電工學(xué)課件--第七章__電動(dòng)機(jī)第1頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理和基本構(gòu)造轉(zhuǎn)動(dòng)原理基本構(gòu)造返回第2頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)按交流電的相數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)單相相異步電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)第3頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、轉(zhuǎn)動(dòng)原理nn1

F⊙Fn1=0,磁場(chǎng)靜止，轉(zhuǎn)子不能感應(yīng)電流，導(dǎo)體靜止。n1≠0，磁場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。異步電動(dòng)機(jī)要轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，要有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，同時(shí)轉(zhuǎn)子電路必須閉合。改變磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電流，在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，方向與磁場(chǎng)方向一致。SN左通力右生電第4頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回二、基本構(gòu)造異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。1.定子定子是異步電動(dòng)機(jī)固定不動(dòng)的部分。由機(jī)座、定子鐵心、定子三相繞組組成。定子鐵心安裝在機(jī)座內(nèi)，由硅鋼片疊成。定子三相繞組嵌在定子鐵心的槽內(nèi)，三相繞組的始端和末端分別接到電動(dòng)機(jī)出線(xiàn)盒的接線(xiàn)柱上，這樣可以根據(jù)需要將三相繞組接或△接，使電動(dòng)機(jī)使用于兩種不同的工作電壓。第5頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回定子接線(xiàn)端的連接U1V1W1W2U2V2CABZXY接△接去掉W2、U2、V2短接片后，變?yōu)閅型連接第6頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的部分。由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組組成。轉(zhuǎn)子繞組可分為鼠籠式和繞組式兩種。轉(zhuǎn)子鐵心仍由硅鋼片疊成。鼠籠式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)穿入金屬導(dǎo)體，兩端裝上銅環(huán)將所有的金屬導(dǎo)體短接，自成閉合路徑。繞組式與定子繞組相同，但三相繞組都是接。三個(gè)出線(xiàn)端通過(guò)電動(dòng)機(jī)軸上的銅環(huán)與電刷引到電動(dòng)機(jī)的外部。返回第7頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)原理轉(zhuǎn)差率第8頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生定子三相繞組對(duì)稱(chēng)，且空間上互差120°，接成

形。UVWXYZABCYZXiAiCiB第9頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回

iA=Imsinωt

iB=Imsin(ωt－120°)

iC=Imsin

(ωt-240°)對(duì)稱(chēng)三相電流ωtiiAiBiC波形如圖規(guī)定電流正方向由始端向末端，實(shí)際流入時(shí)用

表示，實(shí)際流出時(shí)用⊙表示。第10頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回ωtiiAiBiC0120°240°60°A⊙

⊙BCYXZN

SA○

○⊙BCYXZN

S

⊙A⊙

⊙BCYXZN

S180°A⊙

⊙BCYXZN

Sωt=0°iA=0iB<0iC>0A⊙

⊙BCYXZ

S

Nn1對(duì)稱(chēng)三相繞組，送入對(duì)稱(chēng)三相電流，一定產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。ωt=60°iA>0iB<0iC=0ωt=120°iA>0iB=0iC<0ωt=180°iA=0iB>0iC<0ωt=240°iA<0iB>0iC=0第11頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序一致。電流的相序：A－B－C電流的相序：B－A－Cn1n1改變電流相序，即任意對(duì)調(diào)電源的兩根火線(xiàn)，可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。第12頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速○○○定子每相一個(gè)線(xiàn)圈，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為二極。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)

P=1

電流變化一周，磁場(chǎng)也旋轉(zhuǎn)一周。磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1=60f1(r/min)

○○○定子每相二個(gè)線(xiàn)圈，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為四極。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)

P=2

電流變化一周，磁場(chǎng)也旋轉(zhuǎn)0.5周。磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1=60f1/2(r/min)

第13頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回改變定子繞組的接線(xiàn)方式，可以改變異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1與電動(dòng)機(jī)的極數(shù)P成反比，與交流電的頻率f成正比。

二、轉(zhuǎn)動(dòng)原理對(duì)稱(chēng)三相電源定子對(duì)稱(chēng)三相繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)n1nP234n1150010007501極對(duì)數(shù)=2極第14頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回三、轉(zhuǎn)差率異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上的，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1（又叫做同步轉(zhuǎn)速）不能相等。即n≠n1其相差的程度用轉(zhuǎn)差率s來(lái)表示。轉(zhuǎn)差率s

是異步電動(dòng)機(jī)重要的參數(shù)之一。

s≈0.02～0.06異步電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)的瞬間，n=0,s=1第15頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回例：某三相異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN=980r/min，接在f

1=50Hz的電源上運(yùn)行。試求在額定狀態(tài)下,定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度n1、磁極對(duì)數(shù)P、額定轉(zhuǎn)差率s。解：∵一般額定轉(zhuǎn)差率為0.02～0.06∴n≈n1第16頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁

轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性轉(zhuǎn)矩平衡電磁轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性第17頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為電磁轉(zhuǎn)矩T，它是一個(gè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。作用在電動(dòng)機(jī)軸上的各種機(jī)械轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，它是一個(gè)阻礙轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于阻礙轉(zhuǎn)矩。即：T=TL

（轉(zhuǎn)矩平衡方程）若T<TL

電動(dòng)機(jī)減速若T>TL

電動(dòng)機(jī)加速第18頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回二、電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生的。因此電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每級(jí)主磁通Φ、轉(zhuǎn)子電流I2有關(guān)。即：

T∝ΦI2

轉(zhuǎn)子電流I2由轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2產(chǎn)生。?2、?2之間的相位差角為φ2，cosφ2是轉(zhuǎn)子功率因數(shù)。所以，電磁轉(zhuǎn)矩T與Φ和轉(zhuǎn)子電流I2的有功分量I2cosφ2成正比。即：

T=KTΦm

I2cosφ2

KT是決定于電動(dòng)機(jī)的常數(shù)。第19頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回1.定子電路三相電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器相類(lèi)似，定子相當(dāng)與變壓器原邊，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于副邊。以一相為例：u1

i1i2e1f1e2f2Z1N1Z2N2定子每相繞組磁通Φ=Φmsinωte1=-N1dΦ/dt忽略u(píng)Z、eσ1，則

u1≈-e1

U≈

－?·U1≈E1=4.44f1N1Φm

f1=Pn1/60第20頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回2.轉(zhuǎn)子電路e2=-N2dΦ/dtE2=4.44f2N2Φm

f2=p（n1-n）/60

f2為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)或轉(zhuǎn)子電流的頻率，因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為n1，定子與轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為n。則有：=s·f1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間n=0,s=1

f2=f20=Pn1/60=f1E20=4.44f1N2ΦmE2=4.44s

f1N2ΦmE2=sE20第21頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回轉(zhuǎn)子電路呈感性Z2=R2+X2式中漏磁感抗X2=2πf2LS2=2πsf1LS2s=1,X20=2πf1LS2X2=sX20轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子功率因數(shù)第22頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回轉(zhuǎn)子電路的各物理量都與轉(zhuǎn)差率有關(guān)，即與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)。I2、cosφ2與s

的關(guān)系如曲線(xiàn)所示I2cosφ211scosφ2起動(dòng)時(shí)，s=1，n=0起動(dòng)時(shí)，I2很大,cosφ2很低I2n↓→s↑→I2↑第23頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回T=KTΦ

I2cosφ2U1=4.44f1N1ΦmE20=4.44f1N2ΦmΦm∝U1

Φm∝E20

利用導(dǎo)數(shù)可求得sm=R2/X20

Tmax=KU12/2X20第24頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回當(dāng)K、U1、R2、X20、一定的條件下，把T=f(s)曲線(xiàn)稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩特性曲線(xiàn)。如圖：TTmax1ssms較小，0<s<sm，

s↑T↑s較大，sm<s<1，

s↑T↓將Tmax對(duì)應(yīng)的sm稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)差率.二、自然機(jī)械特性1.轉(zhuǎn)矩特性第25頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與定子相電壓U12成正比。當(dāng)電源電壓有所變動(dòng)時(shí)，對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩影響很大。T

Tmax1ssm

Tmax’U1U1’U1

>U1’T∝U2Sm與U1無(wú)關(guān)U1↓→T↓→n↓→s↑→I2↑→I1↑電壓不足，會(huì)造成電流增大，電機(jī)發(fā)熱。0<s<sm電動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，sm<s<1電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。第26頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回臨界轉(zhuǎn)差率sm與R2成正比。最大轉(zhuǎn)矩Tmax與R2無(wú)關(guān)。R2’<R2”T

Tmax1ssm’

R2’R2”sm”2.機(jī)械特性在電源電壓U1不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n和電磁轉(zhuǎn)矩T間的關(guān)系稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。第27頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、機(jī)械特性在電源電壓U1不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n和電磁轉(zhuǎn)矩T間的關(guān)系稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。第28頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回n=f(T)機(jī)械特性曲線(xiàn)可由轉(zhuǎn)矩特性曲線(xiàn)得來(lái)：TstTNnNnTmax

Tn1ABCnmn>nm(AB段）：為穩(wěn)定工作區(qū)（s較小），具有硬特性，即電動(dòng)機(jī)具有自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載能力。TL↑→T＜TL→n↓→s↑→T↑→T=TL0<n<nm(BC段）：為不穩(wěn)定工作區(qū).第29頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回異步電動(dòng)機(jī)T－n曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)著三個(gè)特定轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)矩TN：在額定電壓下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于額定功率PN時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為額定轉(zhuǎn)矩。對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為額定轉(zhuǎn)速nN。最大轉(zhuǎn)矩Tmax：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的最大值。KWr/minN·m當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL>Tmax時(shí)，電動(dòng)機(jī)將發(fā)生悶車(chē)停轉(zhuǎn)。定子電流急劇升高，電動(dòng)機(jī)過(guò)熱導(dǎo)致燒毀。稱(chēng)最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值λ為過(guò)載系數(shù)。第30頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一般，過(guò)載系數(shù)λm為1.8～2.2。λm也表示短時(shí)允許過(guò)載能力。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst：電動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)n=0,s=1時(shí)的轉(zhuǎn)矩。由s=1可得Tst∝U12Tst與R2有關(guān)當(dāng)U1減小時(shí)，Tst減小，當(dāng)R2適當(dāng)增大時(shí)，Tst會(huì)增大轉(zhuǎn)子電阻第31頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回起動(dòng)能力λS=一般Tst=(1～2.2)TN。只有當(dāng)TL<Tst時(shí)電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。否則會(huì)發(fā)生“堵轉(zhuǎn)”，此時(shí)電流I1I2都很大。I2與s

的關(guān)系如曲線(xiàn)所示I211s起動(dòng)時(shí)，s=1，n=0起動(dòng)時(shí)，I2很大,I2n↓→s↑→I2↑第32頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回Tst”TnTst’U1’<U1”U1’U1”Tst”TnTst’R2’<R2”R2’R2”TST∝U2U↓，TST↓U↓，TMAX↓R2↓，TST↓R2↓，TMAX不變?nèi)?、人工機(jī)械特性第33頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),電源電壓U1=220V,f1=50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN=1425r/min，轉(zhuǎn)子電路的電阻R2=0.03Ω，感抗X20=0.09Ω，磁極對(duì)數(shù)P=2，E1/E20=11。求:(1)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間的E20，f20，I20，cosφ20，(2)轉(zhuǎn)子達(dá)額定轉(zhuǎn)速nN時(shí)的E2，f2，I2，cosφ2。

U1≈E1=220VE20=E1/11=20V起動(dòng)瞬間

f20=f1=50HZ返回解：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為nNn1=

60

f1/P=1500r/minSN=(n1－nN)/nN=0.05E2=sE20=1Vf2=sf20=2.5HzX2=sX20=0.0045Ω第34頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回

例：一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)矩TN=65.9N·m，額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min，起動(dòng)能力為1.4，過(guò)載系數(shù)為2.0，求Tmax、Tst、

PN。解：

λS=Tst=1.4×65.9=92.9N·m第35頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的使用起動(dòng)反轉(zhuǎn)制動(dòng)調(diào)速返回第36頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)接通電源后從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)程叫起動(dòng)。1.起動(dòng)性能要求有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

,否則電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)

Tst>TL

滿(mǎn)足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下，起動(dòng)電流Ist越小越好一般Ist=(5～7)IN，由于起動(dòng)時(shí)間短，電機(jī)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但過(guò)大的電流會(huì)造成電網(wǎng)電壓降落增大，影響其它設(shè)備正常工作。第37頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回2.起動(dòng)方法全壓起動(dòng)（直接起動(dòng)）全壓起動(dòng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、但I(xiàn)st較大。適用于PN≤10KW的中小型電動(dòng)機(jī)，或者電動(dòng)機(jī)功率小于變壓器容量的20%，同時(shí)電網(wǎng)電壓下降不超過(guò)5%。降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)即起動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，再將定子繞組上的電壓恢復(fù)到額定值。由于加到定子繞組上的電壓U1下降，所以起動(dòng)電流下降，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也下降。因此降壓起動(dòng)適用于輕載或空載起動(dòng)。第38頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回常用的降壓起動(dòng)方法：

－△換接起動(dòng)△形運(yùn)行

形起動(dòng)這種方法只適用于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)△形連接的電動(dòng)機(jī)。當(dāng)S2接起動(dòng)端時(shí)，定子三相繞組接。起動(dòng)電流（線(xiàn)電流）Ist

=UP/z當(dāng)S2接運(yùn)行端時(shí)，定子三相繞組△接。起動(dòng)電流（線(xiàn)電流）Ist△=第39頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Ist

/

Ist△=1/3△接起動(dòng)電流是接起動(dòng)電流的三倍。利用－△換接起動(dòng)時(shí)，電源供給電流可下降三倍。

△又因?yàn)樗訲st

/

Tst△=1/3△接起動(dòng)定子繞組相電壓是接起動(dòng)的倍。利用－△換接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降三倍。返回第40頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Y-connection:400V;50Hz;Υ

-connection:230V;50Hz;

電機(jī)的接線(xiàn)方式第41頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電機(jī)的接線(xiàn)方式Y(jié)connection

connection啟動(dòng)電壓400V啟動(dòng)電壓230V第42頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為30KW，額定轉(zhuǎn)速為1470r/min，△連接，在額定負(fù)載下運(yùn)行線(xiàn)電流為57.5A，Tst/TN=1.2，Ist/IN=7，試求：(1)用－△換接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流；(2)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的60%和25%時(shí)，用－△換接起動(dòng)是否可以？起動(dòng)電流Ist=7IN=7×57.5A=402.5A－△換接起動(dòng)時(shí)Tst

=Tst△/3=1.2×194.9÷3=77.96N·mIst

=Ist△/3=402.5÷3=134.17ATN=9550×30÷1470=194.9N·m

TL=0.6TN=0.6×194.9=116.94N·mTL>Tst

不可以

TL=0.25TN=0.25×194.9=48.725N·mTL<Tst

可以解：返回第43頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

自耦變壓器降壓起動(dòng)這種方法適用于容量較大或不能采用－△起動(dòng)的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。降壓起動(dòng)全壓運(yùn)行

S2接起動(dòng)端時(shí)，定子三相繞組接至自耦變壓器的副邊，電壓低于電源電壓。

S2接運(yùn)行端時(shí)，定子三相繞組接至電源電壓。返回第44頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月·M3～UVWU2U1Ist′IstT自耦變壓器U1/U2=K>1降壓起動(dòng)電流

Ist′=U2/z=Ist/K直接起動(dòng)電流Ist=U1/z降壓起動(dòng)從電網(wǎng)吸收的電流

IstT=Ist′／K

=Ist/

K2TstT=Tst/

K2自耦變壓器降壓起動(dòng)的起動(dòng)電流與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都是直接起動(dòng)的1/K2倍。返回第45頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

定子電路串電阻降壓起動(dòng)起動(dòng)時(shí)定子串聯(lián)電阻，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將串入電阻去除。此種方法的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)電阻上消耗較大的功率。這種方法適用正常運(yùn)行的或△連接的三相異步電動(dòng)機(jī)。繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)常用轉(zhuǎn)子串電阻或串頻敏變阻器兩種方法。轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)是在轉(zhuǎn)子電路中串入電阻Rst，起動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)速上升逐漸減小Rst，最終將Rst全部短路。返回第46頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月起動(dòng)瞬間n=0，s=1R2↑→I2↓→Ist↓Tst”TnTst’R2R2+RstR2↑→Tst↑繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)，不僅限制起動(dòng)電流，同時(shí)增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)比鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能好。返回第47頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、調(diào)速返回異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為改變磁極對(duì)數(shù)P、電源頻率f1

和轉(zhuǎn)差率s都可調(diào)速。磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速第48頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回1.變極對(duì)數(shù)調(diào)速極對(duì)數(shù)的改變,可以通過(guò)改變定子統(tǒng)組的接法來(lái)實(shí)現(xiàn)。變極對(duì)數(shù)調(diào)速是有級(jí)調(diào)速，可制成專(zhuān)用多速電機(jī)，這種方式只適用于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。2.變頻調(diào)速這種調(diào)速方法不僅適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī),同樣適用于繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)。采用專(zhuān)用的調(diào)速變頻電源，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。第49頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回3.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速在負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定的情況下,在繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入不同的附加電阻以改變轉(zhuǎn)差率s,實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速方法使機(jī)械特性變軟,穩(wěn)定性差,電阻耗能大，但可連續(xù)平滑調(diào)速,用于起重冶金設(shè)備。第50頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向決定于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向,而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向又與通入三相定子繞組的電流相序有關(guān),因此,改變相序即可改變轉(zhuǎn)向。只要將三相定子繞組接電源的三根線(xiàn)中任意兩根對(duì)調(diào)即可。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)四、制動(dòng)用強(qiáng)制的方法迫使電動(dòng)機(jī)迅速停車(chē)就叫制動(dòng)。返回第51頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.能耗制動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)脫離三相電源后，將S2接通直流電源，則在電動(dòng)機(jī)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)恒定的不旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由于機(jī)械慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn),因而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線(xiàn),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。載有電流的導(dǎo)體在恒定磁場(chǎng)的作用下,受到制動(dòng)力FT,產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tz,使轉(zhuǎn)子迅速停車(chē)。返回第52頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于這種方法是用消耗轉(zhuǎn)子的動(dòng)能(轉(zhuǎn)換成電能）來(lái)進(jìn)行制動(dòng)的,所以稱(chēng)為能耗制動(dòng)。這種方法準(zhǔn)確、平穩(wěn)、能耗小,但需直流電源.一般直流電流可調(diào)節(jié)為額定電流的0.5～1倍。2.反接制動(dòng)反接制動(dòng)就是通過(guò)任意對(duì)調(diào)三相定子繞組的兩相電源來(lái)實(shí)現(xiàn)的。任意對(duì)調(diào)兩相電源后,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向旋轉(zhuǎn)（速度n1),電磁轉(zhuǎn)矩也反向而起制動(dòng)作用。返回第53頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月這種制動(dòng)方法簡(jiǎn)單、快速,但制動(dòng)時(shí)s≈2,電流大，制動(dòng)不準(zhǔn)確,耗能大,沖擊較強(qiáng)烈,易損壞機(jī)械零件。當(dāng)n≈0時(shí),應(yīng)立即斷開(kāi)電源,否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn),應(yīng)加制動(dòng)電阻。四、調(diào)速返回異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為改變磁極對(duì)數(shù)P、電源頻率f1

和轉(zhuǎn)差率s都可調(diào)速。第54頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù)銘牌和額定值例題第55頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、運(yùn)行特性電動(dòng)機(jī)當(dāng)電壓U1、頻率f1為定值時(shí)，將I1=f(P2)、cosφ1=f(P2)、η

=f(P2)稱(chēng)為運(yùn)行特性（工作特性）。I1η

cosφ1P2ηcosφ1I1定子電流特性I1=f(P2)P2=0（空載）

I1=I10(空載電流）

P2↑→I1↑第56頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、運(yùn)行特性電動(dòng)機(jī)當(dāng)電壓U1、頻率f1為定值時(shí)，將I1=f(P2)、cosφ1=f(P2)、η

=f(P2)稱(chēng)為運(yùn)行特性（工作特性）。I1η

cosφ1P2ηcosφ1I12.功率因數(shù)特性cosφ1=f(P2)P2=0（空載）

cosφ1很小

P2↑→cosφ1↑（但到一定數(shù)值后，又略有下降）第57頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、運(yùn)行特性電動(dòng)機(jī)當(dāng)電壓U1、頻率f1為定值時(shí)，將I1=f(P2)、cosφ1=f(P2)、η

=f(P2)稱(chēng)為運(yùn)行特性（工作特性）。I1η

cosφ1P2ηcosφ1I13.效率特性η=f(P2)

η

=P2/P1

P2=0（空載）

η=0P2↑→η↑（但出現(xiàn)最大值后，又略有下降）第58頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回一、銘牌和額定值每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有一個(gè)銘牌,安裝在機(jī)座上，記載它的額定值,以便按規(guī)定的數(shù)值使用

三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y112M-4功率4.0KW防護(hù)等級(jí)IP44電壓

380V電流

8.8A功率因數(shù)

0.84接法△轉(zhuǎn)速1440r/m絕緣等級(jí)

B頻率

50Hz重量45kg工作方式

S1××電機(jī)廠(chǎng)第59頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回1.型號(hào)型號(hào)是電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、規(guī)格的代號(hào)。由漢語(yǔ)拼音大寫(xiě)字母或英文字母加阿拉伯?dāng)?shù)字組成。按順序包括名稱(chēng)代號(hào)、規(guī)格代號(hào)。Y

112

M

－4磁極數(shù)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)（S、M、L）中心高三相異步電動(dòng)機(jī)第60頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回2.額定電壓UN額定電壓是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線(xiàn)電壓。它與繞組接法有對(duì)應(yīng)關(guān)系：

系列異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓都是380V,3kW以下的接成

形,而4kW以上的均接成△形。一般規(guī)定電源電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)額定值的±5%。3.額定電流IN是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下定子繞組的線(xiàn)電流。4.額定功率PN與額定效率ηN電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下,軸上輸出的機(jī)械功率稱(chēng)為額定功率。第61頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回額定效率是指額定功率與輸入電功率之比5.額定轉(zhuǎn)速nN

指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。它略低于同步轉(zhuǎn)速n1

。6.額定功率因數(shù)λN

指在額定情況下,電動(dòng)機(jī)定子電路的功率因數(shù),φN是定子繞組相電壓與相電流之間的相位差。其值約為0.7~0.9。第62頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回7.絕緣等級(jí)它是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)允許的極限溫度來(lái)分級(jí)的。8.工作制通常分為連續(xù)運(yùn)行、短時(shí)運(yùn)行和斷續(xù)運(yùn)行三種,分別用代號(hào)S1、S2、S3表示。9.防護(hù)等級(jí)它是指電機(jī)外殼防護(hù)型式的分級(jí)。異步電動(dòng)機(jī)銘牌上通常還列出了Ist/IN、Tst/TN

、Tmax/TN。繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)銘牌上還標(biāo)明轉(zhuǎn)子額定電流和轉(zhuǎn)子繞組的開(kāi)路電壓。第63頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：三相異步電動(dòng)機(jī)額定值為PN=40KW,接法

/△,UN=380V/220V,nN=1460r/min,ηN=0.895,cosφN=0.89,Ist/IN=5.5,Tst/TN=1.1,Tmax/TN=2。試求P1N,IN,TN,sN,Tst,Tmax,Ist,f2N。解：

△

Ist△=5.5IN△=5.5×132=726AIst

=5.5IN

=5.5×76=418ATst=1.1TN=262×1.1=288N·mTmax=2TN=2×262=524N·mf2N=sf1=0.027×50=1.35Hz返回第64頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月返回

λS=Ist

/

Ist△=1/3Tst

/

Tst△=1/3三相異步電動(dòng)機(jī)常用公式Tst∝(U)2Tst′=(0.9)2Tst第65頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：Y132S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)額定值如下,試求sN,IN,TN,Tst,Tmax,Ist。

PN

nNUN

ηN

λNIst/INTm/TNTst/TN

5.5KW1440r/min380V0.855

0.84

7

2.2

2.2解：

Ist

=7IN

=81.48ATst=2.2TN=324.9N·mTmax=2.2TN=324.9N·m磁極對(duì)數(shù)p=2,n1=1500r/min返回第66頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：三相異步電動(dòng)機(jī)額定值為PN=10KW,△接法,UN=380V,nN=1460r/min,ηN=0.88,λN=0.88,Ist/IN=7,Tst/TN=1.3,λT=2，f=50Hz。試求(1)磁極對(duì)數(shù)p

,IN,TN,sN,Tst,Tmax,Ist。1111(2)若負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=55N·m,當(dāng)U＝0.9UN時(shí)，能否起動(dòng)？電動(dòng)機(jī)若要采用－△換接起動(dòng)，則Ist

，Tst

各為多少；能否起動(dòng)？∴磁極對(duì)數(shù)p=2,n1=1500r/min∵nN=1460r/min略小于n1

Ist

=7IN

=137.2ATst=1.3TN=85N·mTmax=2TN=130.8N·mTst∝(U)2Tst′=(0.9)2Tst=68.85N·mTst′>TL，可以起動(dòng)解：采用－△換接起動(dòng)Ist

=Ist/3=45.7ATst

=Tst/3=28.3N·m<TL=55N·m

不能起動(dòng)返回第67頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：Y160M-2型三相異步電動(dòng)機(jī)PN=15KW,△接法,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.882,λN=0.88,Ist/IN=7,λS

=2,λM=2.2，起動(dòng)電流不允許超過(guò)150A。若負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=60N·m,試問(wèn)能否帶此負(fù)載(1)長(zhǎng)期運(yùn)行,(2)短時(shí)運(yùn)行,(3)直接起動(dòng)？Tst=2TN=97.8N·mTmax=2.2TN=107.58N·m

Ist

=7IN

=205.45A解：

TN<TL=60N·m不能長(zhǎng)期運(yùn)行

TMAX>TL

能短時(shí)運(yùn)行

TST>TL

但I(xiàn)ST>150A不能直接起動(dòng)返回第68頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電網(wǎng)電壓下降10%,電動(dòng)機(jī)在恒定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下工作,穩(wěn)定后的狀態(tài)為_(kāi)_____