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1、1.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。,2.理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握起动和 反转的基本方法,了解调速和制动的方法。,3.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。,第7章 电动机,本章要求：,第7章 电动机,7.5 三相异步电动机的使用,7.2 三相异步电动机的结构与工作原理,7.3 三相异步电动机的电路分析,7.4 三相异步电动机的机械特性,7.1 概述,7.1 概述,电机：是实现能量转换和信号转换的电磁装置。,例如：,控制电机，实现信号的转换,动力电机，实现能量的转换,交流电动机,电动机,直流电动机,他励、异励、串励、复励,电动机的分类,7.2 三相异步电动机的结构与工
2、作原理,一、三相异步机的结构,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：,鼠笼式：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。,绕线式：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。,e方向用右手定则确定,f方向用左手定则确定,磁场旋转,二、三相异步电动机的工作原理,磁极旋转,导线切割磁力线产生感应电动势,导线长,切割速度,（右手定则）,2.线圈比磁场转得慢,1、旋转磁场的产生,A,Y,C,B,Z,()电流出,()电流入,X,合成磁场方向：向下,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极,三相电流合成磁场的分布,2、旋转方向：取决于三相电流的相序。,改变电机的旋转方
3、向：换接其中两相。,3、旋转磁场的转速大小,一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,电流频率为 f，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：,同步转速,极对数（P）的概念,极对数（P）的改变,将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。,极对数,极对数和转速的关系,旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系,电动机转速和旋转磁场同步转速的关系,电动机转速（额定转速）:,提示：如果,转差率 的概念：,异步电机运行中:,转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。,转子感生电流的频率：,例：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定 转速n=960r/min。求
4、：转差率s，转子电动势的频率f2,同步转速：,转差率：,一、三相异步电动机的“电磁”关系,7.3 三相异步电动机的电路分析,定子电路,转子电路,设：,则：,定子边：,转子边：,R2:转子绕组电阻 X2：转子绕组电抗,f2：转子感应电动势的频率N2：转子线圈匝数,取决于转子和旋转磁场的相对速度,因为：,电动机起动时,转子电流,转子功率因数,结论：转子转动时，转 子电路中的各量均与转 差率 s有关，即与转速 n有关。,例：三相异步电动机，p=2，n=1440 r/min，转子R2=0.02，X20=0.08，E20=20V，f1=50Hz。,启动时I2（st）,额定转速下的I2（N）,s=1,电磁
5、转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。,常数,每极磁通,转子电流,转子电路的,一、转矩公式,（牛顿米）,7.4 三相异步电动机的机械特性,得到转矩公式,由公式可知,1.T 与定子每相绕组电压 成正比。U 1 T,2.当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。,3.R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2，从而改变转距。,二、机械特性曲线,机械特性曲线,启动：,TstTL(负载转矩)，电机启动,转速n，转矩T,c,c点：转矩达最大Tm，转速n继续，T，沿cb走,b,b点：T=TL，转速n不再上升，稳定运行,若TL，暂时T
6、 TL,n s I2 T n,电动机的自适应负载能力,s=0,s=1,机械特性和电路参数的关系,结论：,和转子电阻的关系,机械特性的软硬,硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起 动特性好。,不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。,1、三个重要转矩,n1,T,n,（牛顿米）,千瓦,转/分,如果 电机将会因带不动负载而停转。,求解,过载系数：,三相异步机,n1,T,n,例：三相异步电动机，额定功率PN=10kW，额定转速nN=1450r/min，启动能力Tst/TN=1.2，过载系数=1.8。,（1）额定转
7、矩TN,（2）启动转矩Tst,（3）最大转矩Tm,7.5 三相异步电动机的使用,一、三相异步机铭牌与技术数据,1.型号 Y 132M4,异步电动机产品名称代号,转差率,3.联接方式：Y/接法,4.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.,说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5。,例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；当线电压为220V时采用接法。,5.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。,如：,表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。,6.额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率
8、（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的 关系为：,其中,额定负载时一般为0.7 0.9，空载时功率因数很低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。,注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。,7.功率因数(cos1)：,P2,PN,cos1,例:,1),解:,一台Y225M-4型的三相异步电 动机，定子绕组型联结，其额定数据为：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：1)额定电流IN?2)额定转差率sN?3)额定转矩 TN、最大转矩Tma
9、x、和起动转矩TN？,2）由nN=1480r/min，可知 p=2（四极电动机）,3）,二、三相异步机的起动,三相异步机的起动方法：,（1）直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。,（3）转子串电阻起动。,1、Y 起动：,设：电机每相阻抗为,例:三相异步电动机，电源电压=380V，三相定子绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动电流Ist/IN=7，求：（1）接法时的启动电流Ist（2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y,（1）Ist=7 IN=720=140A,解：,（2）,Ist Y=Ist/3=140/3=47A,2、自耦调压起动：,利用自耦调压器，降低电动机起动时的定子
10、电压。,适用于定子绕组为星接的大容量电动机。,3,方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。,三、三相异步电动机的正、反转,制动方法：1.抱闸：加机械抱闸,四、三相异步电动机的制动,2.反接制动：停车时，将电动机接电源的意两相反接，使电动机由原来的旋转方向反过来，以达制动的目的。,1 变频调速(无级调速),频率调节范围：0.5几百赫兹,五、三相异步电动机的调速,2 变极调速(有级调速),P=2,P=1,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，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。,3 变转差率调速(无级调速),变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、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提升、起重设备中。,
