电动机荷发电机.ppt

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1、第第8章章 异步电动机异步电动机返回返回1.1.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。原理。原理。原理。本章要求：本章要求：2.2.理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和调速的基本方法起动和调速的基本方法起动和调速的基本方法起动和调速的基本方法,了解起动和调速的了解起动和调速的了解起动和调速的了解起动和调速的 方法。方法。方法。方法。3.3.理解三相交流

2、异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。第第8章章 异步电动机异步电动机4.4.理解单相异步电动机的结构和工作原理。理解单相异步电动机的结构和工作原理。理解单相异步电动机的结构和工作原理。理解单相异步电动机的结构和工作原理。电动机的分类：电动机的分类：电动机的分类：电动机的分类：电动机电动机电动机电动机交流电动机交流电动机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机单相电动机单相电动机同步机同步机同步机同步机异步机异步机

3、异步机异步机鼠笼式异步交流电动机授课内容：鼠笼式异步交流电动机授课内容：基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、机械特性、控制方法机械特性、控制方法机械特性、控制方法机械特性、控制方法 他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机第第8章章 异步电动机异步电动机8.1 三相异步电动机构造和工作原理三相异步电动机构造和工作原理1 1.定子定子定子定子铁芯：由内周有槽铁芯：由内周有槽铁芯：由内周有槽铁芯：由内周有槽的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。U U

4、1 1-U-U2 2V V1 1-V-V2 2 WW1 1-W-W2 2三相绕组三相绕组三相绕组三相绕组机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁8.1.1 .1.1 异步电动机的异步电动机的结构结构定子绕组的定子绕组的定子绕组的定子绕组的 接法接法接法接法接线盒接线盒定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法。通常。通常V V1 1WW2 2U U1 1WW1 1U U2 2V V2 2U2U1W2V1V2W1U1V V1 1WW1 1WW2 2U2V V2 2W2U2V2V1W1U1Y Y 接法接法接法接法W1U U1 1V1W2U U2 2V2 接法接

5、法接法接法 转子转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2 2.转子转子转子转子鼠笼转子鼠笼转子铁芯：由外周有槽的硅钢片叠成。铁芯：由外周有槽的硅钢片叠成。铁芯：由外周有槽的硅钢片叠成。铁芯：由外周有槽的硅钢片叠成。1)鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。铝形成转子绕组。2)绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠

6、笼式鼠笼式鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式绕线式绕线式比较比较比较比较：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。变电动机的机械特性。绕线式：绕线式：绕线式：绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。转子结构转子结构 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理1.旋转磁场旋转磁场 定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三定子三相绕组通入三相交流电相交流电相交流电相交流电(星形联接星

7、形联接星形联接星形联接)U1U2V1V2W1W2(1)(1)旋转磁场的产生旋转磁场的产生旋转磁场的产生旋转磁场的产生规定规定 i:“+”首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。i:“”尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。U1V2W1V1W2U2()电流出电流出()电流入电流入U1U2V2W1V1W2 三相电流合成磁三相电流合成磁三相电流合成磁三相电流合成磁场场场场 的分布情况的分布情况的分布情况的分布情况合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转6060U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2合成磁场旋转合成磁场

8、旋转合成磁场旋转合成磁场旋转9090t0600U1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察旋转磁场的连续观察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSAU1U2W2V1W1V2分析可知：分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360360360360取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序(2)旋转磁场的旋转方旋转磁场的旋转方

9、旋转磁场的旋转方旋转磁场的旋转方向向向向结论：结论：结论：结论：任意调换两根任意调换两根任意调换两根任意调换两根电源进线，则旋转电源进线，则旋转电源进线，则旋转电源进线，则旋转磁场反转。磁场反转。磁场反转。磁场反转。返回返回动画动画AU1U2W2V1W1V20任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)U1U2V1V2W1W2U1U2V2W1V1W2(3)(3)旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P P 当三相定子绕组按当三相定子绕组按当三相定子绕组按当三相定子绕组按图示排列时，产生一对图示排列时，产生一对图示排列时，产生一对图示排列时，产生一对磁极

10、的旋转磁场，磁极的旋转磁场，磁极的旋转磁场，磁极的旋转磁场，即：即：U1U2V1V2W1W2W1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2 若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端，绕组的始端，绕组的始端，绕组的始端之间互差之间互差之间互差之间互差6060，将形成，将形成，将形成，将形成两对磁极的旋转磁场。两对磁极的旋转磁场。两对磁极的旋转磁场。两对磁极的旋转磁场。W1V2U1V1W1U2V2W2U1U2V1W2极对数极对数旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关与三相绕组的排列有关(4)(

11、4)旋转磁场的转旋转磁场的转旋转磁场的转旋转磁场的转速速速速工频：工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数旋转磁场的转速取决于磁场的极对数旋转磁场的转速取决于磁场的极对数旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时时p=2时时旋转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速旋转磁场转速n n0 0与极对数与极对数与极对数与极对数 p p 的关系的关系的关系的关系极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。可见可见可见可见:2.2.转动原理转动原理转动原理转动原理U1U2V2W1V1W2定子三相绕

12、组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电方向方向方向方向:顺时针顺时针顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体切割转子导体切割转子导体右手定则右手定则右手定则右手定则(逆时针逆时针逆时针逆时针)感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势 E E2020旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流感应电流感应电流 I I2 2旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则左手定则左手定则电磁力电磁力电磁力电磁力F FF电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T TnF转差率转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转

13、子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为转差率转差率转差率转差率 由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，但转子转速 n n n n 不可能达到与旋转不可能达到与旋转不可能达到与旋转不可能达到与旋转磁场的转速相等，即磁场的转速相等

14、，即磁场的转速相等，即磁场的转速相等，即异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机如果如果:无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条割转子导条割转子导条割转子导条无转矩无转矩无转矩无转矩因此，转子转速与旋转磁场间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场间必须要有差别。异步电动机运行中异步电动机运行中异步电动机

15、运行中异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得转差率转差率转差率转差率S S 【例例8.1.18.1.1】一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1=50 Hz。试求电动机的。试求电动机的极数和额定负载下的转差率。极数和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min,即即即即p p=3=3额定转差率为额定转差率为额定转差率为额定转差率为8.2 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械

16、特性(选讲选讲)8.2.1 8.2.1 机械特性机械特性机械特性机械特性 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到受到受到受到电磁力所形成的转矩之总和。电磁力所形成的转矩之总和。电磁力所形成的转矩之总和。电磁力所形成的转矩之总和。常数，与电常数，与电机结构有关机结构有关旋转磁场旋转磁场每极磁通每极磁通转子电流转子电流转子电路的转子电路的功率因数功率因数1.1.电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩 由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式已知：已知：由公式可知由公式可

17、知由公式可知由公式可知电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式1.1.T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T T 2.2.当电源电压当电源电压当电源电压当电源电压 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T T 是是是是 s s 的函数。的函数。的函数。的函数。3.3.R R2 2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻接电阻来改变

18、转子电阻接电阻来改变转子电阻R R2 2 ，从而改变转距。，从而改变转距。，从而改变转距。，从而改变转距。2.2 机械特性曲线机械特性曲线10TS根据转矩公式根据转矩公式得特性曲线：得特性曲线：0T电机机在额定负载时的转矩。电机机在额定负载时的转矩。电机机在额定负载时的转矩。电机机在额定负载时的转矩。1 1.额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩TN N三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩0T额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩(N.m)如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型)的额定功的额定功率为率为7.5kw,额定转速为额定转速为1440r/min,则额定转矩为则

19、额定转矩为2 2.最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩 T Tmaxmax 转子轴上机械负载转矩转子轴上机械负载转矩T2 不能大于不能大于Tmax，否则将，否则将造成堵转造成堵转(停车停车)。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。令：令：求得求得临界转差率临界转差率0T TTmax将将sm代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得当当当当 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T Tmaxmax为定值为定值为定值为定值过载系数过载系数过载系数过载系数(能力能力能力能力)一般三相异步电动机的过载系数为一般三相异步电动机的过载系数为工作时必须

20、使工作时必须使工作时必须使工作时必须使T T2 2 T T负载负载负载负载电机能电机能电机能电机能起动，否则不能起动。起动，否则不能起动。起动，否则不能起动。起动，否则不能起动。0TT Tst st起动能力起动能力4.4.电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析电动机的运行分析 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。自适应负载能力是电动机区

21、别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载）操作者加大油门，才能带动新的负载）操作者加大油门，才能带动新的负载）操作者加大油门，才能带动新的负载）。此过程中，此过程中，此过程中，此过程中，n n 、s sE E2 2,I I2 2 I I1 1 电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功

22、率自动增加。电源提供的功率自动增加。T2 sT2 TT=T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T20T常用特常用特常用特常用特性段性段性段性段5.5.U U1 1 和和和和 R R2 2变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响1 1)U U1 1 变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响U Tm Tst 动画动画0TT22 2)R R2 2 变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响T0R2 Tst n 2 2)R R2 2 变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械

23、特性的影响变化对机械特性的影响 不同场合应选用不不同场合应选用不同的电机。如金属切同的电机。如金属切削，选硬特性电机；削，选硬特性电机；重载起动则选软特性重载起动则选软特性电机。电机。硬特性：硬特性：硬特性：硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。TOR2 Tst n 软特性：软特性：软特性：软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。起动特性好。起

24、动特性好。起动特性好。【练习与思考】【练习与思考】【练习与思考】【练习与思考】三相异步电动机在一定的负载转距下运行时，三相异步电动机在一定的负载转距下运行时，如电源电压降低，电动机的转距、电流及转如电源电压降低，电动机的转距、电流及转 速有无变化？速有无变化？三相异步电动机在正常运行时，如果转子突三相异步电动机在正常运行时，如果转子突 然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电然被卡住而不能转动，试问这时电动机的电 流有何变化？对电动机有何影响？流有何变化？对电动机有何影响？为什么三相异步电动机不在最大转距为什么三相异步电动机不在最大转距Tmax处处 或接近最大转距处工作？或接近最大转距处工作？某

25、三相异步电动机的额定转速为某三相异步电动机的额定转速为1460r/min。当负载转距为额定转距的一半时，电动机的当负载转距为额定转距的一半时，电动机的 转速约为多少？转速约为多少？【练习与思考】【练习与思考】【练习与思考】【练习与思考】三相鼠笼式异步电动机在额定状态附近运行，三相鼠笼式异步电动机在额定状态附近运行，当当(1)(1)负载增大负载增大;(2);(2)电压升高；电压升高；(3)(3)频率增高频率增高 时，试分别说明其转速和电流作何变化？时，试分别说明其转速和电流作何变化？三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据1.1.型号型号型号型号 磁极数磁极数(极对数极对数 p=2)例如：例

26、如：Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座长度代号机座中心高（机座中心高（mm）三相异步电动机三相异步电动机表中列出了各种电动机的系列代号。表中列出了各种电动机的系列代号。三相异步电机三相异步电机Y 132 M4铭牌铭牌异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号产品名称产品名称产品名称产品名称异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机 同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机 直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机 特殊异步电动机特殊异步电动机特殊异步电动机特殊异步电动机新代号新代号新代号新代号汉字意义汉字意义汉字意义汉

27、字意义备注备注备注备注Y Y异异异异同同同同直直直直异异异异*T T Z ZY*Y*Y*Y*YR/YB/YDYR/YB/YD型型 号号 Y132M-4 功功 率率 5.5kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380V 电电 流流 11.6A 接接 法法 转转 速速 1440r/min 绝缘等级绝缘等级 B 工作方式工作方式 连续连续2.2.定子绕组的定子绕组的定子绕组的定子绕组的 接法接法接法接法接线盒接线盒定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法。通常。通常V V1 1WW2 2U U1 1WW1 1U U2 2V V2 2U2U1W2V1V2

28、W1U1V V1 1WW1 1WW2 2U2V V2 2W2U2V2V1W1U1Y Y 接法接法接法接法W1U U1 1V1W2U U2 2V2 接法接法接法接法3.3.电压电压电压电压例如：例如：380/220V、Y/是指线电压为是指线电压为 380V 时时 采用采用 Y 接法；线电压为接法；线电压为 220V 时采用时采用 接法。接法。说明：说明：说明：说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或一般规定，电动机的运行电压不能高于或一般规定，电动机的运行电压不能高于或一般规定，电动机的运行电压不能高于或低低低低于额定值的于额定值的于额定值的于额定值的 5%5%5%5%。因为在电动机满载或接近

29、满载情。因为在电动机满载或接近满载情。因为在电动机满载或接近满载情。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高况下运行时，电压过高况下运行时，电压过高况下运行时，电压过高 或过低都会使电动机的电流或过低都会使电动机的电流或过低都会使电动机的电流或过低都会使电动机的电流大于额定值大于额定值大于额定值大于额定值,从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的电动机在额定运行时定子绕组上应加的电动机在额定运行时定子绕组上应加的电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电线电线电线电压压压压值值值值。三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的

30、额定电压有三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有380V,3000V,380V,3000V,及及及及6000V6000V等多种。等多种。等多种。等多种。4.4.电流电流电流电流例如：例如：例如：例如：Y/Y/6.73 /11.64 A6.73 /11.64 A 表示星形接法表示星形接法下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73A；三角接法下线电流；三角接法下线电流为为 11.64A。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73A。5.5.功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率 鼠笼电机鼠笼电机 =7293电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。

31、线电流值。线电流值。线电流值。额定功率是指电机在额定运行时额定功率是指电机在额定运行时轴上输出轴上输出的机的机械功率械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。注意：实用中应选注意：实用中应选注意：实用中应选注意：实用中应选择合适容量的电机，择合适容量的电机，择合适容量的电机，择合适容量的电机，防止出现防止出现防止出现防止出现 “大马拉大马拉大马拉大马拉小车小车小车小车”的现象。的现象。的现象。的现象。6.6.6.6.功率因数功率因数功率因数功率因数PNP2cos 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为时约为 0.

32、7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。7.7.7.7.额定转速额定转速额定转速额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。如：如：n N=1440 1440 转转转转/分分分分 sN=0.040.048.8.8.8.绝缘等级绝缘等级绝缘等级绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105C)，H级最高级最高(180C)。9.9.9.9.工作方式工作方式工作方式工作

33、方式指电机的运行方式，一般分为连续、短时和断续指电机的运行方式，一般分为连续、短时和断续三种。三种。【练习与思考】【练习与思考】【练习与思考】【练习与思考】电动机的额定功率是指输出机械功率，还是电动机的额定功率是指输出机械功率，还是 输入电功率？额定电压是指线电压，还是相输入电功率？额定电压是指线电压，还是相 电压？额定电流是指线电流，还是相电流？电压？额定电流是指线电流，还是相电流？功率因数功率因数coscos 的的 是定子相电流与相电压的是定子相电流与相电压的 相位差，还是线电流与线电压的相位差？相位差，还是线电流与线电压的相位差？有些三相异步电动机有有些三相异步电动机有380/220V3

34、80/220V两种额定电两种额定电 压，定子绕组可以联成星形，也可以联成三压，定子绕组可以联成星形，也可以联成三 角形。试问在什么情况下采用这种或那种连角形。试问在什么情况下采用这种或那种连 接方法？采用这种连接方法时，电动机的额接方法？采用这种连接方法时，电动机的额 相电流、线电流、效率、功率因数、转速等相电流、线电流、效率、功率因数、转速等)有无变化有无变化？在电源电压不变的情况下，如果电动机的三在电源电压不变的情况下，如果电动机的三 角形联接误接成星形联接，或者星形联接误角形联接误接成星形联接，或者星形联接误 接成三角形联接，其后果如何？接成三角形联接，其后果如何？Y112-4 Y112

35、-4型三相异步电动机的技术数据如下：型三相异步电动机的技术数据如下：4kW 380V 接法接法 1440r/min cos 0.82 82.5 Tst/TN 2.2 Ist/IN 7.0 Tmax/TN 2.2 试求试求:(:(1)额定转差率额定转差率SN；(2)额定电流额定电流I IN；(3)起动电流起动电流Ist；(4)额定转距额定转距TN；(5)起动起动 转距转距Tst；(6)最大转距最大转距Tmax；(7)(7)额定输入功额定输入功 率率P1。8.3 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速(选讲选讲)8.3.1 异步电动机的起动异步电动机的起动 起动起动起动起动问题：问题

36、：起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小。一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍倍;电动机的起动电动机的起动转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的(1.02.2)(1.02.2)倍。倍。倍。倍。大电流使电网电压降低，影响其他负载工作大电流使电网电压降低，影响其他负载工作大电流使电网电压降低，影响其他负载工作大电流使电网电压降低，影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，

37、使电机过热后果：后果：后果：后果：原因：原因：原因：原因：起动：起动：起动：起动：n n=0 0，S S=1,=1,接通电源。接通电源。接通电源。接通电源。起动时起动时起动时起动时 ，n n=0 0，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流转子电流转子电流定子电流定子电流定子电流定子电流 1.1.直接起动直接起动直接起动直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。直接起动。2.2.降压起动：降压起动：降压起动

38、：降压起动：星形星形-三角形三角形(Y )换接起动换接起动自耦降压起动自耦降压起动（适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机）3.转子串电阻起动。转子串电阻起动。（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）（适用于绕线式电动机）以下介绍降压起动和转子串电阻起动。以下介绍降压起动和转子串电阻起动。设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为降压起动降压起动降压起动降压起动(1)Y(1)Y 换接起动换接起动换接起动换接起动AZBYXC+正常正常正常正常运行运行运行运行ABCXYZ+起动起动起动起动 降压起

39、动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静触点静触点Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图Y Y起动起动起动起动L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1CZ 起动起动起动起动UPU1+Ul+U2V1V2W1W2Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图 工作工作L

40、1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2 正常正常正常正常运行运行运行运行Ul+U1V1V2W1W2(a)仅适用于正常运行为三角形接法的电机。仅适用于正常运行为三角形接法的电机。(b)Y 起动起动Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-Y-换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题Ul 正常正常正常正常运行运行运行运行AZBYXC+UP 起动起动起动起动ABCXYZ+Ul+2）自耦降压起动自耦降压起动L1L3L2FUQ Q Q2 2下合：下合：下合：下合：接入自耦变接入自耦变接

41、入自耦变接入自耦变 压器，降压压器，降压压器，降压压器，降压 起动。起动。起动。起动。Q Q2 2上合：上合：上合：上合：切除自耦变切除自耦变切除自耦变切除自耦变 压器，全压压器，全压压器，全压压器，全压 工作。工作。工作。工作。合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关QQQ2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成联成联成联成 Y Y形不能采用形不能采用形不能采用形不能采用Y Y 起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步

42、电动机。RRR滑环滑环电刷电刷定子定子转子转子起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的R R 串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将R R 短路。短路。短路。短路。起动电阻起动电阻 3 3.绕线式电动机转子电路串电阻起动绕线式电动机转子电路串电阻起动绕线式电动机转子电路串电阻起动绕线式电动机转子电路串电阻起动 若若若若R R2 2选得选得选得选得适当适当适当适当，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加

43、起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。R2 Tst T0转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点【例例例例】1)解解:一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，动机，定子绕组定子绕组型连接，其额定数据为：型连接，其额定数据为：P2N=45kWnN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cos N=0.88，Ist/IN=7.0,

44、Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：求：1)1)额定电流额定电流额定电流额定电流I IN N?2)?2)额定转差率额定转差率额定转差率额定转差率S SN N?3)3)额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩 T TN N、最大转矩最大转矩最大转矩最大转矩T Tmax max、和起动转矩和起动转矩和起动转矩和起动转矩T TN N 2）由由nN=1480r/min，可知，可知 p=2（四极电动机）（四极电动机）3）解：解：解：解：在在上例中（上例中（1）如果负载转矩为）如果负载转矩为 510.2Nm，试问在，试问在U=UN和和U=0.9UN两种情况下电动两种情况下电动机能否起动？（机能否起动

45、？（2）采用）采用Y-换接起动时，求起换接起动时，求起动电流和起动转矩。动电流和起动转矩。又当负载转矩为起动转矩又当负载转矩为起动转矩的的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？1）在在在在U U=U UN N时时时时 Tst=551.8Nm 510.2 N.m 不能起动不能起动不能起动不能起动 2）Ist =7IN=7 84.2=589.4 A 在在U=0.9UN 时时能起动能起动能起动能起动【例例例例】在在在在80%80%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时不能起动不能起动不能起动不能起动在在在在50%50%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时可以可以可以可以起动起

46、动3)1.1.变频调速变频调速变频调速变频调速 (无级调速无级调速无级调速无级调速)f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+变频调速方法变频调速方法恒转距调速（恒转距调速（f1f1N）频率调节范围：频率调节范围：频率调节范围：频率调节范围：0.50.5320320赫兹赫兹赫兹赫兹三种电气三种电气三种电气三种电气调速方法调速方法调速方法调速方法 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速2.变极调速变极调速(有级调速有级调速)变频调速方法可实现无级平滑调速变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性调速性能优异，因而正获得越来越广泛的

47、应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。U1U1U2U2iiP=2U1U2U1U2NNSSU1U2U1U2iiP=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机，采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。等机床上。U1U1U2U2SNT00TS3.变转差率调速变转差率调速(无级调速无级调速)变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，速方法。其优点是调速

48、平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。提升、起重设备中。nnTLTLSS一、一、功率的选择功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。容易因过载而损坏。1.对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。大于生产机械的功率。2.对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。的功

49、率。补充：补充：三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择二、二、二、二、种类和型式的选择种类和型式的选择种类和型式的选择种类和型式的选择1.1.种类的选择种类的选择种类的选择种类的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。合才选用绕线式电动机。2.2.结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。如开启式、防护式、封闭式电动机。三、三、

50、三、三、电压和转速的选择电压和转速的选择电压和转速的选择电压和转速的选择 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。源电压来决定。Y系列鼠笼电动机的额定电压只有系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个一个等级。大功率电动机才采用等级。大功率电动机才采用3000V和和6000V。单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电电冰箱、空调、