2022年三相异步电动机结构与工作原理.docx

精品学习资源三相异步电动机的结构与工作原理5.1 三相异步电动机实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机；电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换；把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机；在生产上主要用的是沟通电动机，特殊三相异步电动机，由于它具有结构简洁、牢固耐用、运行牢靠、价格低廉、爱护便利等优点；它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等；对于各种电动机我们应当明白以下几个方面的问题：（1）基本构造；（ 2）工作原理；（ 3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和基本方法；（ 5）应用场合和如何正确使用；5.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理1. 三相异步电动机的构造三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）；此外仍有端盖、风扇等附属部分，如图5-1 所示；图 5-1 三相电动机的结构示意图1）定子三相异步电动机的定子由三部分组成：定子定子铁心由厚度为 0.5mm 的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片内圆上有匀称分布的槽，其作用是嵌放定子三相绕组欢迎下载精品学习资源AX 、BY 、CZ；定子绕组三组用漆包线绕制好的，对称地嵌入定子铁心槽内的相同的线圈；这三相绕组可接成星形或三角形；机座机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁心和绕组2）转子三相异步电动机的转子由三部分组成：欢迎下载精品学习资源转子铁心由厚度为 0.5mm 的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片外圆上有匀称分布的槽，其作用是嵌放转子三相绕组；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源转子转子绕组转子绕组有两种形式：鼠笼式 - 鼠笼式异步电动机；绕线式 - 绕线式异步电动机；欢迎下载精品学习资源转轴转轴上加机械负载鼠笼式电动机由于构造简洁，价格低廉，工作牢靠，使用便利，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机；为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必需留有肯定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在 0.21.0mm 之间；2. 三相异步电动机的转动原理1）基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示试验，如图5-2 所示；图 5-2 三相异步电动机工作原理1演示试验：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动欢迎下载精品学习资源蹄形磁铁旋转时，将发觉导体也跟着旋；如转变磁铁的转向，就导体的转向也跟着转变；2现象说明：当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流；感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理；转子转动的方向和磁极旋转的方向相同； 3结论：欲使异步电动机旋转，必需有旋转的磁场和闭合的转子绕组；2）旋转磁场（1）产生图 5-3 表示最简洁的三相定子绕组 AX 、BY 、CZ，它们在空间按互差 1200 的规律对称排列；并接成星形与三相电源U、V 、W 相联；就三相定子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场图 5-4；iUiVI m sinI m sintt1200 iAZAXiWI m sint1200 i B CYBi C欢迎下载精品学习资源A当 t=00时， i0 ， AX 绕组中无电流；图 5-3 三相异步电动机定子接线iB 为负， BY 绕组中的电流从 Y 流入 B1 流出；欢迎下载精品学习资源iC 为正， CZ 绕组中的电流从 C 流入 Z 流出；由右手螺旋定就可得合成磁场的方向如图5-4（ a）所示；欢迎下载精品学习资源B当 t=1200 时， i0 ，BY 绕组中无电流；iA 为正， AX 绕组中的电流从 A 流入 X欢迎下载精品学习资源流出； iC 为负， CZ 绕组中的电流从 Z 流入 C 流出；由右手螺旋定就可得合成磁场的方向如图 5-4（b）所示；欢迎下载精品学习资源C当 t=2400 时， i0 ，CZ 绕组中无电流；iA 为负， AX 绕组中的电流从 X 流入 A 流欢迎下载精品学习资源出； i B 为正， BY 绕组中的电流从 B 流入 Y 流出；由右手螺旋定就可得合成磁场的方向如图 5-4（c）所示；可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周；随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变化，产生的合成磁场也不断地旋，因此称为旋转磁场；欢迎下载精品学习资源ii Ai Bi CtO120°240°360 °AAA欢迎下载精品学习资源Y×· ZY×·×ZY·Z欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源C×·BC··XXBC× B×X欢迎下载精品学习资源a t = 0°b t = 120°c t = 240 °图 5-4 旋转磁场的形成（2）旋转磁场的方向旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序打算的，如想转变旋转磁场的方向，只要转变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可；这时，转子的旋转方向也跟着转变；3）三相异步电动机的极数与转速（1）极数（磁极对数 p）三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数；旋转磁场的极数和三相绕组的支配有关；欢迎下载精品学习资源0当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端之间相差120具有一对极，即 p=1；空间角时，产生的旋转磁场欢迎下载精品学习资源当每相绕组为两个线圈串联，绕组的始端之间相差600 空间角时，产生的旋转磁场具有两对极，即 p=2；同理，假如要产生三对极，即p=3 的旋转磁场，就每相绕组必需有匀称支配在空间的串联的三个线圈，绕组的始端之间相差400（=1200/p）空间角；极数 p 与绕组的始欢迎下载精品学习资源端之间的空间角 的关系为：1200p欢迎下载精品学习资源（ 2）转速 n欢迎下载精品学习资源三相异步电动机旋转磁场的转速n0与电动机磁极对数 p 有关，它们的关系是：60 f1n 0p（5-1）由（ 5-1）可知，旋转磁场的转速n0 打算于电流频率f1 和磁场的极数 p；对某一异步电动机而言， f1 和 p 通常是肯定的，所以磁场转速 n0 是个常数；在我国，工频 f1=50Hz，因此对应于不同极对数 p 的旋转磁场转速 n0，见表 5-1表 5-1p123456n0（3）转差率3000s15001000750600500电动机转子转动方向与磁场旋转的方向相同，但转子的转速n 不行能达到与旋转磁场的转速 n0 相等，否就转子与旋转磁场之间就没有相对运动，因而磁力线就不切割转子导体，转子电动势、转子电流以及转矩也就都不存在；也就是说旋转磁场与转子之间存在转速差，因此我们把这种电动机称为异步电动机，又由于这种电动机的转动原理是建立在电磁感应基础上的，故又称为感应电动机；旋转磁场的转速 n0 常称为同步转速；转差率 s 用来表示转子转速 n 与磁场转速 n0 相差的程度的物理量；即：欢迎下载精品学习资源sn0nnn0n05-2欢迎下载精品学习资源转差率是异步电动机的一个重要的物理量；当旋转磁场以同步转速n0 开头旋转时，转子就因机械惯性尚未转动，转子的瞬时转速 n=0，这时转差率 S=1；转子转动起来之后， n>0，（ n0-n）差值减小，电动机的转差率 S<1；假如转轴上的阻转矩加大，就转子转速n 降低，即异步程度加大，才能产生足够大的感受电动势和电流，产生足够大的电磁转矩，这时的转差率S 增大；反之， S 减小；异步电动机运行时，转速与同步转速一般很接近，转差率很小；在额定工作状态下约为 0.0150.06之间；依据式 4-2,可以得到电动机的转速常用公式n1s n0 5-3例有一台三相异步电动机，其额定转速n=975r/min，电源频率f=50Hz，求电动机的极数和额定负载时的转差率 S；欢迎下载精品学习资源解：由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值；明显，与975r/min 最相近的同步转速 n0=1000r/min ，与此相应的磁极对数 p=3；因此，额定负载时的转差率为：欢迎下载精品学习资源sn0n n0100%10009751000100%2.5%欢迎下载精品学习资源（4）三相异步电动机的定子电路与转子电路三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组， 转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组；给定子绕组接上三相电源电压，就定子中就有三相电流通过，此三相电流产生旋转磁场，其磁力线通过定子和转子铁心而闭 合，这个磁场在转子和定子的每相绕组中都要感应出电动势；总结：1、三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）；2、欲使异步电动机旋转，必需有旋转的磁场和闭合的转子绕组，并且旋转的磁场和闭合的转子绕组的转速不同，这也是“异步”二字的含义；3、三相电源流过在空间互差肯定角度按肯定规律排列的三相绕组时，便会产生旋转磁场；4、旋转磁场的方向是由三相绕组中电源相序打算的；5、三相异步电动机旋转磁场的转速n0 与电动机磁极对数p 有关，它们的关系是：0n60 f1 p6、转差率 s 用来表示转子转速 n 与磁场转速 n0 相差的程度的物理量；即：sn0nnn0n0转差率是异步电动机的一个重要的物理量，异步电动机运行时，转速与同步转速一般很接近，转差率很小；在额定工作状态下约为0.0150.06之间；7、三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组；欢迎下载精品学习资源5.1.2 三相异步电机的转矩特性与机械特性1. 电磁转矩（简称转矩）异步电动机的转矩 T 是由旋转磁场的每极磁通与转子电流 I2 相互作用而产生的；电磁转矩的大小与转子绕组中的电流I 及旋转磁场的强弱有关；经理论证明，它们的关系是：欢迎下载精品学习资源TKTI 2 cos 2（ 5-4）欢迎下载精品学习资源其中 T 为电磁转矩 KT为与电机结构有关的常数为旋转磁场每个极的磁通量 I 2 为转子绕组电流的有效值 2 为转子电流滞后于转子电势的相位角如考虑电源电压及电机的一些参数与电磁转矩的关系，（5-4）修正为：sR U 2欢迎下载精品学习资源TKTR221sX2欢迎下载精品学习资源220（ 5-5）欢迎下载精品学习资源其中 KT 为常数 U1 为定子绕组的相电压S为转差率 R2 为转子每相绕组的电阻X20为转子静止时每相绕组的感抗由上式可知，转矩 T 仍与定子每相电压 U1 的平方成比例，所以当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大；此外，转矩T 仍受转子电阻 R2的影响；图 4-15 为异步电动机的转矩特性曲线；2. 机械特性曲线欢迎下载精品学习资源TTmaxTqT NOsm1snn0anNOTNbcTqT maxT欢迎下载精品学习资源(a) T= fs 曲线bn= fT曲线图 5-5 三相异步电动机的机械特性曲线在肯定的电源电压 U1 和转子电阻 R2 下，电动机的转矩 T 与转差率 n 之间的关系曲欢迎下载精品学习资源线 T=fs或转速与转矩的关系曲线n=fT ，称为电动机的机械特性曲线，它可依据式（5-4）得出，如图 5-5 所示；在机械特性曲线上我们要争论三个转矩：1）额定转矩 TN额定转矩 TN 是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩；欢迎下载精品学习资源TN9550P2n（ 5-6）欢迎下载精品学习资源式中 P2 是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n 的单位是转 /分， TN 的单位是牛· M；当忽视电动机本身机械摩擦转矩T0 时，阻转矩近似为负载转矩TL，电动机作等速旋转时，电磁转矩 T 必与阻转矩 TL 相等，即 T= TL；额定负载时，就有 TN= TL；2）最大转矩 TmTm 又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩；它反映了电动机的过载才能；最大转矩的转差率为 Sm，此时的 Sm 叫做临界转差率，见图 5-5（ a） 最大转矩 Tm 与额定转矩 TN 之比称为电动机的过载系数，即= Tm/ TN一般三相异步的过载系数在 1.8 2.2 之间；在选用电动机时，必需考虑可能显现的最大负载转矩，而后依据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，它必需大于最大负载转矩；否就，就是重选电动机；3）起动转矩 Tst，Tst 为电动机起动初始瞬时的转矩，即n=0，s 时的转矩；为确保电动机能够带额定负载起动，必需满意：Tst TN，一般的三相异步电动机有Tst/TN=1 2.2；3. 电动机的负载才能自适应分析电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T 的大小能够在肯定的范畴内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载才能；欢迎下载精品学习资源TLnSI 2T直至新的平稳；此过程中， I 2时， I1电源供应欢迎下载精品学习资源的功率自动增加；欢迎下载精品学习资源总结：1、电磁转矩 T 的大小与转子绕组中的电流 I 及旋转磁场的强弱有关；TKTI 2 cos 2转矩 T 仍与定子每相电压U1 的平方成比例，所以当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大；此外，转矩 T仍受转子电阻 R2 的影响；2、在肯定的电源电压 U1 和转子电阻 R2 下，电动机的转矩T 与转差率 n 之间的关系曲线 T=fs或转速与转矩的关系曲线n=fT ，称为电动机的机械特性曲线；其特性见图5-53、三个转矩：1）额定转矩 TN额定转矩 TN 是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩；P2TN9550n2）最大转矩 TmTm 又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩；它反映了电动机的过载才能；3）起动转矩 Tst，Tst 为电动机起动初始瞬时的转矩，即n=0，s 时的转矩；4、电动机的负载才能自适应分析电动机在工作时，它所产生的电磁转矩T 的大小能够在肯定的范畴内自动调整以适应负载的变化，这种特性称为自适应负载才能；欢迎下载精品学习资源5.2. 三相异步电动机的使用电动机或其他电气设备电路的接通或断开，目前普遍采纳继电器、接触器、按钮及开关等掌握电器来组成掌握系统；这种掌握系统一般称为继电接触器掌握系 统；任何复杂的掌握电路，都是由一些基本的单元电路组成的；因此，在本节中我们主要争论继电接触器掌握的一些基本电路；要弄清一个掌握电路的原理，必需明白其中各个电器元件的结构，动作原理以及它们的掌握作用；电器的种类繁多，可分为手动的和自动的两类；手动电器是由工作人员手动操纵的，例如刀开关、点火开关等；而自动电器就是依据指令、信号或某个物理量的变化而自动动作的，例如各种继电器、接触器、电磁阀等；因此本节第一对这些常用掌握电器作简洁介绍；5.2.1 常用低压电器介绍欢迎下载精品学习资源1. 手动电器1）刀开关刀开关又叫闸刀开关，一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，有时也用来掌握小容量电动机的直接起动与停机；刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成；刀开关的种类许多；按极数（刀片数）分为单极、双极和三极；按结构分为平板式和条架式；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按转换方向分为单投和双投等；图 5-6 刀开关的电路符号QS电路符号欢迎下载精品学习资源刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路；刀开关的额定电压通常为 250V 和 500V，额定电流在 1500A 以下；考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下挑选：35 倍异步电机额定电流2）按钮按钮常用于接通、断开掌握电路，它的结构和电路符号见图 5-7；按钮上的触点分为常开触点和常闭触点，由于按钮的结构特点，按钮只起发出“接通”和“断开”信号的作用；欢迎下载精品学习资源图 5-7 按钮的结构和符号2. 自动电器1）熔断器熔断器主要作短路或过载爱护用，串联在被爱护的线路 中；线路正常工作时犹如一根导线，起通路作用；当线路短路或过载时熔断器熔断，起到爱护线路上其他电器设备的作用；熔断器的结构有管式、磁插式、螺旋式、等几种；其核心部分熔体（熔丝或熔片）是用电阻率较高的易熔合金制成，如铅锡合金；或者是用截面积较小的导体制成；熔体额定电流 I F 的挑选：1. 无冲击电流的场合（如电灯、电炉）I FI L ；图 5-8 熔断器的电路符号2. 一台电动机的熔体：熔体额定电流电动机的起动电流÷2.5；假如电动机起动频繁，就为：熔体额定电流电动机的起动电流÷1.62；3几台电动机合用的总熔体：熔体额定电流=1.52.5×容量最大的电动机的额定电流+其余电动机的额定电流之和；2）沟通接触器接触器是一种自动开关，是电力拖动中主要的掌握电器之一，它分为直流和沟通两类；其中，沟通接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电路；图5-9 是沟通接触器的主要结构图；接触器主要由电磁铁和触头两部分组成；它是利用电磁铁的吸引力而动作的；当电磁线圈通电后，吸引山字形动铁心 上铁心 ，而使常开触头闭合；欢迎下载精品学习资源图 5-9 接触器工作原理图依据用途不同，接触器的触头分主触头和帮助触头两种；帮助触头通过的电流较小，常接在电动机的掌握电路中；主触头能通过较大电流，常接在电动机的主电路中；如 CJl0-20 型沟通接触器有三个常开主触头和四个帮助触头 两个常开，两个常闭；当主触头断开时，其间产生电弧，会烧坏触头，并使电路分断时间拉长，因此，必需实行灭弧措施；通常沟通接触器的触头都做成桥式结构，它有两个断点，以降低触头断开时加在断点上的电压，使电弧简洁熄灭，同时各相间装有绝缘隔板，可防止短路；在电流较大的接触器中仍特地设有灭弧装置；接触器的电路符号见图 5-10，接触器线圈主触头用于主电路帮助触头用于掌握电路图 5-10接触器电路符号在选用接触器时，应留意它的额定电流、线圈电压及触头数量等；CJl0 系列接触器的主触头额定电流有5、10、20、40、75、120A 等数种；3）中间继电器中间继电器的结构与接触器基本相同，只是体积较小，触点较多，通常用来传递信号和同时掌握多个电路，也可以用来掌握小容量的电动机或其他执行元件；常用的中间继电器有JZ7 系列，触点的额定电流为5A ，选用时应考虑线圈的电压；4）热继电器热继电器是用来爱护电动机，使之免受长期过载危害的继电器；热继电器是利用电流的热效应而动作的，它的工作原理如图5-11 所示；图中热元件是一段电阻不大的电阻丝，接在电动机的主电路中的双金属片，由两种具有不同线膨胀系数的金属采纳热和压力辗压而成，亦可采纳冷结合，其中，下层金属的膨胀系欢迎下载精品学习资源数大，上层的小；当主电路中电流超过容许值，双金属片受热向上弯曲致使脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触头断开；触头是接在电动机的掌握电路中的，掌握电路断开使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路；由于热惯性，热继电器不能作短路爱护，由于发生短路事故时，我们要求电路立刻断开，而热继电器是不能立刻动作的；但是这个热惯性又是合乎我们要求的，比如在电动机起动或短时过载时，由于热惯性热继电器不会动作，这可防止电动机的不必要的停车；假如要热继电器复位，就按下复位按钮即可；图 5-11 热继电器工作原理图常用的热继电器有 JR0、JRl0 及 JRl6 等系列；热继电器的主要技术数据是整定电流；所谓整定电流，就是热元件通过的电流超过此值的20% 时，热继电器应当在20min 内动作； JR0 一 40 型的整定电流从 0.6A 一 40A 有 9 种规格；选用热继电器时， 应使其整定电流与电动机的额定电流基本上一样；5）行程开关行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击；用作电路的限位爱护、行程掌握、自动切换等；STST欢迎下载精品学习资源电路符号电路符号欢迎下载精品学习资源图 5-12 行程开关结构示意图和电路符号5.2.2 三相异步电动机技术数据及挑选1. 三相异步电动机技术数据每台电动机的机座上都装有一块铭牌；铭牌上标注有该电动机的主要性能和技术数欢迎下载精品学习资源据；三相异步电动机型号 Y132M-4功率 7.5kW频率 50Hz电压 380V电流 15.4A接法转速 1440r/min绝缘等级 E工作方式连续温升 80防护等级IP44重量 55Kg年月编号电机厂1）型号为不同用途和不同工作环境的需要，电机制造厂把电动机制成各种系列，每个系列的不同电动机用不同的型号表示；如Y315S6三相异步电动机机座中心高机座长度代号磁极数mmS：短铁心M ：中铁心L：长铁心2）接法接法指电动机三相定子绕组的联接方式；一般鼠笼式电动机的接线盒中有六根引出线，标有U1 、V1、W1 、U2、V2、W2，其中：U1、V1、 W1 是每一相绕组的始端U2、V2、 W2 是每一相绕组的末端三相异步电动机的联接方法有两种：星形（Y）联接和三角形（）联接；通常三相异步电动机功率在4kW 以下者接成星形；在 4kW （不含）以上者，接成三角形；3）电压铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值；一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%；必需留意：在低于额定电压下运行时，最大转矩Tmax 和启动转矩 Tst 会显著地降低，这对电动机的运行是不利的；三相异步电动机的额定电压有 380V、3000V 及 6000V 等多种；4）电流铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的最大线电流答应值；当电动机空载时，转子转速接近于旋转磁场的转速，两者之间相对转速很小，所以转子电流近似为零，这时定子电流几乎全为建立旋转磁场的励磁电流；当输出功率增大时，转子电流和定子电流都随着相应增大；5）功率与效率欢迎下载精品学习资源铭牌上所标的功率值是指电动机在规定的环境温度下，在额定运行时电极轴上输出的机械功率值；输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等；所谓效率 就是输出功率与输入功率的比值；一般鼠笼式电动机在额定运行时的效率约为 72% 93%；6）功率因数由于电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个 角， cos 就是电动机的功率因数；三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.70.9，而在轻载和空载时更低，空载时只有 0.20.3；挑选电动机时应留意其容量，防止“大马拉小车”，并力求缩短空载时间；7）转速电动机额定运行时的转子转速，单位为转/分；不同的磁极数对应有不同的转速等级；最常用的是四个级的（n0=1500r/min）；8）绝缘等级绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的；所谓极限温度是指电机绝缘结构中最热点的最高容许温度；绝缘等级环境温度 40时的容许温升极限答应温度A65105E80120B901302. 三相异步电动机的挑选正确挑选电动机的功率、种类、型式是极为重要的；1）功率的挑选电动机的功率依据负载的情形挑选合适的功率，选大了虽然能保证正常运行，但是不经济，电动机的效率和功率因数都不高；选小了就不能保证电动机和生产机械的正常运行，不能充分发挥生产机械的效能，并使电动机由于过载而过早地损坏；（1） 连续运行电动机功率的挑选对连续运行的电动机，先算诞生产机械的功率，所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械的功率即可；（2） 短时运行电动机功率的挑选假如没有合适的专为短时运行设计的电动机，可选用连续运行的电动机；由于发热惯性，在短时运行时可以容许过载；工作时间愈短，就过载可以愈大；但电动机的过载是受到限制的；通常是依据过载系数来挑选短时运行电动机的功率；电动机的额定功率可以是生产机械所要求的功率的1/ ；2）种类和型式的挑选欢迎下载精品学习资源（1）种类的挑选挑选电动机的种类是从沟通或直流、机械特性、调速与起动性能、爱护及价格等方面来考虑的； 交、直流电动机的挑选如没有特殊要求，一般都应采纳沟通电动机； 鼠笼式与绕线式的挑选三相鼠笼式异步电动机结构简洁，牢固耐用，工作牢靠，价格低廉，爱护便利，但调速困难，功率因数较低，起动性能较差；因此在要求机械特性较硬而无特殊调速要求的一般生产机械的拖动应尽可能采纳鼠笼式电动机；因此只有在不便利采纳鼠笼式异步电动机时才采纳绕线式电动机；（2）结构型式的挑选电动机常制成以下几种结构型式： 开启式在构造上无特殊防护装置，用于干燥无灰尘的场所；通风特别良好；防护式在机壳或端盖下面有通风罩，以防止铁屑等杂物掉入；也有将外壳做成挡板状， 以防止在肯定角度内有雨水滴溅入其中；封闭式它的外壳严密封闭，靠自身风扇或外部风扇冷却，并在外壳带有散热片；在灰尘多、潮湿或含有酸性气体的场所，可采纳它；防爆式整个电机严密封闭，用于有爆炸性气体的场所；（3）安装结构型式的挑选 机座带底脚，端盖无凸缘（ B3） 机座不带底脚，端盖有凸缘（ B5） 机座带底脚，端盖有凸缘（ B35）（4）电压和转速的挑选 电压的挑选电动机电压等级的挑选，要依据电动机类型、功率以及使用地点的电源电压来决定；Y 系列鼠笼式电动机的额定电压只有380V 一个等级；只有大功率异步电动机才采纳 3000V 和 6000V；转速的挑选欢迎下载精品学习资源电动机的额定转速是依据生产机械的要求而选定的；但通常转速不低于500r/min；由于当功率肯定时，电动机的转速愈低，就其尺寸愈大，价格愈贵，且效率也较低；因此就不如购买一台高速电动机再另配减速器来得合算；异步电动机通常采纳 4 个极的，即同步转速 n0=1500r/min；例 有一 Y225M-4 型三相鼠笼式异步电动机，额定数据如下：试求（1）额解：（ 1） 4-10Kw 电动机通常都采纳 380V/ 接法IP245 103N3U N cosN33800.880.92384.2A（2）已知电动机是四极的，即p2,n01500r / min. 所以sNn0nn01500148015000.013（3）TN9550 PNnN9550451480290.4N mTTststTTN1.9290.4551.8N mNTmaxTN2.2290.4638.9N m定电流；（ 2）额定转差率 SN；（ 3）额定转矩 TN、最大转矩 Tmax、起动转矩 Tst；功率转速电压效率功率因数I st/I NT st/TNTmax/T N45kW1480r/min380V92.3%0.887.01.92.2总结：1、掌握电器是指在电路中起通断、爱护、掌握或调剂作用的器件；继电器接触器掌握系统通常使用 500V 以下的低压掌握电器；2、电动机的铭牌数据用来标明电动机的额定值和主要技术规范，在使用中应遵守铭牌的规定；3、挑选电动机时，应依据负载和使用环境的实际情形进行挑选，挑选时应留意电动机的功率应尽可能与负载相匹配，既不宜“大”，更不宜“小马拉大车”；欢迎下载精品学习资源5.2.3. 异步电动机的启动与调速分析1. 起动特性分析（1） 起动电流 Ist在刚起动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，磁力线切割转子导体的速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势和产生的转子电流均很大，同时，定子电流必定也很大；一般中小型鼠笼式电动机定子的起动电流可达额定电流的5 7 倍；留意：在实际操作时应尽可能不让电动机频繁起动；如在切削加工时，一般只是用摩擦离合器或电磁离合器将主轴与电机轴脱开，而不将电动机停下来；（2） 起动转矩 Tst电动机起动时，转子电流I 2 虽然很大，但转子的功率因数cos 2 很低，由公式欢迎下载精品学习资源TCMI 2 cos2 可知，电动机的起动转矩 T 较小，通常TstTN1.12.0；欢迎下载精品学习资源起动转矩小可造成以下问题：（1）会延长起动时间；（2）不能在满载下起动；因此应设法提高；但起动转矩假如过大，会使传动机构受到冲击而损坏，所以一般机床的主电动机都是空载起动（起动后再切削），对起动转矩没有什么要求；综上所述，异步电机的主要缺点是起电流大而起转矩小；因此，我们必需实行适当的起动方法，以减小起动电流并保证有足够的起转矩；2. 鼠笼式异步电动机的起动方法1）直接起动直接起动又称为全压起动，就是利用闸刀开关或接触器将电动机的定子绕组直接加到额定电压下起动；这种方法只用于小容量的电动机或电动机容量远小于供电变压器容量的场合；2）降压起动在起动时降低加在定子绕组上的电压，以减小起动电流，待转速上升到接近额定转速时，再复原到全压运行；此方法适于大中型鼠笼式异步电动机的轻载或空载起动； 星形-三角形（ Y-）换接起动起动时，将三相定子绕组接成星形，待转速上升到接近额定转速时，再换成三角形；这样，在起动时就把定子每相绕组上的电压降到正常工作电压的13 ；欢迎下载精品学习资源此方法只能用于正常工作时定子绕组为三角形联接的电动机；这种换接起动可采纳星三角起动器来实现；星三角起动器体积小、成本低、寿命长、动作牢靠； 自耦降压起动自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低；如图 8-9 所示，起动时，先把开关 Q2 扳到“起动”位置，当转速接近额定值时，将 Q2 扳向“工作”位置，切除自耦变压器；采纳自耦降压起动，也同时能使起动电流和起动转矩减小；正常运行作星形联接或容量较大的鼠笼式异步电动机，常用自耦降压起动；3. 三相异步电动机的调速Sn0nn0n1Sn01S 60 f调速就是在同一负载下能得到不同的转速，以满意生产过程的要求；调速的方法p可见，可通过三个途径进行调速：转变电源频率f，转变磁极对数p，转变转差率 S；前两者是鼠笼式电动机的调速方法，后者是绕线式电动机的调速方法；（1） 变频调速此方法可获得平滑且范畴较大的调速成效，且具有硬的机械特性；但须有特地的变频装置由可控硅整流器和可控硅逆变器组成，设备复杂，成本较高，应用范畴不 广；（2） 变极调速此方法不能实现无极调速，但它简洁便利，常用于金属切割机床或其他生产机械上；（3） 转子电路串电阻调速在绕线式异步电动机的转子电路中，串入一个三相调速变阻器进行调速；此方法能平滑地调剂绕线式电动机的转速，且设备简洁、投资少；但变阻器增加了损耗，故常用于短时调速或调速范畴不太大的场合；以上可知，异步电动机的各种调速方法都不太抱负，所以异步电动机常用于要求转速比较稳固或调速性能要求不高的场合；4. 三相异步电动机的制动制动是给电动机一个与转动方向相反的转矩，促使它在断开电源后很快地减速或停转；欢迎下载精品学习资源对电动机制动，也就是要求它的转矩与转子的转动方向相反，这时的转矩称为制