7.1

三相異步電動機的構造第7章交流電動機7.2

三相異步電動機的轉動原理7.3

三相異步電動機的電路分析7.4

三相異步電動機轉矩與機械特性7.5

三相異步電動機的起動7.6

三相異步電動機的調速7.7

三相異步電動機的制動7.8

三相異步電動機銘牌數據7.9

三相異步電動機的選擇7.10

單相異步電動機1.了解三相交流異步電動機的基本構造和轉動原理。本章要求：2.理解三相交流異步電動機的機械特性，掌握起動和反轉的基本方法,了解調速和制動的方法。3.理解三相交流異步電動機銘牌數據的意義。第7章交流電動機電動機的分類：

授課內容：鼠籠式異步交流電動機

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.

三相異步電動機的結構鼠籠式三相異步電動機繞線式定子轉子定子鐵芯機座定子繞組轉子鐵芯轉軸轉子繞組風罩風葉轉子定子端蓋7.1三相異步電動機的構造三相籠型異步電動機的組成部件圖1.定子鐵心：由內周有槽的硅鋼片疊成。A----XB----YC----Z三相繞組機座：鑄鋼或鑄鐵7.1三相異步電動機的構造

定子:通入三相電流，產生旋轉磁場。

轉子:在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。2.轉子鼠籠轉子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(1)

鼠籠式轉子

鐵芯槽內放銅條，端部用短路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉子繞組。(2)

繞線式轉子

同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式繞線式鼠籠式電動機與繞線式電動機的的比較：鼠籠式：

結構簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。繞線式：結構復雜、價格較貴、維護工作量大；轉子外加電阻可人為改變電動機的機械特性。問題與討論鼠籠型電動機的定子各部分結構和作用如何？鼠籠型異步機轉子各部分的結構和作用是什么？定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成，在其內圓沖有分布的槽。定子鐵芯的作用：一是槽內可用來嵌放定子繞組；二是定子鐵芯構成電動機磁路的一部分。定子繞組是由銅導線繞制而成。構成電動機電路的一部分。機座是電動機的支架，一般用鑄鐵或鑄鋼制成。轉子鐵芯沖片鑄鋁籠形轉子籠形轉子繞組轉子鐵芯是也是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成，在其外圓沖有分布的槽。轉子鐵芯可嵌放轉子繞組，構成電機磁路的另一部分。轉子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有銅條制成的籠型轉子導體，構成電機電路的一部分。由轉軸輸出機械能。7.2

三相異步電動機的轉動原理電動機定子繞組接通電源之后,電動機轉子為什么能轉動？電動機的三相繞組如何連接?電動機有哪些技術參數?如何選擇電動機？電動機的轉速由什么決定?如何調整電動機的轉速?電動機有哪些特性?通常采用哪些方法啟動?電動機的轉向與什么有關?如何改變電動機的轉向?7.2.1旋轉磁場

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯接)AXBYCZ1.旋轉磁場的產生oo規(guī)定

i:“+”首端流入，尾端流出。

i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ

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90°600oAAXZBCYAAXZBCY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360°取決于三相電流的相序2.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，注意通入的電流與前有何不同)AXCZBY0to3.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：AXBYCZAXYCBZot極對數旋轉磁場的磁極對數與三相繞組的排列有關C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0

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。4.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0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2時0問題與討論旋轉磁場的極對數和同步轉速n0之間有什么關系？AXYCBZAiBiAiCYZCBX此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數p=1。極對數p=1時：

將每相繞組分成兩段，按上圖放入定子槽內。形成的磁場則是兩對磁極。XiBiAiCAA'XCX'BC'YZ'ZB'Y'此時同步轉速旋轉磁場轉速n0與極對數p的關系極對數每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速旋轉磁場轉速n0與頻率f1和極對數p有關。可見:7.2.2電動機的轉動原理1.轉動原理AXYCBZ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MnF7.2.3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場的轉速相等，即異步電動機如果:不能生成感應電動勢和轉子電流

轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉子導體轉子不是載流導體則不能受力轉動，無轉矩因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。電動機的轉速n能等于同步轉速n0嗎？異步！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=975r/min，電源頻率f1=50Hz。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=1000r/min,即p=3額定轉差率為電動機起動瞬間:（轉差率最大）（轉差率最?。┺D子最大轉速:7.3

三相異步電動機的電路分析

三相異步電動機的電磁關系與變壓器類似。變壓器：變化eU1E1=4.44fN1m

E2=4.44fN2mE1、E2頻率相同，都等于電源頻率。異步電動機每相電路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f2定子繞組相當于變壓器原邊，轉子繞組相當于變壓器副邊。變壓器是靜止的電機，電動機是旋轉的電機，故它們又有所區(qū)別。7.3.1定子電路1.旋轉磁場的磁通異步電動機：旋轉磁場切割導體e，忽略定子繞組的阻抗壓降時U1

E1=4.44k1

f1N1m

每極磁通旋轉磁場與定子導體間的相對速度為n0，所以2.定子感應電動勢E1的頻率f1感應電勢的頻率與磁場和導體間的相對速度有關f1=電源頻率f定子繞組分布系數k

1

<17.3.2轉子電路1.轉子感應電動勢E2的頻率f2∵定子導體與旋轉磁場間的相對速度固定，而轉子導體與旋轉磁場間的相對速度隨轉子的轉速不同而變化;定子感應電勢頻率f1轉子感應電勢頻率f2

轉子感應電動勢頻率f2旋轉磁場切割定子導體和轉子導體的速度不同2.轉子感應電動勢E2E2=4.44k2f2N2m=4.44k2sf1N2

m當轉速n=0(s=1)時，f2最高(=f1)，且E2最大，有E20=4.44

k2

f1N2m=C2U1

轉子靜止時的感應電勢即E2=

sE20

轉子轉動時的感應電勢3.轉子感抗X2當轉速n=0(s=1)時，f2最高，且X2最大，有X20=2

f1L2即X2=

sX20

轉子繞組分布系數

k

2

<14.轉子電流I25.轉子電路的功率因數cos2轉子繞組的感應電流轉子繞組的感應電流轉子電路的功率因數

結論：轉子轉動時，轉子電路中的各量均與轉差率

s有關，即與轉速n有關。I2cos2s1I2,O7.4三相異步電動機轉矩與機械特性7.4.1轉矩公式

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矩之總和。常數，與電機結構有關旋轉磁場每極磁通轉子電流轉子電路的功率因數由此得電磁轉矩公式:由前面分析知：由公式可知：電磁轉矩公式1.M與定子每相繞組電壓成正比。U1M2.當電源電壓U1一定時，M是

s的函數。3.R2

的大小對

M有影響。繞線式異步電動機可外接電阻來改變轉子電阻R2

，從而改變轉矩。7.4.2機械特性曲線OMS根據轉矩公式得特性曲線：OM1電動機在額定負載時的轉矩。1.額定轉矩MN三個重要轉矩OM額定轉矩(N?m)

如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kW,額定轉速為1440r/min,則額定轉矩為2.最大轉矩Mmax

轉子軸上機械負載轉矩M2不能大于Mmax

，否則將造成堵轉(停車)。電機帶動最大負載的能力。令：求得臨界轉差率OMMmax將slj代入轉矩公式，可得當U1

一定時，Mmax為定值過載系數(能力)一般三相異步電動機的過載系數為工作時必須使M2

<Mmax

，否則電機將停轉。電機嚴重過熱而燒壞。(2)slj與R2有關，R2sljn。繞線式電機改變轉子附加電阻R′2可實現調速。3.起動轉矩Mst電動機起動時的轉矩。起動時:

n=0，s=1，則(2)Mst與R2有關，適當使

R2Mst。對繞線式電機，改變轉子附加電阻

R′2,可使Mst＝Mmax

。Mst體現了電動機帶載起動的能力。

若

Mst>M2電機能起動，否則不能起動。OMMst起動能力4.電動機的運行分析

電動機的電磁轉矩可以隨負載的變化而自動調整，這種能力稱為自適應負載能力。

自適應負載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點（如：柴油機當負載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負載）。此過程中，n、sE2&I2

I1電源提供的功率自動增加。M2sM2>MM=M2nM

M′2達到新的平衡M2常用特性段MO5.U1和R2變化對機械特性的影響(1)

U1變化對機械特性的影響UMmaxMstM2MO(2)R2變化對機械特性的影響MOR2Mstn(2)R2變化對機械特性的影響R2硬特性：負載變化時，轉速變化不大，運行特性好。軟特性：負載增加時轉速下降較快，但起動轉矩大，起動特性好。

不同場合應選用不同的電機。如金屬切削，選硬特性電機；重載起動則選軟特性電機。nMstMO

硬特性（R2?。┸浱匦裕≧2大）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。一般中小型鼠籠式電機的起動電流為額定電流的5～7倍；電動機的起動轉矩為額定轉矩的(1.0～2.2)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，電動機轉速由0上升到額定轉速的過程。一般為1-3秒。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

為什么？7.5.2起動方法(1)直接起動十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。(2)降壓起動自耦降壓起動星形--三角形(Y－)

換接起動（適用于鼠籠式電動機）(3)轉子串電阻起動（適用于繞線式電動機）以下介紹降壓起動和轉子串電阻起動。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U1U2V1V1W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2設電機每相阻抗為Y－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L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2正常運行Ul+＿U1V1V2W1W2(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正常運行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1(2)自耦降壓起動L1L3L2FUQQ2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－起動的鼠籠式異步電動機。

電動機采用自耦變壓器降壓起動，設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Mst′。例2:解：設電動機的起動電壓為U

，電動機的起動電流為Ist(變壓器二次側的電流)

依據變壓器的一次、二次側電壓電流關系，可求得線路起動電流Ist′′(變壓器一次側的電流)

。結論:

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Mst′為RRR滑環(huán)電刷定子繞組轉子繞組起動時將適當的R串入轉子電路中，起動后將R短路。起動電阻

2.繞線式電動機轉子電路串電阻起動?

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-TMst

-MO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三相異步電動機的正、反轉電源~ABCM3~ABC電源~M3~

因為三相異步電動機的轉動方向是由旋轉磁場的方向決定的，而旋轉磁場的轉向取決于定子繞組中通入三相電流的相序。因此，要改變三相異步電動機的轉動方向非常容易，只要將電動機三相供電電源中的任意兩相對調，這時接到電動機定子繞組的電流相序被改變，旋轉磁場的方向也被改變，電動機就實現了反轉。1)解:

一臺Y225M-4型的三相異步電動機，定子繞組△形聯結，其額定數據為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN

=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Mst/MN=1.9，Mmax/MN=2.2。求：

1)額定電流IN;2)額定轉差率sN;3)額定轉矩

MN、最大轉矩Mmax、和起動轉矩Mst

。例3:

2）由nN=1480r/min，可知p=2（四極電動機）3）解：

在上例中如果負載轉矩為510.2N?m,試問：(1)在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動機能否起動？(2)采用Y-

換接起動時，求起動電流和起動轉矩；當負載轉矩分別為額定轉矩的80%和50%時，電動機能否起動？(1)在U=UN時

Mst=551.8N?m>510.2N.m不能起動(2)Ist=7IN=784.2=589.4A

在U′=0.9UN時能起動例4:在80%額定負載時不能起動在50%額定負載時可以起動(3)1.改變極對數p

有級調速。由上式可看出，異步電動機調速的方法有三種：三相異步電動機的轉速公式：2.改變轉差率s

無級調速。3.改變電源頻率f1（變頻調速）

無級調速。7.6三相異步電動機的調速7.6.1變頻調速(無級調速)f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調+–~頻率調節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲7.6三相異步電動機的調速

變頻調速方法可實現無級平滑調速,調速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應用。7.6.2變極調速

(有級調速)A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS7.6三相異步電動機的調速P=1A1··A2X1X2SNA1X1A2X2ii

采用變極調速方法的電動機稱作雙速電機，由于調速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。Mo7.6.3變轉差率調速

(無級調速)

變轉差率調速是繞線式電動機特有的一種調速方法。其優(yōu)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。nn'??MLMLs

′s??Mso轉差率和轉子電阻之間的關系：將電磁轉矩公式右邊的分子、分母同除以,得通常U和X為定值，比值R2/S不變時，M不變，即轉子電阻和轉差率成正比：給轉子繞組串聯適當的電阻，即可改變轉差率，進而改變電動機轉速。7.7三相異步電動機的制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動

電動機斷電后由于機械慣性總要經過一段時間才能停下來。為了提高生產效率及安全，采用一定的方法讓高速運轉的電動機迅速停轉，就是所謂的制動。加機械抱閘何謂制動？為什么要制動

？如何制動？1.能耗制動n0=0R＋－M~3NSnF＋

當電動機三相定子繞組與交流電源斷開后，把直流電通入兩相繞組，產生固定不動的磁場n0。電動機由于慣性仍在運轉。直流電流形成的固定磁場與旋轉的轉子作用，轉子導體切割固定磁場感應電流，產生了與轉子旋轉方向相反的轉矩（制動轉矩），載流導體受到與轉子慣性方向相反的電磁力使電機迅速停轉。

能耗制動常用于生產機械中的各種機床制動。2.反接制動n0NSnF＋把與電源相連接的三根火線任意兩根的位置對調，使旋轉磁場反向旋轉，產生制動轉矩。電動機由于慣性仍在運轉。轉子導體切割反向旋轉磁場感應電流，載流導體受到與轉子慣性方向相反的電磁力使電機迅速停轉。

反接制動適用于中型車床和銑床的主軸制動。ABM~3C

反接制動時，定子旋轉磁場與轉子的相對轉速很大。即切割磁力線的速度很大，造成，引起，為限制電流，在制動時要在定子或轉子中串電阻。注意：當電動機轉速接近為零時，要及時斷開電源防止電動機反轉。3.再生發(fā)電制動（發(fā)電反饋制動）n0=0NSnF＋

起重機快速下放重物，使重物拖動轉子出現n＞n0情況時，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，此時在轉子導體中感應電流，感應電流的方向與原電流方向相反，因此產生的電磁轉矩方向也相反，這種制動稱為再生發(fā)電制動。

電動機轉速超過旋轉磁場的轉速時，電磁轉矩的方向與轉子的運動方向相反，從而限制轉子的轉速，起到了制動作用。因為當轉子轉速大于旋轉磁場的轉速時，有電能從電動機的定子返回給電源，實際上這時電動機已經轉入發(fā)電機運行，所以這種制動稱為發(fā)電反饋制動。7.8

三相異步電動機銘牌數據1.型號

磁極數(極對數p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數。機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機2.接法接線盒定子三相繞組的聯接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯結W1U1V1W2U2V2聯結如何將電動機的六個端子連接成Y或

？異步電動機產品名稱代號產品名稱異步電動機繞線式異步電動機防爆型異步電動機高起動轉矩異步電動機新代號漢字意義老代號Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO3.電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時采用Y聯結；線電壓為220V時采用

聯結。說明：一般規(guī)定，電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。因為在電動機滿載或接近滿載情況下運行時，電壓過高或過低都會使電動機的電流大于額定值,從而使電動機過熱。電動機在額定運行時定子繞組上應加的線電壓值。

三相異步電動機的額定電壓有380V，3000V及6000V等多種。4.電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯結下電機的線電流為6.73A；三角形聯結下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。

5.功率與效率

鼠籠電機

=72~93％電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。注意：實用中應選擇容量合適的電機，防止出現“大馬拉小車”的現象。6.功率因數MN

三相異步電動機的功率因數較低，在額定負載時約為0.7～0.9?？蛰d時功率因數很低，只有

0.2～0.3。額定負載時，功率因數最高。

P2cosO如：n

N=1440轉/分

sN=0.048.絕緣等級

指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，A級最低(105oC)，H級最高(180oC),E級120oC，B級130oC，F級155oC。7.額定轉速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉速。三相異步電動機的銘牌數據三相異步電動機型號Y132M-4功率7.5KW頻率50Hz電壓380V

電流15.4A

接法Δ轉速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)標準編號年月編號××電機廠Y表示異步機，132（mm）表示機座中心高度；M代表中機座（L長機座、S短機座）。額定功率指的是電動機輸出的機械功率。額定電壓、電流均指電動機額定運行情況下的定子線電壓、線電流的數值。額定轉速指的是電動機轉子的轉速n。絕緣等級為B級，能夠承受的極限溫度為130oC。銘牌上數據代表什么意義？定子繞組接成Δ7.9.1功率的選擇

功率選得過大不經濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。1.

對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應等于或略大于生產機械的功率。2.對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產機械的功率。7.9三相異步電動機的選擇

合理選擇電動機關系到生產機械的安全運行和投資效益?？筛鶕a機械所需功率選擇電動機的容量，根據工作環(huán)境選擇電動機的結構形式，根據生產機械對調速、起動的要求選擇電動機的類型，根據生產機械的轉速選擇電動機的轉速。7.9.2種類和型式的選擇1.種類的選擇

一般應用場合應盡可能選用鼠籠式電動機。只有在需要調速、不能采用鼠籠式電動機的場合才選用繞線式電動機。2.結構型式的選擇

根據工作環(huán)境的條件選擇不同的結構型式，如開啟式、防護式、封閉式電動機。7.9.3電壓和轉速的選擇

根據電動機的類型、功率以及使用地點的電源電壓來決定。

Y系列鼠籠電動機的額定電壓只有380V一個等級。大功率電動機才采用3000V和6000V。查產品目錄，擬選Y-82-4型40kW的異步電動機，轉速與生產機械的相同，可以直接傳動。例5：一臺離心泵，流量為280m3/h，揚程為39m，轉速為1450轉/分,水泵效率為0.8，電動機與水泵用聯軸器連接,傳動效率為0.95。試選擇電動機的容量。

單相異步電動機主要應用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等小功率電器中。單相異步電動機的定子中放置單相繞組,轉子一般用鼠籠式。定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動磁場，若不采取措施，將無法獲得所需的起動轉矩。定子定子繞組轉子AA'NS7.10.1

單相異步電動機的工作原理7.10單相異步電動機

定子繞組產生的脈動磁場，可用正、反兩個旋轉磁場合成來等效。即

+

-m=

+

-=tO脈動磁場的分解④⑥⑧⑧③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①

+-①

+

-

②③④⑤0ωt=0Φ+Φ-正反向旋轉磁場的合成轉矩特性合成轉矩(正向)起動轉矩為零(反向)正轉轉反....F鼠籠式轉子導條及電流

當定子繞組產生的合成磁場增加時，根據右手螺旋定則和左手定則，可知轉子導條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉矩。AA'如何讓單相異步電動機轉動起來？

為了獲得所需的起動轉矩，單相異步電動機的定子進行了特殊設計。常用的單相異步電動機有電容分相式異步電動機和罩極式異步電動機。他們都采用鼠籠式轉子，但定子結構不同。7.10.2電容分相式異步電動機

電容分相式異步電動機的定子中放置有兩個繞組，一個是工作繞組A–A'，另一個是起動繞組B–B',兩個繞組在空間相隔約90o。起動時，B–B'繞組經電容接電源，兩個繞組的電流相位相差近90o，即可獲得所需的旋轉磁場。電容分相式異步電動機iAS??ABB'???A~iB設兩相電流為兩相電流正弦波形如圖所示。iBiAO起動繞組工作繞組ABB'A'ABB'A'ABB'A'兩相旋轉磁場動畫45°90°iBiAO電容分相式異步電動機iAS??ABB'???A~iB起動繞組工作繞組

電動機轉子轉動起來后(達到70％nN時)，利用離心力將開關S斷開(S是離心開關)，使起動繞組B–B′斷電S???ABB'???iAiBA12~實現正反轉的電路

改變電容C

的串聯位置，可使單相異步電動機反轉。

將開關S合在位置1，電容C與B繞組串聯，電流iB較iA超前近90；當將S切換到位置2，電容C與A繞組串聯，電流iA

較iB

超前近90。這樣就改變了旋轉磁場的轉向，從而實現電動機的反轉。M~7.10.2罩極式單相異步電機~~i12定子繞組鼠籠式轉子

短路環(huán)（銅環(huán)）極掌(極靴)

當電流i流過定子繞組時，產生脈振磁場。其中一部分磁通2穿過短路環(huán)，使短路環(huán)內產生感應電動勢和感應電流。由于短路環(huán)中感應電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產生的磁通有了相位差（2在相位上滯后1）

，從而在電動機定子極掌上形成一個向短路環(huán)方向移動的磁場（旋轉磁場），使轉子獲得所需的起動轉矩，使轉子轉起來。

罩極式單相異步電動機起動轉矩較小，轉向不能改變，常用于電風扇、吹風機中；電容分相式單相異步電動機的起動轉矩大，轉向可改變，故常用于洗衣機等電器中。

三相異步電動機在運行過程中，若其中一相與電源斷開，就成為單相電動機運行。

此時電動機仍將繼續(xù)轉動。若此時還帶動額定負載，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇姡娏鲗⒆兇螅瑢е码姍C過熱。則勢必超過額定電流，時間一長，會使電動機燒壞。這種情況往往不易察覺，在使用電動機時要特別注意這種現象。如果三相異步電動機在起動前就斷了一線，則不能起動，此時只能聽到嗡嗡聲，這時電流很大，時間長了，也會使電動機因過熱而燒壞，必須趕快排除故障。7.10.3三相異步電動機的單相運行

解：電動機電磁轉矩MU12，當電源電壓降低時，電磁轉矩減小，使轉速下降，轉差率增加，轉子電流和定子電流都會增大，使得電磁轉矩增大。穩(wěn)定時電磁轉矩等于機械負載轉矩，但轉速降低了，定、轉子電流卻增大了。過程如下：使M=Mfz。例6：

三相異步電動機在一定的負載轉矩下運行時，如電源電壓降低，電動機的轉矩、電流及轉速有無變化？電動機定子繞組接通電源之后,電動機轉子為什么能轉動？電動機的三相繞組如何連接?什么情況下結成Y（△）？電動機有哪些技術參數?如何選擇電動機？電動機的轉速由什么決定?如何調整電動機的轉速?電動機有哪些特性?通常采用哪些方法啟動?如何判斷電動機能否啟動？電動機的轉向與什么有關?如何改變電動機的轉向?檢驗學習結果復習所講內容并作如下習題習題七：8，10，11，13，14作業(yè)常用控制電器1

常用低壓電器1．開關電器HK系列瓷底膠蓋刀開關圖符號及外形圖組合開關圖符號及外形圖組合開關內部解剖圖

刀開關適用于不頻繁接通和斷開電路；組合開關適用于機床設備的電源引入開關。斷路器（自動空氣開關）簡介斷路器產品外形圖UVW彈簧主觸頭搭鉤電磁脫扣器欠電壓脫扣器熱脫扣器

DZ型低壓斷路器工作原理圖

低壓斷路器的三副主觸頭串聯在被保護的三相主電路中，由于搭鉤鉤住彈簧，使主觸頭保持閉合狀態(tài)。當線路正常工作時，電磁脫扣器中線圈所產生的吸力不能將它的銜鐵吸合。如果線路發(fā)生短路和產生較大過電流時，電磁脫扣器中線圈所產生的吸力增大，將銜鐵吸合，并撞擊杠桿，把搭鉤頂上去，在彈簧的作用下切斷主觸頭，實現了短路保護。如果線路上電壓下降或失去電壓時，欠電壓脫扣器的吸力減小或失去吸力，銜鐵被彈簧拉開，撞擊杠桿，把搭鉤頂開，切斷主觸頭，實現了欠電壓保護。如果線路電流增大時，熱脫扣器中線圈所產生的熱量增大，使雙金屬片彎曲變形撞擊杠桿，把搭鉤頂上去，在彈簧的作用下切斷主觸頭，實現了過電流保護。

工作原理熔斷器簡介熔斷器產品外形圖熔斷器簡稱保險絲，是最簡單有效的短路保護裝置。熔斷器中的熔絲和熔片是用易熔合金制成的，當流過熔體的電流大于它的整定值時，熔體立刻熔斷，切斷電源，起到保護作用。①一般照明電路，熔體IN>IL；熔斷器熔體選用的原則②單臺電動機：熔體IN>（1.5～2.5）IL；③多臺電動機：熔體IN≥（1.5～2.5）倍最大電機IN加其余電機的額定電流。圖符號FU觸頭系統電磁系統交流接觸器簡介接觸器結構組成及作用：交流接觸器結構原理圖鐵芯、銜鐵通電線圈三對主觸頭：控制主電路的通、斷.兩對輔助常開觸頭、兩對輔助常閉觸頭：自鎖和互鎖交流接觸器產品外形圖

發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。熱繼電器簡介熱繼電器是利用電流的熱效應原理來切斷電路以保護電器的設備。熱繼電器產品圖結構原理圖和圖符號工作原理：發(fā)熱元件I常閉觸頭雙金屬片扣板發(fā)熱元件常閉觸頭FRFR發(fā)熱元件串接在主電路中；常閉觸點串接在控制電路中線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動作觸頭動作時間繼電器簡介結構原理圖時間繼電器產品外形圖通電延時：當線圈通電時觸頭延時動作，線圈斷電時使觸頭瞬時復位；斷電延時：線圈斷電時使觸頭延時復位，線圈通電時使觸頭瞬時動作。線圈銜鐵調整螺釘延時打開觸頭延時閉合觸頭氣室時間繼電器是電路中控制動作時間的設備。它利用電磁原理來實現觸頭的延時接通和斷開。時間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷電后延時閉合常開斷電后延時斷開通電式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開控制按鈕簡介結構原理圖及圖符號控制按鈕產品外形圖控制按鈕是一種結構簡單，應用廣泛的主令電器?？刂瓢粹o由按鈕帽、復位彈簧橋式觸點和外殼構成。動觸點和上面的靜觸點組成常閉；和下面的靜觸點組成常開。按下按鈕，常閉觸點斷開、常開觸點閉合；松開按鈕，在彈簧作用下各觸點恢復原態(tài)。常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕SB電路符號復合按鈕SB電路符號位置開關（行程開關）簡介結構原理圖及圖符號位置開關產品外形圖位置開關又稱行程開關或限位開關，其作用是將機械位移轉換成電信號，使電動機運行狀態(tài)發(fā)生改變，即按一定行程自動停車、反轉、變速或循環(huán)。工作原理：當運動機構的擋鐵壓到位置開關的滾輪上時，轉動杠桿連同轉軸一起轉動，凸輪撞動撞塊使得常閉觸點斷開，常開觸點閉合；擋鐵移開后，復位彈簧使其復位。STST常用高壓控制電器簡介高壓斷路器產品外形圖高壓隔離開關產品外形圖高壓斷路器是既能接通和斷開高壓線路的工作電流，又能自動切斷短路電流的高壓開關設備。

工作原理：

在同一高壓電路中，高壓隔離開關與高壓斷路器串聯配合操作：接通電路時，必須先合上高壓隔離開關，再合高壓斷路器；斷開電路時，必須先斷開高壓斷路器，切斷工作電流后，再打開高壓隔離開關。高壓隔離開關是用來將高壓電路中需停電的部分與帶電部分可靠地分離開來，并留有間隙，以保證停電時檢修人員的安全。主觸頭：檢驗學習結果組合開關用于三相異步電動機控制時，額定電流應如何選擇？低壓斷路器有哪些保護功能？熱繼電器的作用？其常閉觸點應串聯接在電路的哪個部分？接觸器主要有哪幾個部分組成？各部分圖符號如何表示？額定電流一般選擇為電動機額定電流值的1.5～2.5倍。答案在書中找低壓斷路器具有短路保護、過載保護、斷電保護及欠壓保護等功能。熱繼電器在電路中起過載保護作用，其常閉觸點應串聯接在控制電路中，與接觸器的線圈相串聯。接觸器主要有觸頭部分和電磁部分組成：輔助常開：輔助常閉：線圈KMKMKMKM主觸頭串接在主電路中；輔助觸頭與線圈接在控制電路中。電氣控制電路1.

點動控制電路B'C'KMSB動作過程按下按鈕（SB）→線圈

（KM）通電→主觸頭（KM）閉合→電機轉動；

控制電路主電路M3~L1KMFUQSL2L3松開按鈕（SB）→線圈

（K