起動方法：（1） 直接起動。二三十千瓦以下的異步電動機一般 采用直接起動。（2） 降壓起動。Y 起動自耦降壓起動（3）轉子串電阻起動。以下介紹Y 起動。Y 起動： 正常運行AZBYXC 起動ABCXYZ設：電機每相阻抗為AZBYXC正常運行UPABCXYZ起動UP（2）Y 起動應注意的問題：（1）僅適用于正常接法為三角形接法的電機。 所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合Y 起動。例4:三相異步電動機，電源電

11、壓 =380V，三相定子繞組接法運行，額定電流IN=20A，啟動電流Ist/IN=7，求： （1）接法時的啟動電流Ist （2）若啟動時改為Y接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =720=140A解：（2）Ist Y = Ist /3=140/3=47A方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實現反轉。 三、三相異步電動機的正、反轉正轉反轉ABCM3電 源ABCM3電 源制動方法： 1. 抱閘：加機械抱閘四、 三相異步電動機的制動反接制動時，定子旋轉磁場與轉子的相對轉速很大。為限制電流，在制動時要在定子或轉子中串電阻。即切割磁力線的速度很大，造成 ，引起 。注意：3. 能耗制動4.發電反饋制