三相异步电动机讲义.ppt

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1、C6240C6240普通车床普通车床C630C630普通车床普通车床铣床操作工正在加工主轴铣床操作工正在加工主轴台台式式钻钻床床像车床、磨床和钻床等机床上像车床、磨床和钻床等机床上工作机构的运转几乎都是由电动工作机构的运转几乎都是由电动机来带动的，这叫做电力拖动，机来带动的，这叫做电力拖动，即：即：电力拖动是指用电动机拖动电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转生产机械的工作机构，使之运转的一种方法。的一种方法。第第1 1章章 三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机基础三相异步电动机基础 1.1三相异步电动机的安装与使用三相异步电动机的安装与使用 1.3三相异步电动机的选择三相

2、异步电动机的选择 1.2特点：特点：运行可靠、结构简单、制造方便、维运行可靠、结构简单、制造方便、维护容易、价格低廉等，应用广泛。护容易、价格低廉等，应用广泛。分类：分类：三相异步电动机和单相异步电动机。三相异步电动机和单相异步电动机。异步电动机的特点和分类 单相异步电动机因容量小，在实验室单相异步电动机因容量小，在实验室和家用电器设备中用得较多；而三相异步和家用电器设备中用得较多；而三相异步电动机则广泛用于生产中。电动机则广泛用于生产中。三相异步电动机的种类及外形如三相异步电动机的种类及外形如图图1.11.1所示。所示。单相异步电动机与三相异步电动机 图图1.1 1.1 三相异步电动机的种类

3、及外形图三相异步电动机的种类及外形图YS系系列列YEJ系系列电磁列电磁制动式制动式 JRJR系列绕线型系列绕线型 MC/MY单单相铝相铝壳式壳式YB2YB2隔爆型隔爆型 Y2系系列列YS系系列列YS系系列列YS系系列列1.1 1.1 三相异步电动机基础三相异步电动机基础1.1.1三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构1.1.2三相异步电动机的基本原理三相异步电动机的基本原理1.1.3三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌1.1.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三三相相异异步步电电动动机机的的种种类类很很多多，但但它它们们的的基基本本结结构构类类似似，都都是是由由定定子子和和转转

4、子子构构成成的的，在在定定子子和和转转子子之之间间留留有有一一定定的的气气隙隙此此外外，还还有有端端盖盖、轴轴承承、接接线线盒盒、吊吊环环等等其其他附件，如他附件，如图图1.21.2所示。所示。1.1.定子定子2.2.转子转子罩壳罩壳机座机座接线盒接线盒端盖端盖轴承盖轴承盖吊环吊环端盖端盖接线盒接线盒转子转子转轴转轴定子铁芯定子铁芯定子绕组定子绕组风扇风扇罩壳罩壳图图1.2 1.2 电动机的结构及外形电动机的结构及外形1 1定子定子 定定子子是是电电动动机机的的固固定定部部分分，是是用用来来产产生生旋旋转转磁磁场场的的，一一般般由由定定子子铁铁芯芯、定定子子绕绕组和外壳等组成。组和外壳等组成。

5、（1 1）定子铁芯）定子铁芯如图如图1.31.3定定子子铁铁芯芯是是电电动动机机磁磁路路的的一一部部分分，是是由由厚厚度度为为0.35mm0.5mm0.35mm0.5mm、表表面面涂涂有有绝绝缘缘漆漆的的薄薄硅硅钢钢片片叠叠压压而成的而成的圆筒圆筒。由由于于硅硅钢钢片片较较薄薄而而且且片片与与片片之之间间是是绝绝缘缘的的，所所以以减少了减少了由于交变磁通通过引起的由于交变磁通通过引起的铁芯涡流损耗铁芯涡流损耗。铁芯内圆有均匀分布的铁芯内圆有均匀分布的槽口槽口，用来，用来嵌放定子绕组嵌放定子绕组。(a)定子铁芯 (b)钉子硅钢片 (c)转子硅钢片图图1.3 1.3 定子铁芯、硅钢片和转子硅钢片定

6、子铁芯、硅钢片和转子硅钢片（2 2）定子绕组的组成）定子绕组的组成1 1定子绕组是定子绕组是电动机电路的一部分电动机电路的一部分，由绝缘，由绝缘铜线或铝线绕制而成。铜线或铝线绕制而成。中、小型中、小型三相电动机多采用三相电动机多采用圆漆包线圆漆包线大、中型大、中型三相电动机则用较大截面的三相电动机则用较大截面的绝缘绝缘扁铜线或扁铝线扁铜线或扁铝线绕制。绕制。（2 2）定子绕组的组成）定子绕组的组成2 2由三个彼此独立的绕组组成（每个绕组即为一相），通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。在空间彼此相隔120电角度，每相绕组的多个线圈均匀分布嵌放在定子铁芯槽中。定子绕组的3个首端U1、V1、W1和

7、3个末端U2、V2、W2，都通过外壳上的接线盒连接到三相电源上。定子星形接法与三角形接法(a)星形接法 (b)三角形接法 图图1.4 1.4 定子绕组的星形和三角形连接定子绕组的星形和三角形连接4kW以下电以下电机多采用星机多采用星形接法形接法4kW以上电以上电机多采用三角机多采用三角形接法形接法（3 3）外壳）外壳吊环吊环机座机座接线盒接线盒端盖端盖轴承盖轴承盖吊环吊环机座：机座：由铸铁或铸钢浇铸成型，其作用是安装和由铸铁或铸钢浇铸成型，其作用是安装和固定电动机的。机座的外壳一般铸有散热片，具固定电动机的。机座的外壳一般铸有散热片，具有散热功能。有散热功能。端盖：端盖：由铸铁或铸钢浇铸成型，

8、分布在电动机的由铸铁或铸钢浇铸成型，分布在电动机的两端，其作用是把转子固定在定子内腔中心，使两端，其作用是把转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。转子能够在定子中均匀地旋转。轴承盖：轴承盖：由铸铁或铸钢浇铸成型，其作用是固定由铸铁或铸钢浇铸成型，其作用是固定转子，使转子不能轴向移动；另外，还具有存放转子，使转子不能轴向移动；另外，还具有存放润滑油和保护轴承的作用。润滑油和保护轴承的作用。接线盒：接线盒：一般是由铸铁浇铸的，其作用是保护和一般是由铸铁浇铸的，其作用是保护和固定绕组引出线端子。固定绕组引出线端子。吊环：吊环：一般是用铸钢制造，安装在机座的上端，一般是用铸钢制造，安装

9、在机座的上端，用来起吊、搬抬三相电动机。用来起吊、搬抬三相电动机。2 2转子转子作用：作用：产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。组成：组成：转子铁芯、转子绕组、转轴转子铁芯、转子绕组、转轴等。转转轴轴：固定转子铁芯和传递功率（中碳钢）。转转子子铁铁芯芯：磁路的一部分（厚0.5mm的硅钢 片叠成圆柱体），套在转轴上。转子绕组：转子绕组：笼型转子和绕线型转子两种。槽：用于放用于放置转子绕组置转子绕组转子转子铁芯铁芯图图1.5 1.5 笼型转子笼型转子铜条铜条导条导条铜排铜排转子转子导电环导电环导电环导电环铁芯铁芯笼子笼子（1 1）笼型转子（鼠笼式电动机）笼型转子（鼠笼式电动机）图图1.6 1.6 铸铝

10、的笼型转子铸铝的笼型转子铸铝转子风叶风叶风叶风叶转子铁芯转子铁芯槽中浇入铝液并槽中浇入铝液并全部浇注全部浇注铸铝条铸铝条铸铝条铸铝条（2 2）绕线型转子（与定子绕组相似）绕线型转子（与定子绕组相似）图图1.71.7（a a）绕线型转子结构绕线型转子结构 转子铁芯转子铁芯转子三相绕组转子三相绕组集电环集电环转子绕组转子绕组接线头接线头 电刷及刷架电刷及刷架电刷外接线电刷外接线转轴转轴镀锌钢丝箍镀锌钢丝箍绕线型转子绕线型转子（接线）集电环集电环至外电阻至外电阻 电刷电刷转子三相绕组转子三相绕组定子绕组定子绕组图图1.71.7（b b）接线示意图接线示意图 图图1.71.7（c c）提刷装置提刷装置

11、 绕线型转子绕线型转子（启动时用启动时用 ）电刷电刷集电环集电环切断电阻切断电阻3 3其他其他风扇风扇：通风冷却电动机。：通风冷却电动机。定子与转子间的定子与转子间的空气隙空气隙（0.21.5mm）：）：气隙太大，运行时功率因数会降低；气隙太大，运行时功率因数会降低；气隙太小，装配困难，运行不可靠，使附加损气隙太小，装配困难，运行不可靠，使附加损耗增加以及使启动性能变差。耗增加以及使启动性能变差。1.1.2三相异步电动机的基本原理三相异步电动机的基本原理定律定律电磁感应、全电流、电路、电磁力等。电磁感应、全电流、电路、电磁力等。旋转磁场旋转磁场电动机旋转的动力。电动机旋转的动力。基本原理基本原

12、理在在定子定子绕组中，通入三相交流电所绕组中，通入三相交流电所产生的产生的旋转磁场旋转磁场与与转子转子绕组中的绕组中的感应电流感应电流相互作相互作用产生的用产生的电磁力电磁力形成形成电磁转矩电磁转矩，驱动转子转动驱动转子转动，从而使电动机工作。从而使电动机工作。（1 1）三相交流电可产生旋转磁场）三相交流电可产生旋转磁场（2 2）转子转动原理）转子转动原理1旋转磁场旋转磁场2旋转磁场的转向旋转磁场的转向3四极旋转磁场四极旋转磁场4三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理5同步转速同步转速n06“异步异步”、转差和转差率、转差和转差率7电磁转矩电磁转矩T8机械特性曲线机械特性曲线（a）三

13、相交流电可产生旋转磁场）三相交流电可产生旋转磁场（b）电动机转动原理）电动机转动原理图图1.8 1.8 旋转磁场的产生旋转磁场的产生马蹄形磁铁马蹄形磁铁铜框铜框笼型转子笼型转子通电后，通电后，磁针转动磁针转动1 1旋转磁场旋转磁场 图图图图1.9 1.9 1.9 1.9 三相定子绕组及其波形三相定子绕组及其波形三相定子绕组及其波形三相定子绕组及其波形星形连接星形连接三相对称电流波形三相对称电流波形iA=Imsin t参考方向参考方向iB=Imsin（t120）iC=Imsin（t+120）三相电流互成三相电流互成120，相序，相序A-B-C定子三相电流产生的旋转磁场磁场磁场顺时针转顺时针转60

14、o t=0 t=60 t=90 t=180图图图图1.10 1.10 1.10 1.10 三相电流产生的旋转磁场三相电流产生的旋转磁场三相电流产生的旋转磁场三相电流产生的旋转磁场顺时针转顺时针转60o顺时针转顺时针转90o顺时针转顺时针转180o磁场磁场三相对称交流电流，产生三相对称交流电流，产生一对磁极（磁极对数一对磁极（磁极对数p=1）合成的随时间变化的）合成的随时间变化的旋转磁场旋转磁场。当电流当电流经过一个周期的变化经过一个周期的变化（t=0360）时，合成磁场也）时，合成磁场也顺时针方向顺时针方向旋转旋转360的空间角度。的空间角度。图图图图1.111.11改变旋转磁场的转向改变旋转

15、磁场的转向改变旋转磁场的转向改变旋转磁场的转向2 2旋转磁场的转向旋转磁场的转向相序相序A-B-C相序相序A-C-B t=0 t=603 3四极旋转磁场四极旋转磁场图图图图1.12 1.12 1.12 1.12 四极旋转磁场四极旋转磁场四极旋转磁场四极旋转磁场定子绕组分成两部分定子绕组分成两部分定子绕组分成两部分定子绕组分成两部分,绕绕组始端之间相差组始端之间相差602个个N极极2个个N极极转过定子电流电角度的一半转过定子电流电角度的一半电流变化一周，旋转磁场在空间只转了半周电流变化一周，旋转磁场在空间只转了半周旋转磁场的转速与电动机的合成磁极对数有关，且与磁极对数成反比。旋转磁场的转速与电动

16、机的合成磁极对数有关，且与磁极对数成反比。磁极对数磁极对数p=24 4三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理定子绕组通电旋转磁场感应电动势（右手定则）转子感应电流 受电磁力F作用（左手定则）对转轴产生电磁转矩T（顺时针）转子以转速n顺着旋转磁场的方向旋转 同步转速同步转速转子转子感应电流感应电流 旋转磁场旋转磁场定子绕组定子绕组转转子转速感应电动机：感应电动机：电磁感应传递能量电磁感应传递能量5 5同步转速同步转速n0三相交流电产生的旋转磁场的转速三相交流电产生的旋转磁场的转速n0=60f1/p转转/分（分（r/min）p 磁极对数（由三相定子绕组的磁极对数（由三相定子绕组的布置和连

17、接决定）。布置和连接决定）。p=l为为2极；极；p=2为为4极；极；p=3为为6极极f1（Hz）：定子电流频率）：定子电流频率磁极对数磁极对数Pl23456同步转速同步转速n0（r/min）300015001000750600500电动机电动机 p固定，且固定，且f1也固定，则也固定，则n0也是固定的也是固定的6 6“异步异步”、转差和转差率、转差和转差率（1 1）异步电动机转子转速）异步电动机转子转速n不可能达到同步不可能达到同步转速转速n0“异步异步”电动机工作的必电动机工作的必要条件（要条件（nn0）。）。假设假设n=n0，则转子与旋转磁场间无相对运动，则转子与旋转磁场间无相对运动转子导

18、体不再切割磁力线转子导体不再切割磁力线感应电动势、感感应电动势、感应电流和电磁转矩均为零，转子也不能继续以应电流和电磁转矩均为零，转子也不能继续以n n0 0的转速转动。的转速转动。异步电动机的转速异步电动机的转速转差转差电动机的同步转速电动机的同步转速n0与转子的转与转子的转速速n之差。之差。转差率转差率s转差与同步转速转差与同步转速n0的比值的比值 s=(n0n)/n0100%n=(1s)60f1/p（2 2）转差和转差率）转差和转差率电动机启动时电动机启动时n=0，s=1；当当n=n0时（理想空载运行），时（理想空载运行），s=0；稳定运行；稳定运行时，时，n接近接近n0，s很小，一般在

19、很小，一般在2%7%。例：一台四极异步电动机，三相电源频率为例：一台四极异步电动机，三相电源频率为50Hz，额定转差率为额定转差率为0.04，则其在额定运行时转速为，则其在额定运行时转速为n=(1s)60f/p=(10.04)6050/2=1440r/min转差率转差率7 7电磁转矩电磁转矩T T电磁转矩电磁转矩T的产生的产生转子电流转子电流I2在旋转磁场中在旋转磁场中受到电磁阻力的作用：受到电磁阻力的作用：T=kTI2cos 2T（Nm）电动机的电磁转矩；电动机的电磁转矩；（Wb）旋转磁场每极的磁通量；旋转磁场每极的磁通量；I2（A）转子电流的有效值；转子电流的有效值；kT与电动机结构相关的

20、常数；与电动机结构相关的常数；cos 2转子电路的功率因数。转子电路的功率因数。转子电流的有功分量转子电流的有功分量8 8机械特性曲线机械特性曲线（1 1）三相异步电动机的转矩特性）三相异步电动机的转矩特性T=f(s)当定子外加电压当定子外加电压U1和频率和频率f1一定时（磁通量一定时（磁通量基本基本不变），转矩不变），转矩T与转差率与转差率s的关系曲线的关系曲线T=f(s)。（2）三相异步电动机的机械特性）三相异步电动机的机械特性n=f(T)转速与转矩的关系曲线转速与转矩的关系曲线图图1.141.14（1 1）三相异步电动机的转矩特性）三相异步电动机的转矩特性理想空载：理想空载：s=0，n=

21、n0，T=0临界转矩：最大值临界转矩：最大值Tm临界转差率临界转差率Sm额定转矩额定转矩TN启动转矩启动转矩Tst图图1.151.15（2 2）三相异步电动机的机械特性）三相异步电动机的机械特性稳定区稳定区硬特性硬特性硬特性硬特性不稳定区不稳定区在稳定区内某一在稳定区内某一点时，电磁转矩点时，电磁转矩与负载转矩相平与负载转矩相平衡而保持匀速转衡而保持匀速转动。动。自动适应负自动适应负载转矩的变化载转矩的变化不能不能自动适应负载自动适应负载转矩的变化转矩的变化TN：电动机在额定电动机在额定电压电压下，带上额定下，带上额定负载负载，以额，以额定定转速转速运行，输出额定运行，输出额定功率功率时的时的

22、转矩转矩；是电动机是电动机长期持续工作时长期持续工作时轴上输出轴上输出转矩的最转矩的最大值。大值。TN=9550PN/nNPN（kW）异步电动机的额定功率；异步电动机的额定功率；nN（r/min）异步电动机的额定转速；异步电动机的额定转速；TN（Nm）异步电动机的额定转矩。异步电动机的额定转矩。额定转矩额定转矩TNTm：电动机转矩的最大值表示。电动机转矩的最大值表示。“闷车闷车”当负载转矩超过当负载转矩超过Tm时，电动机将带不动负时，电动机将带不动负载而发生停车。此时电动机的电流（载而发生停车。此时电动机的电流（堵转电流堵转电流）立即增）立即增大到额定电流值的大到额定电流值的67倍，将引起电动

23、机严重过热，甚倍，将引起电动机严重过热，甚至烧坏。至烧坏。过载能力过载能力允许电动机短时间接近允许电动机短时间接近Tm过载运行。过载运行。过载系数过载系数最大转矩最大转矩Tm与额定转矩与额定转矩TN之比之比=Tm/TN一般为一般为1.82.2最大转矩（临界转矩）最大转矩（临界转矩）TmTst：电动机在接通电源被启动的最初瞬间，电动机在接通电源被启动的最初瞬间，n=0，s=1时的转矩。时的转矩。启动能力（启动能力（Tst/TN）取取1.32.2为保证电动机能够启动，则为保证电动机能够启动，则TstTL电动机一旦启动，会迅速进入机械特性的稳定区运行。电动机一旦启动，会迅速进入机械特性的稳定区运行。

24、堵转现象：堵转现象：当当TstTL时，电动机无法启动，电流达最大，时，电动机无法启动，电流达最大，造成电动机过热，也会烧坏电动机。造成电动机过热，也会烧坏电动机。启动转矩启动转矩Tst电动机静止时电动机静止时的负载转矩的负载转矩1.1.3三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌应了解电动机铭牌数据的含义。应了解电动机铭牌数据的含义。例：例：Y132M-4Y132M-4型三相异步电动机。型三相异步电动机。表表1.21.2三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌三相异步电动机三相异步电动机型号型号Y132M-4功率功率7.5kW频频率率50Hz电压电压380V电电流流15.4A接法接法转转速速14

25、40r/min绝缘绝缘等等级级B工作方式工作方式连续连续年年月月日日电电机厂机厂1 1型号型号2 2电压及接法电压及接法3 3电流电流4 4功率、功率因数和效率功率、功率因数和效率5 5频率频率6 6转速转速7 7绝缘等级绝缘等级8 8工作方式工作方式9 9防护等级防护等级型号：型号：表示电动机类型、用途和技术特征的代号。表示电动机类型、用途和技术特征的代号。Y132M-4Y三相鼠笼型异步电动机，三相鼠笼型异步电动机，名称代号的意义名称代号的意义；132机座中心高机座中心高132mm；M机座长度代号机座长度代号（L/长机座，长机座，M/中机座，中机座，S/短机座短机座4磁极数（磁极对数磁极数（

26、磁极对数p=2）1 1型号型号大写拼音字母大写拼音字母和数字组成和数字组成表表表表1.3 1.3 1.3 1.3 常用三相异步电动机产品名称代号及汉字意义常用三相异步电动机产品名称代号及汉字意义常用三相异步电动机产品名称代号及汉字意义常用三相异步电动机产品名称代号及汉字意义产 品 名 称新代号（旧代号）汉 字 意 义适 用 场 合鼠鼠笼笼式异步式异步电动电动机机Y，Y-L（J，JO）异步异步一般用途一般用途绕线绕线式异步式异步电动电动机机YR（JR，JRO）异步异步绕线绕线小容量小容量电电源源场场合合防爆型异步防爆型异步电动电动机机YB（JB，JBS）异步异步防爆防爆石油、化工、煤石油、化工、

27、煤矿矿井下井下防爆安全型异步防爆安全型异步电电动动机机YA（JA）异步异步安全安全石油、化工、煤石油、化工、煤矿矿井下井下高启高启动转动转矩异步矩异步电电动动机机YQ（JQ，JQO）异步异步启启动动静静负负荷、荷、惯惯性性较较大大的机器的机器表中表中Y、Y-L系列是新产品。系列是新产品。Y系列定子绕组是铜线，系列定子绕组是铜线，Y-L系列定子绕组是铝线。系列定子绕组是铝线。额定电压额定电压UN：电动机额定运行时，加在定电动机额定运行时，加在定子绕组出线端的线电压。子绕组出线端的线电压。电源电压波动应在电源电压波动应在UN5%范围内。范围内。过高，易烧毁；过低，难启动，可能带不动负载，易烧坏。过

28、高，易烧毁；过低，难启动，可能带不动负载，易烧坏。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、6000V等多种。等多种。2 2电压及接法电压及接法Y系列三相异步电动机的额定电压为380V380V；电动机如标有两种电压值，如电动机如标有两种电压值，如220/380V，则则电源电压电源电压220V时，电动机作时，电动机作三角形三角形连接；连接；电源电压电源电压380V时，电动机作时，电动机作星形星形连接。连接。通通常常，Y系系列列4kW以以上上的的三三相相异异步步电电动动机机运运行行时时均均采用三角形接法，以便于采用采用三角形接法，以便于采用Y-换接启动。换接启动。电

29、压接法电压接法铭牌上的接法：铭牌上的接法：指电动机在额定运指电动机在额定运行时定子绕组的连接方式行时定子绕组的连接方式额定电流额定电流IN：电动机在额定运行时，定子电动机在额定运行时，定子绕组中的线电流。绕组中的线电流。若若超过额定电流（过载）运行，三相电超过额定电流（过载）运行，三相电动机就会过热乃至烧毁。动机就会过热乃至烧毁。3 3电流电流额定功率额定功率PN：电动机在额定运行状态下，其轴电动机在额定运行状态下，其轴上输出的机械功率。上输出的机械功率。对电源来说电动机为三相对称负载，则对电源来说电动机为三相对称负载，则电动机的输入功率电动机的输入功率：P1N=UNINcos 功率因数功率因

30、数cos：定子相电压与相电流相位差定子相电压与相电流相位差的余弦。的余弦。电动机的效率：电动机的效率：=PN/P1N100%通常，电动机额定运行时的效率约为通常，电动机额定运行时的效率约为72%93%。4 4功率、功率因数和效率功率、功率因数和效率鼠鼠笼笼式式异异步步电电动动机机在在空空载载或或轻轻载载时时的的cos 很低，约为很低，约为0.20.3。TLcos 迅迅速速（额额定定运运行行时时为为0.70.9）。为提高电路的功率因数，要尽量避免电动机轻载或空载运行。必必须须正正确确选选择择电电动动机机的的容容量量，防防止止“大大马马拉拉小小车车”，并并力力求求缩缩短短空空载运行时间载运行时间。

31、尽量避免电动机轻载或空载运行额定频率额定频率f1或或fN：定子绕组外加的电源频定子绕组外加的电源频率。率。我国电网的频率（工频）为我国电网的频率（工频）为50Hz。5 5频率频率额定额定nN：指电动机在额定电压、额定频率指电动机在额定电压、额定频率及输出额定功率时的转速。及输出额定功率时的转速。可根据额定转速可根据额定转速判断判断出电动机的出电动机的磁极对数磁极对数：由于额定状态下由于额定状态下sN很小，很小，nN和和n0相差很小。相差很小。例，若例，若nN=1440r/min，则其，则其n0应为应为1500r/min，从而推断出磁极对从而推断出磁极对p=2。6 6转速转速7 7绝缘等级绝缘等

32、级根据电动机绕组所用的绝缘材料、按使用时的最高根据电动机绕组所用的绝缘材料、按使用时的最高允许温度而划分的不同等级。允许温度而划分的不同等级。表表1.4 1.4 常用绝缘材料的等级及其最高允许温度常用绝缘材料的等级及其最高允许温度绝绝 缘缘 等等 级级AEBFHC最高允许温度最高允许温度（C）105120130155180180上述最高允许温度为环境温度（上述最高允许温度为环境温度（40C）和允许温升之和。）和允许温升之和。（1）连续工作方式）连续工作方式S1额定状态下可长期连续工作。如机床，水泵，通额定状态下可长期连续工作。如机床，水泵，通风机等设备所用的异步电动机。风机等设备所用的异步电动

33、机。（2）短时工作）短时工作S2额定情况下，持续运行时间不允许超过规定的时限，额定情况下，持续运行时间不允许超过规定的时限，否则会使电动机过热。短时工作分为否则会使电动机过热。短时工作分为10，30，60，90（分钟）等（分钟）等4种。种。（3）断续工作）断续工作S3可按与系列相同的工作周期、以间歇方式运行。如可按与系列相同的工作周期、以间歇方式运行。如吊车、起重机等。吊车、起重机等。8 8工作方式工作方式对电动机在铭牌规定的技术条件下持对电动机在铭牌规定的技术条件下持续运行时间的限制，以保证电动机的续运行时间的限制，以保证电动机的温升不超过允许值。温升不超过允许值。IP：指外壳防护型电动机的

34、分级。指外壳防护型电动机的分级。数字表示电动机防固体和防水能力，数字数字表示电动机防固体和防水能力，数字越大，防护能力越强。越大，防护能力越强。如：如：IP44“4”表示电机能防止直径或表示电机能防止直径或厚度大于厚度大于1mm的固体进入电机内壳；的固体进入电机内壳；“4”表示能表示能承受任何方向的溅水。承受任何方向的溅水。9 9防护等级防护等级1.2 1.2 三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择三相异步电动机的选择是否合理，对三相异步电动机的选择是否合理，对电气设备是否电气设备是否运行安全运行安全和具有良好的和具有良好的经济、经济、技术指标技术指标有很大影响。有很大影响。在选择电动机时，

35、应根据电源类型、在选择电动机时，应根据电源类型、生产机械对拖动性能的需要，合理选择其生产机械对拖动性能的需要，合理选择其功率、种类和型号等。功率、种类和型号等。1 1种类和结构的选择种类和结构的选择2 2功率（即容量）的选择功率（即容量）的选择3 3电压的选择电压的选择4 4转速的选择转速的选择1 1种类和结构的选择种类和结构的选择根据电源类型、机械特性、调速与启动特性、维根据电源类型、机械特性、调速与启动特性、维护及价格等方面来选择电动机。护及价格等方面来选择电动机。电动机种类电动机种类主要性能特点主要性能特点典型生产机械举例典型生产机械举例交流交流异步异步电动电动机机笼笼式式普通普通笼笼式

36、式机械特性硬、启机械特性硬、启动转动转矩不矩不大、大、调调速速时时需要需要调调速速设设调调速性能要求不高的各种机床、水速性能要求不高的各种机床、水泵泵、通、通风风机机高启高启动动转转矩矩启启动转动转矩大矩大带带冲冲击击性性负载负载的机械，如剪床、冲床、的机械，如剪床、冲床、锻锻压压机；静止机；静止负载负载或或惯惯性性负载较负载较大的机械，大的机械，如如压缩压缩机、粉碎机、小型起重机机、粉碎机、小型起重机多速多速有几有几挡转挡转速（速（24速）速）要求有要求有级调级调速的机床、速的机床、电电梯、冷却塔等梯、冷却塔等绕线绕线式式机械特性硬（机械特性硬（转转子串子串电电阻阻后后变软变软）、启）、启动

37、转动转矩大、矩大、调调速方法多、速方法多、调调速性能及速性能及启启动动性性要求有一定要求有一定调调速范速范围围、调调速性能速性能较较好的生好的生产产机械，如机械，如桥桥式起重机；启式起重机；启动动、制、制动频动频繁繁且且对对启启动动、制、制动转动转矩要求高的生矩要求高的生产产机械机械表表1.51.5 电动机的主要种类、性能特点及典型应用实例电动机的主要种类、性能特点及典型应用实例 机械特性机械特性（调速范围、调速的平滑性、经济（调速范围、调速的平滑性、经济性等）应与所拖动的性等）应与所拖动的生产机械的机械特性相匹配生产机械的机械特性相匹配；优先笼型电动机。优先笼型电动机。启动性能启动性能应满足

38、生产机械对电动机启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求，还应注意电网容量对电动机启动电流的的要求，还应注意电网容量对电动机启动电流的限制。限制。启动、制动频繁且具有较大启动转矩、制启动、制动频繁且具有较大启动转矩、制动转矩和小范围调速要求的，可选用绕线转子电动转矩和小范围调速要求的，可选用绕线转子电动机，如起重机、锻压机、卷扬机等设备。动机，如起重机、锻压机、卷扬机等设备。电动机的结构形式电动机的结构形式应适应周围环境条件的要应适应周围环境条件的要求。求。表表表表1.61.61.61.6 电动机结构形式的特点及应用场合电动机结构形式的特点及应用场合电动机结构形式的特点及应用场合电动机结构

39、形式的特点及应用场合电动机的安装形式有立式和卧式两种，带底座的通常为卧式电动机。电动机的安装形式有立式和卧式两种，带底座的通常为卧式电动机。结 构 形 式特 点适 用 场 合开起式开起式结结构上无防构上无防护护装置，通装置，通风风良好良好干燥、无干燥、无尘尘的的场场合合防防护护式式机壳或端盖下有通机壳或端盖下有通风风罩，可防罩，可防杂杂物掉入物掉入一般一般场场合合封封闭闭式式外壳外壳严严密封密封闭闭，电动电动机靠自身机靠自身风风扇或外部扇或外部风风扇冷却，并扇冷却，并带带散散热热片片潮湿、多灰潮湿、多灰尘尘或酸性或酸性气体气体场场合合防爆式防爆式整个整个电动电动机机严严密封密封闭闭有爆炸性气体

40、的有爆炸性气体的场场合合必须与生产机械的必须与生产机械的负载大小负载大小相匹配，还要考相匹配，还要考虑生产机械的虑生产机械的工作性质与其持续、间断的规工作性质与其持续、间断的规律律相适应。相适应。对连续运行的电动机，要先算出生产机械的功率，对连续运行的电动机，要先算出生产机械的功率，使所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械使所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械功率即可。功率即可。对短时运行的电动机，可根据过载系数对短时运行的电动机，可根据过载系数来选择功来选择功率。电动机的额定功率可以是生产机械所要求功率。电动机的额定功率可以是生产机械所要求功率的率的1/。2 2功率（即容量）的选择功率

41、（即容量）的选择根据电动机根据电动机类型、功率类型、功率及使用地点的及使用地点的电源电电源电压等级压等级来决定。来决定。我国的交流供电电源，低压通常为我国的交流供电电源，低压通常为380V，高压通常，高压通常为为3kV、6kV或或10kV。*中等功率（约中等功率（约200kW）以下的交流电动机，额定电）以下的交流电动机，额定电压一般为压一般为380V；*大容量的电动机（大于大容量的电动机（大于100kW）在允许条件下一般）在允许条件下一般选用选用3kV或或6k的高压电动机；的高压电动机；*小容量的小容量的Y系列笼型电动机电压只有系列笼型电动机电压只有380V一个等级。一个等级。3 3电压的选择

42、电压的选择在选择电动机的额定转速时，应综合电动机在选择电动机的额定转速时，应综合电动机和生产机械两方面的因素来确定。和生产机械两方面的因素来确定。因为：电动机(PN 同)nN越高，体积越小，造价越低，也越高；高nN的cos也高。若要求低nN，则要增加一套传动比高、体积较大的减速传动装置。4 4转速的选择转速的选择 不调速的高、中速生产机械不调速的高、中速生产机械（如泵、鼓风（如泵、鼓风机）机）选择相应额定转速的电动机。选择相应额定转速的电动机。不调速的低速生产机械不调速的低速生产机械（如球磨机、粉碎机）（如球磨机、粉碎机）选用相应的低速电动机或者传动比较小的减选用相应的低速电动机或者传动比较小

43、的减速机构。速机构。经常启动、制动和反转的生产机械经常启动、制动和反转的生产机械主要考虑缩短启、制动时间（主要考虑缩短启、制动时间（取决于电动机的飞取决于电动机的飞轮矩和额定转速，应选择较小的飞轮矩和额定转轮矩和额定转速，应选择较小的飞轮矩和额定转速）速）以提高生产率。以提高生产率。调速性能要求不高的调速性能要求不高的多速电动机或额多速电动机或额定转速稍高配以减速机构；或用电气调速的电动定转速稍高配以减速机构；或用电气调速的电动机拖动系统。机拖动系统。对调速性能要求较高的生产机械对调速性能要求较高的生产机械使电使电动机的最高转速与生产机械的最高转速相适应，动机的最高转速与生产机械的最高转速相适

44、应，直接采用电气调速。直接采用电气调速。例例1.1有有一一台台异异步步电电动动机机的的技技术术数数据据为为：额额定定功功率率PN=40kW，形形连连接接（额额定定电电压压UN=380V），额额定定转转速速nN=1470r/min，额额定定工工作作时时的的效效率率=90%，定定子子功功率率因因数数cos=0.85，启启动动能能力力Tst/TN=1.2，过过载载系数系数=2.0，工频，工频f1=50Hz，启动电流比，启动电流比Ist/IN=7.0。试求：（试求：（1）极对数）极对数p；（2）额定转差率）额定转差率sN；（3）额定转矩）额定转矩TN；（4）最大转矩）最大转矩Tm；（5）直接启动转矩）

45、直接启动转矩Tst；（；（6）额定电流）额定电流IN；（7）直接启动电流）直接启动电流Ist。解：（解：（1）求极对数）求极对数p由于电动机的额定转速略小于旋转磁场的同由于电动机的额定转速略小于旋转磁场的同步转速步转速no，因此，可根据，因此，可根据nN=1470r/min判断其同步判断其同步转速转速no=1500r/min，故得：，故得：p=60f1/no=6050/1500=2（2）求额定转差率）求额定转差率sNsN=(n0nN)/n0100%=(1500-1470)/1500100%=2%（3）求额定转矩）求额定转矩TNTN=9550PN/Nn=955040/1470Nm=259.9Nm

46、（4）求最大转矩）求最大转矩TmTm=TN=2259.9Nm=519.8Nm（5）求直接启动转矩）求直接启动转矩TstTst=1.2TN=1.2259.9Nm=311.9Nm（6）求额定电流）求额定电流IN电动机的额定输入功率电动机的额定输入功率P1N=PN/=UNINcos IN=PN/UNcos=40103/3800.90.85A=79.5A（7）求直接启动电流）求直接启动电流IstIst=7.0IN=7.079.5A=556.5A1 1三相异步电动机的安装三相异步电动机的安装2 2三相异步电动机电气部分的接线三相异步电动机电气部分的接线3 3三相异步电动机电气部分的使用注三相异步电动机电

47、气部分的使用注意事项意事项1.3 1.3 三相异步电动机的安装与使用三相异步电动机的安装与使用1 1三相异步电动机的安装三相异步电动机的安装包括电动机包括电动机基础的制作基础的制作和电动机的和电动机的安装安装。电动机基础的制作：电动机基础的制作：选好安装地点选好安装地点（在干燥、（在干燥、防雨、通风散热条件好、便于操作、维护、检修防雨、通风散热条件好、便于操作、维护、检修的地方），的地方），确定好基础形式确定好基础形式（永久性、流动性（永久性、流动性和临时性和临时性3种），根据实际需要来选择。种），根据实际需要来选择。电动机一定要电动机一定要固定牢固，不能松动固定牢固，不能松动。图图1.16

48、1.16 电动机的固定与接线电动机的固定与接线定子绕组由三相对称定子绕组由三相对称绕组构成：绕组构成：首端（首端（U1、V1、W1），），尾端（尾端（U2、V2、W2）。）。2 2三相异步电动机电气部分的接线三相异步电动机电气部分的接线同绕组错开同绕组错开尾端尾端首端首端同绕组错开同绕组错开接线盒接线盒用万用表判断同一相绕组的两个线头。用万用表判断同一相绕组的两个线头。万用表表笔不动，另一支表笔依次接其他万用表表笔不动，另一支表笔依次接其他5个线个线头，若阻值很小，则表明此时两支表笔接的两个头，若阻值很小，则表明此时两支表笔接的两个线头同属同一相绕组。线头同属同一相绕组。同理同理第第1个绕组个

49、绕组l、4，第，第2个绕组个绕组2、5，第，第3个个绕组绕组3、6。用交流电源和万用表判断绕组的首尾端的方法用交流电源和万用表判断绕组的首尾端的方法用万用表的交流电压挡测绕组的联接用万用表的交流电压挡测绕组的联接1 1 前提前提：指定：指定2 2端为首端，端为首端，1 1、4 4端接万用表的端接万用表的交流电压挡交流电压挡图图1.17 1.17 判断绕组首尾端方案判断绕组首尾端方案1 1首尾相接首尾相接3为首端为首端小读数小读数大读数大读数首首相接首首相接3为尾端为尾端用万用表的交流电压挡测绕组的联接用万用表的交流电压挡测绕组的联接2前提前提：指定：指定2端为首端，端为首端，3、6端接万用表的

50、端接万用表的交流电压挡交流电压挡1为尾端为尾端图图1.18判断绕组首尾端方案判断绕组首尾端方案21为首端为首端小读数小读数大读数大读数实际实际负载配套负载配套要按要按铭牌铭牌所载电压、频率、功率、所载电压、频率、功率、转速等规格使用。转速等规格使用。经常进行外部机械检查经常进行外部机械检查，注意检查各部件是否，注意检查各部件是否完好、螺丝是否松动及轴承的润滑情况。完好、螺丝是否松动及轴承的润滑情况。使用前要用使用前要用500V兆欧表检查电动机的绝缘情况，兆欧表检查电动机的绝缘情况，绝缘电阻值大于绝缘电阻值大于0.5M 后方能使用后方能使用，低于，低于0.5M 时时要作烘干处理，电动机应在要作烘