1、電動機的分類：籠型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 電動機交流電動機直流電動機三相電動機單相電動機同步電動機異步電動機他勵、并勵電動機串勵、復勵電動機第7章 交流電動機1.定子7.1 三相異步電動機的構造鐵心：由內周有槽的硅鋼片疊成。U1 - U2 V1 - V2W1- W2三相繞組機座：鑄鋼或鑄鐵 轉子: 在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。2.轉子籠型轉子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。 (1)籠型轉子 鐵芯槽內放銅條，端 部用短路環形成一體, 或鑄鋁形成轉子繞組。(2) 繞線型轉子 同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。籠型繞線型7.2 三相異步電

2、動機的轉動原理7. 2. 1 旋轉磁場 定子三相繞組通入三相交流電(星形聯接) U1 U2 V1 V2W1W21.旋轉磁場的產生oU1V2W1V1W2U2規定 i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。 ()電流出()電流入o U1 U2 V1 V2W1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2 三相電流合成磁場 的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉60合成磁場旋轉90600動畫 toAU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相電流產生的合成磁場是一旋轉的磁場 即：一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過3602.

3、旋轉磁場的旋轉方向結論： 任意調換兩根電源進線，則旋轉磁場反轉。任意調換兩根電源進線(電路如圖) U1 U2W1W2V1V2取決于三相電流的相序0 to3.旋轉磁場的極對數P 當三相定子繞組按圖示排列時，產生一對磁極的旋轉磁場，即：o tU1U2V2W1V1W2 U1 U2 V1 V2W1W2 若定子每相繞組由兩個線圈串聯 ，繞組的始端之間互差60，將形成兩對磁極的旋轉磁場。W1U1V1W1V1U2U2U1V2V2W2W2極對數旋轉磁場的磁極對數與三相繞組的排列有關OW1U1V1W1V1U2U2U1V2V2W2W24.旋轉磁場的轉速工頻： 旋轉磁場的轉速取決于磁場的極對數p=1時U1V1W2U

4、2W1V2U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2Op=2時0旋轉磁場轉速n0與極對數 p 的關系旋轉磁場轉速n0與頻率f1和極對數p有關。可見:極對數每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速7. 2. 2 電動機的轉動原理1. 轉動原理U1U2V2W1V1W2定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針 切割轉子導體右手定則感應電動勢 E20旋轉磁場感應電流 I2旋轉磁場左手定則電磁力FF電磁轉矩TnF 7. 2. 3 轉差率 旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。 由前面分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速 n 不可能達到與旋轉磁

5、場的轉速相等，即異步電動機如果:無轉子電動勢和轉子電流 轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切 割轉子導條無轉矩因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。異步電動機運行中:轉子轉速亦可由轉差率求得轉差率s 例1：一臺三相異步電動機，其額定轉速 n=975 r/min，電源頻率 f1=50 Hz。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。解：根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：n0=1000 r/min , 即p=3額定轉差率為7.5 三相異步電動機的起動7. 5. 1 起動性能 起動問題：起動電流大，起動轉矩小。 一般中小型籠型電機起動電流為額定電流的5 7 倍; 電動機的起動

6、轉矩為額定轉矩的(1.02.2)倍。大電流使電網電壓降低，影響鄰近負載的工作頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱后果：原因：起動： n = 0，s =1, 接通電源。起動時 ，n = 0，轉子導體切割磁力線速度很大，轉子感應電勢轉子電流定子電流 7.5.2 起動方法(1) 直接起動 二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。(2) 降壓起動：星形-三角形(Y ) 換接起動自耦降壓起動（適用于籠型電動機）(3) 轉子串電阻起動（適用于繞線型電動機）以下介紹降壓起動和轉子串電阻起動。設：電機每相阻抗為1. 降壓起動(1) Y 換接起動 降壓起動時的電流為直接起動時的+ 起動U1U2V1V1W1

7、W2正常運行+U1U2V1V2W1W2Y 起動器接線簡圖L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1動觸點Y動觸點靜觸點Y 起動器接線簡圖Y起動L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 起動UPU1+Ul+U2V1V2W1W2Y 起動器接線簡圖 工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1正常運行+U1U2V1V2W1W2(a) 僅適用于正常運行為三角形聯結的電機。 (b)Y 起動Y 換接起動適合于空載或輕載起動的場合Y- 換接起動應注意的問題+ 起動U1U2V1V1W1W2正常運行+

8、U1U2V1V2W1W2L1L3L2FUQ(2) 自耦降壓起動 Q2下合： 接入自耦變 壓器，降壓 起動。 Q2上合： 切除自耦變 壓器，全壓 工作。合刀閘開關QQ2 自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯成 Y形不能采用Y起動的籠型異步電動機。滑環電刷定子轉子起動時將適當的R 串入轉子電路中，起動后將R 短路。起動電阻 2.繞線型電動機轉子電路串電阻起動RstRstRst 若R2選得適當，轉子電路串電阻起動既可以降低起動電流，又可以增加起動轉矩。常用于要求起動轉矩較大的生產機械上。R2 Tst TO轉子電路串電阻起動的特點 方法：任意調換電源的兩根進線，電動機反轉。 電動機正轉電動機反轉

9、三相異步電動機的正、反轉電 源UVWM3UVW電 源M3例1: (1)解: 一臺Y225M-4型的三相異步電 動機，定子繞組型聯結，其額定數據為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求： (1) 額定電流IN? (2) 額定轉差率sN? (3) 額定轉矩 TN 、最大轉矩Tmax 、和起動轉矩TN 。 (2) 由nN=1480r/min，可知 p=2 （四極電動機） (3)解： 在上例中(1)如果負載轉矩為 510.2Nm, 試問在U=UN和U=0.9UN兩種情況

10、下電動機能否起動？（2）采用Y- 換接起動時，求起動電流和起動轉矩。 又當負載轉矩為起動轉矩的80%和50%時，電動機能否起動？ (1) 在U=UN時 Tst = 551.8Nm 510.2 N. m 不能起動 (2) Ist =7IN=784.2=589.4 A 在U= 0.9UN 時能起動例2:在80%額定負載時不能起動在50%額定負載時可以起動(3)例3: 對例1中的電動機采用自耦變壓器降壓起動, 起動時加到電動機上的電壓為額定電壓的64%，求這時的線路起動電流 Ist 和電動機的起動轉矩Tst。解：設電動機的起動電壓為U，電動機的起動電流為Ist 依據變壓器的一次、二次側電壓電流關系，

11、可求得線路起動電流Ist。 采用自耦降壓法起動時，若加到電動機上的 電壓與額定電壓之比為 x ，則線路 起動電流Ist 為電動機的起動轉距Tst為結論：7.6.1 變頻調速 (無級調速) f=50Hz逆變器M3 整流器f1、U1可調+變頻調速方法恒轉距調速（f1f1N）頻率調節范圍：0.5幾百赫茲三種電氣調速方法7.6 三相異步電動機的調速7.6.2 變極調速 (有級調速) 變頻調速方法可實現無級平滑調速,調速性能優異，因而正獲得越來越廣泛的應用。U11U21U12U22iiP=2U11U12U21U22NNSSU11U21U12U22iiP=1 采用變極調速方法的電動機稱作雙速電機，由于調速

12、時其轉速呈跳躍性變化，因而只用在對調速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。U11U12U21U22SNTo7.6.3 變轉差率調速 (無級調速) 變轉差率調速是繞線型電動機特有的一種調速方法。其優點是調速平滑、設備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中。nnTLTLs sTso7.7 三相異步電動機的制動7.7.1 能耗制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發電反饋制動 在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉的轉子作用，產生了與轉子旋轉方向相反的轉距（制動轉距），使轉子迅速停止轉動。nF轉子Tn0=07.7.2 反接制動 停車時，將接入電動機的三