第五章交流電動機的

工原理及特性5.1三相異步電動機的結構和工作原理5.2三相異步電動機的定子和轉子電路5.3三相異步電動機的轉矩與機械特性5.4三相異步電動機的啟動5.5三相異步電動機的調速5.6三相異步電動機的制動5.7單相異步電動機5.8同步電動機的工作原理、特點及應用第五章交流電動機的工原理及特性

小結重點與難點掌握異步電動機的人為機械特性，因為它是分析異步電動機啟動、調速、制動工作狀態的依據；對異步電動機銘牌數據、額定值的含義要非常熟悉：掌握異步電動機直接啟動和Y-△降壓啟動的條件和優缺點，線繞式異步電動機轉子串電阻的啟動、調速和制動，以及各種啟動方法的應用場合：第五章交流電動機的工原理及特性

小結掌握異步電動機變頻調速和變極對數調速的特性與優缺點。

難點本章在分析問題時較難理解的是定子旋轉磁場與轉子運動的相對性和電動機的制動過程習題5.65.15第五章交流電動機的工原理及特性

5.1三相異步電動機的結構和

工作原理5.1.1三相異步電動機的基本結構定子和勵磁線圈一轉子和轉子線圈三相對稱繞組AX，BY，CZ定子和轉子硅鋼沖片第五章交流電動機的工原理及特性

5.1三相異步電動機的結構和

工作原理5.1.1三相異步電動機的基本結構第五章交流電動機的工原理及特性

5.1三相異步電動機的結構和

工作原理5.1.1三相異步電動機的基本結構鼠籠轉子結構ABC外接變阻器（啟動和速度調節）滑環和電刷繞線轉子結構第五章交流電動機的工原理及特性

5.1三相異步電動機的結構和

工作原理5.1.1三相異步電動機的基本結構第五章交流電動機的工原理及特性

5.1三相異步電動機的結構和

工作原理三相交流電定子三相繞組N-S主磁場以n0順時針旋轉順時針TM產生條件是n0和n相對運動轉差率n0－同步轉速n－轉子轉速第五章交流電動機的工原理及特性

5.1.3三相異步電動機的旋轉磁場1.旋轉磁場的產生(a)嵌放情況(b)星形連接接線圖圖5.7定子三相繞組主磁場N-S順時針旋轉180度（旋轉磁場n0在一對極p=1時）1.旋轉磁場的產生5.1.3三相異步電動機的旋轉磁場2.旋轉磁場的旋轉方向三相交流電流最大值到達的順序（相序）決定電動機轉向。A→B→C電流A→B→C定子繞組（順時旋轉）A→B→C電流A→C→B定子繞組（逆時旋轉）(a)嵌放情況(b)接線圖圖5.12產生四極旋轉磁場的定子繞組第五章交流電動機的工原理及特性

5.1.3三相異步電動機的旋轉磁場3.旋轉磁場的極對數與旋轉速度3.四極旋轉磁場與旋轉速度旋轉磁場轉速（同步速）磁場轉了90度n0－r/minf－HZp－極對數（p=1、2、3…）第五章交流電動機的工原理及特性

5.1.3三相異步電動機的旋轉磁場3.四極旋轉磁場與旋轉速度旋轉磁場轉速（同步速）n0－r/minf－HZp－極對數（p=1、2、3…）第五章交流電動機的工原理及特性

5.1.4定子繞組線端連接方式圖5.15星形連接圖5.16三角形連接出線端排列短路片線電壓相電壓銘牌：Y/△－接線方式380/220－不同接線應加的線電壓5.合2三相狹異步便電動縣機的穗定子半電路獎和轉避子電憑路5.役2.許1定子尊電路衫分析圖5.18定子和轉子電路的感應電勢定子每相繞組的感應電勢為有效值為忽略漏磁5.喊2三相裂異步滋電動攔機的感定子鞏電路肢和轉浮子電而路5.際2.堵2轉子陵電路袍分析轉子感應電勢有效值為E20－轉子未轉動感應電勢5.目2三相咽異步奧電動瞇機的辭定子農電路淹和轉炮子電新路5.眼2.突2轉子閉電路次分析轉子感應電流有效值為E20－轉子未轉動感應電勢X2---轉子每相繞組漏磁感抗轉子電路功率因素為(I2遲后E2一個ψ2角)5.污2.謊2轉子戲電路癢的分膽析5.限2.劇2轉子伙電路易分析第五兆章四交透流電亞動機犧的工將原理參及特脫性5.料2.話3三相很異步偵電動疾機的微額定抵值電動球機銘夸牌上裙的額時定數房誠據型號額定細功率PN(輸出兆的機鎮械功醋率)額定嬸電壓UN(2溪20楊/3堅80區V治△焰/Y腔)額定載頻率f幅(5趕0HZ)額定凡電流IN(1藝0.以35樹/5淺.9義A餓△/認Y)額定吼轉速nN(額定嫩轉差堂率SN)工作會方式(定額)溫升(或絕縫緣等附級)電動家機重按量第五張章腳交確流電屢動機五的工降原理椒及特雁性5.肺2.盾3三相朽異步銅電動次機的嚷額定搖值電動替機銘堪牌上越不標躁的額逢定數唯據額定佳功率秀因數co群sψN額定若效率ηN額定顯轉矩TN繞線肆式異掠步電斃動機灰轉子菌靜止徐時滑繪環電殊壓和振轉搞子仿額定最電流通常聯手冊乎上給叛出的爺數據幻玉就是鍋額定歇值第五妥章酷交甚流電貸動機薪的工少原理徹及特屈性5.訂2.愿3三相估異步嗚電動稱機的紋額定灘值例5-五1有一祖臺三吉相四百極的騎異步刮電動改機，Y連接瓦，其額腔定技顧術數觸據為PN=9演0k址W，UN=3拆80織V，IN=2洲2．9A，電源幸頻率f=50肅Hz，額定押轉差靠率SN=2．85％，定子娃每相浙繞組霧匝N1=32既0，轉子乓每相位繞線暗匝數N2=2戒0，旋轉涼磁場冶的每金極磁疑通φ＝0.待02遙3W院b，試求毯：(l總)定子杠每相疾繞組準感應梯電動順勢E1：(2虜)轉子膛每相憶繞組穗開路霜電壓E20：(3暢)額定樂轉速武時轉科子每申相繞廉組感懼應電扮動勢E2N。第五趣章梳交祝流電從動機盛的工眠原理辮及特匆性5.向2.絞3三相節異步令電動迫機的粗額定草值解(1賤)E1=4妹.44椅f1N1φ笨=4泰.4舊4×常5O闊×3尼20柳×0枝.0件23＝16參34絨V(2芒)轉子爐繞組獲開路喘時，蜘轉子斥電路巡壽電流I2=0，轉子有轉速n=0，轉子掙繞組喜電動臭勢頻乖率f2=f1=50胳Hz，故轉銀子每互相繞端組的智感應陣電動走勢(即開作路電籠壓)E20=4.絲式44f2N2φ=4筆.4召4f1N2φ=4.診44強×5碌0×顧20弄×0.02蘋3=10小2V(3唇)求E2Nf2=SNf1＝0.028夠5×濫50癥Hz膝=1貍.4螺3H士zE2N=4親.4樓4f2N2φ=4.44怠×1.43倆×2叔0×找0.02焰3=2.駁9V第五倆章皇交伯流電昌動機腔的工荷原理售及特黃性5.搶2.巾3三相識異步務電動卸機的糧額定今值例5-伸2有一稈臺三膽相四兵極的寄異步糊電動膝機，其額揚定技哨術數毀據為nN=1海44勝0r賓/m齊in，R2=0沒.0榆2Ω，X20=0峽.0閉8Ω，電源季頻率f1=50蜓Hz，E20=2屆0V，試求止：(l概)電動擁機的鑼同步敬轉速n0：(2鴨)電動潛機啟括動時群的轉狀子電郊流I2s面t：(3爸)電動訊機在煉額定移轉速鍛時轉示子電耍動勢國的頻血率f2N；(4梳)電動確機在桶額定蛋轉速姑時的噸轉子叉電流I2N第五差章地交原流電鏈動機執的工江原理倦及特仿性5.廢2.遼3三相員異步蜻電動緣瑞機的櫻額定纏值解(1事)折n0=6術0f1/P玩=6激0×射50疑/2落=1污50念0r奴/m戀in(2營)(3)SN=(n0-nN)

/n0=(1500-1440)

/1500=0.04

f2N=SNf1＝0.04×50Hz=2Hz(4)

輸入定子的電功率定子電路中的銅損轉子電路中的銅損Pcu2=sPcu輸入轉子的電磁功率鐵損(磁滯和渦流損耗)機械損失功率輸出的機械功率第五引章保交棚流電燥動機膨的工兆原理多及特腰性5.侍2.似4三相奇異步紋電動嫌機的富能流愿圖第五職章始交騾流電貴動機垃的工機原理亦及特唯性5.屈2.諷4三相墳異步洽電動放機的溫能流株圖電動機的效率電動機的輸出功率T----電動機的電磁轉矩T2----電動機的輸出轉矩5.3三相腥異步倦電動換機的轉距叢與機同械特宋性5.陳3.丘1三相浩異步龍電動輕機的轉距直流蹤蝶電動嫁機的字轉矩三相異步電動機的轉距第五厘章館交技流電荷動機疏的工蜜原理風及特描性5.校3.鄭1三相維異步評電動閑機的轉距Kt--洋--捧--直流蘇電動船機的亮轉矩尖常數U,U1--玻-定子如繞組視相電遠壓，韻電源觸電壓溝；R2--允--叔--轉子隨每相奪繞組沖的電番阻；X20--祖--布-n=例0時轉敞子每貝相繞推組的異感抗競；K--匯--延--謠-三相貧異步必電動鑼機的愚轉矩卡常數暈。對影響第五丑章抓交斥流電哪動機艦的工設原理盤及特旱性5.3.攏2三相狐異步草電動瀉機的機械吹特性n=f(T)機械特性曲線T=f(S)T-S曲線n=n0n=0T1.賊固煉有機銀械特露性理想它空載搶轉速n0額定熟工作貴點T=予TNTN=9斷.5梁5PN/nNSN=(鏡n0-nN)/惰n0(0訪.0患6～0.扣01儲5)nN=(率0.器94～0.寫98機5)榮n0啟動相工作永點Tst(n=0結,s單=1警)臨界拐工作厭點(T版=Tma杏x,s=sm)dT差/d薄s=0sm=R2/X20Tma艱x=K夫U2/(蓮2X0)T

Tmax=KU2/(2X0)

sm=R2/X20第五獎章類交行流電干動機伍的工向原理偷及特者性5.3.股2三相屬異步時電動套機的機械姻特性1.畫固耐有機號械特煌性過載夏能力倦系數λm=Tma辮x/TNλm=2漢.0旗～2央.2啟動能力絨系數λst=Tst/TNλst=1唱.0～1.康2轉矩-轉差簽率實邪用公扇式T/Tma發x代入sm=R2/X20化簡急得0.25Tmax0.64Tmax電壓降低后特性變化的特點：n0、Sm不變；Tmax大大減小，對U敏感；機械特性變軟；TL不變下，S↑I↑溫度升高。第五及章丸交妻流電常動機拴的工聾原理篩及特途性5.3.掘2三相蔬異步旬電動阻機的機械哨特性2.聰人覽為機冰械特激性降低匠電源坐電壓止的人杯為特肉性

特性變化的特點：n0、Sm不變；Tmax比較大的減小（同降壓引起Tmax下降相比；機械特性變軟；第五帝章羞交套流電固動機賠的工鼠原理請及特平性5.3.絕2三相疊異步蘆電動挖機的機械癢特性2.烈人疾為機爽械特屈性定子宗電路鄰串入土電阻稅或電弦抗f>f1>f2

特性變化的特點：n0、Sm改變，機械特性基本不變；第五廚章窗交旗流電狐動機翁的工號原理顏及特秤性5.3.冶2三相跟異步側電動猛機的機械究特性2.魂人竹為機應械特舉性改變猶電源燈頻率業時的級特性

特性變化的特點：

Sm增大，機械特性變軟；第五帝章壺交劉流電弊動機葵的工捐原理嗓及特起性5.3.股2三相問異步矩電動造機的機械帽特性2.闊人敵為機益械特材性轉子掏電路日串入蹤蝶電阻賤（繞轎線式晝電動參機）第五刻章蘭交技流電本動機奇的工聞原理基及特緊性5.胞4三相敏異步楚電動絨機的乳啟動貧特性三相英異步搜電動項機的熄啟動嘉要求啟動騙轉矩真要足匠夠大險；滿足冷啟動賺轉矩益要求敗下，暖啟動托電流聽要小洞。圖5.29鼠籠式異步電動機的直接啟動第五萍章的交淺流電哄動機們的工蘆原理植及特職性5.曲4三相率異步雙電動閉機的渠啟動褲特性鼠籠逝式異冤步電江動機紫的啟漸動方膏法1.直接銹啟動脅（全壓啟動）缺點：機械特性變軟消耗能量大，不適合經常啟動的電動機第五旱章全交睜流電僵動機喘的工隸原理共及特煙性5.鼠4三相燥異步掘電動邊機的振啟動走特性鼠籠勾式異挑步電刪動機水的啟傅動方遇法2.定子妄串電吩阻、抓電抗降壓消啟動圖5-31Y-△降壓啟動IstY=Ist△/3TstY=Tst△/3優點；簡單、經濟、電流小。缺點；只能應用正常工作方式為三角形接線電機(4KW以上，額定電壓380v、△接線。)第五銳章讀交跨流電欣動機錘的工濁原理蝕及特剛性5.音4三相營異步各電動撓機的孩啟動制特性鼠籠捆式異推步電此動機繭的啟苦動方懲法3.父Y財-△降壓友啟動優點；電壓可調、電流小。缺點；變壓器體積大、價格高。不能應用于經頻繁啟動電機。第五墨章腎交找流電渠動機展的工攻原理泉及特沾性5.取4三相開異步雪電動齡機的菊啟動仆特性鼠籠明式異純步電丘動機伴的啟信動方易法4.自耦臥變壓元器降壓與啟動第五根章扇交甜流電炎動機歷的工繼原理櫻及特延性5.駝4三相演異步怪電動師機的陪啟動紗特性鼠籠伍式異狡步電駐動機恥的啟賊動方片法5.軟啟諸動器第五灣章濟交戀流電白動機葛的工鎖原理晚及特潤性5.斥4三相綿異步娘電動排機的冊啟動略特性鼠籠寬式異且步電連動機結的啟瓣動方愈法6.延邊變三角歲形啟動優點；電流、啟動轉矩大（同Y-△相比）。缺點；特殊要求的電機。(a)原理接線圖(b)啟動特性圖5.34逐級切除啟動電阻的啟動過程優點；電流小、啟動轉矩大。缺點；電阻上的損耗大。第五急章墊交蠻流電蘿動機樣的工續原理弱及特癥性5.酸4三相京異步欣電動深機的娘啟動仍特性繞線雨式異甚步電適動機剛的啟恩動方臣法1.逐級污切除啟動瞎電阻畏法優點；電流小、結構簡單、無需維修。啟動轉矩較大。適用于：對調速沒有要求、經常正反轉、啟動轉矩要求不大冶金、化工設備上。缺點；不能用作調速電阻。n=0，S=1f2=Sf1↑R↑X↑→I↓T↑n=nnf2↓R=X≈0相當于轉子短路，啟動完畢第五尺章個交棍流電博動機禽的工表原理摧及特品性5.洞4三相殘異步伯電動杏機的冰啟動憐特性繞線匪式異美步電應動機外的啟薦動方敗法2.頻敏膛變阻蘭器啟始動法第五勤章殼交凍流電險動機堂的工遍原理洗及特膚性5.購4.另3特殊私鼠籠顧式電掌動機1.雙鼠阿籠電惹動機啟動籍時：黃銅(啟動)紫銅(工作)正常工作：

第五厘章尿交口流電藥動機麻的工恢原理歸及特賽性5.各4.蘿3特殊窗鼠籠多式電直動機深槽潤電機(a)轉子漏磁通(b)轉子電流密度分布圖5.37深槽式電動機集膚效應電流集中在導體上部（啟動時）100千瓦以上鼠籠電機第五粥章瞇交選流電宰動機仙的工苗原理檔及特雨性5.5三相培異步帳電動色機的奶調速車方法才與特念性第五么章拌交觸流電檢動機圾的工站原理采及特州性5.5三相管異步聽電動填機的偽調速棕特性只要完改變Tma留x、Sm、f、P就可閃攺變法速度第五鼠章積交啞流電粱動機屠的工間原理芳及特烏性5.5三相叢異步拘電動農機的抱調速蝴特性離心風機不同負載下可有不同的調速范圍5.5.1調壓調速(a)原理接線圖(b)啟動特性圖5.34逐級切除啟動電阻的啟動過程有階調速起重設備上第五墾章償交飾流電鼻動機罷的工雄原理卡及特漲性5.5三相北異步熟電動族機的粱調速抱特性5.熔5.妹2轉子蓬串電誘阻調棍速(a)串聯2p=4(b)并聯2p=2圖5.39改變極對數調速的原理第五耐章撲交之流電挑動機療的工魄原理季及特污性5.5三相塵異步鍬電動濾機的掃調速隊特性5.株5.食3改變值極對柏數調驗速第五麗章徒交省流電脂動機謊的工賣原理敲及特牲性5.5三相風異步抄電動桃機的惱調速州特性5.畜5.畫3改變第極對壤數調教速2PP2PP改變接線必須同時改變定子繞組的相序，以保證轉向不變。啟動時宜低速啟動。適用于鼠籠式電動機圖5.26改變定子電源頻率時的人為特性第五綿章答交密流電琴動機窯的工茅原理霸及特練性5.5三相我異步嘆電動模機的叮調速周特性5.與5.臭4變頻沫調速圖5.41反饋制動狀態異步電動機的制動性能n與T方向相反第五揮章肢交析流電形動機肅的工棚原理名及特請性5.6三相臟異步匠電動積機的風制動倘特性5.怠6.遣1反饋烤制動圖5.42變極或變頻調速時反饋制動的機械特性n與T方向相反變極或變頻調速時反饋制動第五臉章滅交狀流電成動機彩的工禽原理棚及特霜性5.6三相悅異步耕電動從機的隔制動咳特性5.脾6.咸1反饋獻制動n與T方向相反n0方向改變T,TL同向a→b→c斷電因為反接電流很大，實際串電阻后應a→d→e特點：制動強烈、控制復雜、不準確、能耗大，需反轉場合。第五滔章盟交摔流電士動機通的工件原理隙及特掩性5.6三相域異步臘電動映機的忽制動聰特性5.育6.應2反接萄制動1.電源犯反接圖5.44倒拉反接制動時的機械特性n與T方向相反提升工作在a點下放時串電阻改變機械特性a乛b乛c乛d點。特點：能耗大、電阻大小要適當，起吊機械。第五煎章己交呈流電遭動機擱的工懸原理季及特逢性5.6三相字異步總電動滑機的叫制動逮特性5.敬6.厭2反接呢制動2.倒拉鍬制動5.扔6.盲3能耗霸制動特點：制動效果不如反接制動強度大，制動平穩，準確停車，需直流設備，應用于準確停車和下放重物設備上。(a)原理線路圖(b)機械特性

圖5.45能耗制動時的原理線路圖及機械特性第五伸章周交怎流電鬧動機助的工掛原理棒及特杠性5.7單相奏異步懸電動以機5.亡7.惱1單相塞異步爺電動富的磁來場圖5.46單相異步電動機(a)交變脈動磁場(b)脈動磁場的分解圖5.47脈動磁場分成兩個轉向相反的旋轉磁場第五布章打交來流電獎動機來的工衡原理磨及特廟性5.7單相庸異步并電動午機5.個7.祥1單相喚異步螞電動秀的磁誼場5.燒7.坦1單相濕異步共電動過的磁的場正向反向合成T-S曲線脈動磁場的T—S曲線2.在外力矩作用下能加速到穩定運行狀態，轉向不固定.第五貿章貫交葬流電奇動機既的工濁原理榨及特低性5.7單相語異步女電動紅機5.都7.醋2單相差異步索電動遠的啟本動方葵法移相電容離心開關iB電流超前iA電流90度圖5.49電容分相式異步電動機兩相電流1.電容分相式異步電動機兩相電流(b)兩相旋轉磁場

圖5.50電容分相式異步電動機旋轉磁場的產生圓形旋轉磁場的條件：兩相相差90度等幅值的交流電通入兩相在空間相差90度的對稱繞組.圖5.51電容分相式異步電動機正反轉接線原理圖兩相電流轉向取決于電流最大值到達的順序。或對調兩繞組的任一繞組的接線。第五桂章煉交追流電縫動機鐵的工夏原理尋及特瘡性5.7單