三相異步電動(dòng)機(jī)講義CATALOGUE目錄三相異步電動(dòng)機(jī)基本概念與原理三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能參數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性分析三相異步電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用舉例三相異步電動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)與故障排除技巧三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)01三相異步電動(dòng)機(jī)基本概念與原理將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)械。電動(dòng)機(jī)定義直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)（單相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)）。電動(dòng)機(jī)分類電動(dòng)機(jī)定義及分類基于電磁感應(yīng)原理，通過(guò)三相交流電源在定子繞組中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，進(jìn)而與轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。工作原理三相交流電源在定子繞組中產(chǎn)生三個(gè)大小相等、相位互差120°的脈振磁場(chǎng)，合成后形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組時(shí)，會(huì)在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特性01旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，與電源頻率和電動(dòng)機(jī)極數(shù)有關(guān)。轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生02轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與電源電壓、頻率、電動(dòng)機(jī)極數(shù)、轉(zhuǎn)子電阻等因素有關(guān)。轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系03在電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，轉(zhuǎn)速保持恒定。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨之變化以保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生02三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能參數(shù)定子軸承風(fēng)扇風(fēng)罩端蓋轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的靜止部分，由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子鐵芯作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，并由硅鋼片疊壓而成，以減小渦流。定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵芯也是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由硅鋼片疊壓而成，固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組的作用是切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。支撐電機(jī)轉(zhuǎn)子的部分，通過(guò)止口與機(jī)座配合，并通過(guò)端蓋軸承支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。連接電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的部分，使電機(jī)能夠順暢地旋轉(zhuǎn)。冷卻電機(jī)并降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫度。保護(hù)風(fēng)扇并引導(dǎo)冷卻風(fēng)流經(jīng)電機(jī)表面。主要結(jié)構(gòu)部件及功能額定功率電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率。額定電壓電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子繞組所加的線電壓。額定電流電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定功率下運(yùn)行時(shí)，定子繞組的線電流。性能參數(shù)指標(biāo)解析額定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率和額定功率下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。額定頻率我國(guó)規(guī)定為50Hz。功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)輸入有功功率與視在功率的比值。效率電動(dòng)機(jī)輸出有功功率與輸入有功功率的比值。性能參數(shù)指標(biāo)解析選型依據(jù)與建議根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇電動(dòng)機(jī)類型：如連續(xù)運(yùn)行、短時(shí)運(yùn)行或斷續(xù)運(yùn)行等。根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求選擇電動(dòng)機(jī)的功率、極數(shù)及啟動(dòng)方式。根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件選擇電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式、冷卻方式及結(jié)構(gòu)類型等。根據(jù)電源電壓、頻率及容量等條件選擇電動(dòng)機(jī)的額定電壓、額定頻率及額定功率等參數(shù)?？紤]電動(dòng)機(jī)的可靠性、維修便利性及價(jià)格等因素。03三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性分析

空載運(yùn)行特性空載轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)在空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，略低于同步轉(zhuǎn)速，空載轉(zhuǎn)速的高低取決于電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造工藝。空載電流空載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子電流很小，主要用來(lái)建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和克服機(jī)械損耗，空載電流的大小與電動(dòng)機(jī)的功率、電壓和頻率有關(guān)?？蛰d損耗空載損耗主要包括鐵損耗和機(jī)械損耗，其中鐵損耗與電壓的平方成正比，機(jī)械損耗與轉(zhuǎn)速的平方成正比。負(fù)載轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載的增加，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸下降，負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速下降越多。負(fù)載電流負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子電流增大，以提供足夠的電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，負(fù)載電流的大小與負(fù)載的大小和性質(zhì)有關(guān)。負(fù)載損耗負(fù)載損耗主要包括銅損耗和附加損耗，其中銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比，附加損耗與轉(zhuǎn)速和負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)。負(fù)載運(yùn)行特性電磁調(diào)速通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子或轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。電磁調(diào)速方法可以實(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)速，但需要配備專門的電磁調(diào)速裝置。變極調(diào)速通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的極數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變極調(diào)速方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但調(diào)速范圍有限。變頻調(diào)速通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變頻調(diào)速方法可以實(shí)現(xiàn)寬范圍、平滑的調(diào)速，但需要配備變頻器等專用設(shè)備。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速通過(guò)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子的電阻值，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但調(diào)速范圍有限且效率較低。調(diào)速方法及實(shí)現(xiàn)途徑04三相異步電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用舉例全壓直接啟動(dòng)將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接入額定電壓，通過(guò)控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。此方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但啟動(dòng)電流較大，對(duì)電網(wǎng)有一定沖擊。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)通過(guò)自耦變壓器降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，以減小啟動(dòng)電流。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，自耦變壓器逐漸退出，直到電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。此方法適用于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高、啟動(dòng)電流限制較嚴(yán)格的場(chǎng)合。星-三角降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，降低啟動(dòng)電壓和電流；待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)，再切換成三角形接法，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。此方法適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的電動(dòng)機(jī)。直接啟動(dòng)控制方法在電動(dòng)機(jī)定子回路中串入電阻，降低啟動(dòng)電壓和電流。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，逐漸減小電阻值，直到將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，且啟動(dòng)過(guò)程中能量損耗較大。定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)采用電力電子技術(shù)，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)平滑的降壓?jiǎn)?dòng)。此方法無(wú)沖擊電流，可實(shí)現(xiàn)軟停車和軟啟動(dòng)，適用于對(duì)啟動(dòng)性能要求較高的場(chǎng)合。軟啟動(dòng)器降壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng)控制方法變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，變頻器廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等負(fù)載的調(diào)速控制，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提高生產(chǎn)效率等目的。此外，變頻器還可應(yīng)用于電動(dòng)汽車、電梯等領(lǐng)域。變頻器的應(yīng)用通過(guò)改變電源頻率來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻器將固定頻率的交流電轉(zhuǎn)換為可變頻率的交流電，供給電動(dòng)機(jī)使用。變頻器的基本原理根據(jù)變換方式可分為交-直-交型和交-交型兩大類。前者先將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的交流電；后者則直接將交流電轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的交流電。變頻器的類型05三相異步電動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)與故障排除技巧保持電動(dòng)機(jī)清潔檢查電動(dòng)機(jī)緊固情況潤(rùn)滑軸承監(jiān)視電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況日常維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)定期清除電動(dòng)機(jī)表面的灰塵、油污和其他雜物，防止散熱不良。根據(jù)電動(dòng)機(jī)使用情況，定期對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑，保證軸承運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。定期檢查電動(dòng)機(jī)各部件的緊固情況，包括地腳螺絲、端蓋、軸承蓋等，確保其緊固無(wú)松動(dòng)。注意觀察電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的聲音、振動(dòng)和溫度等狀況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。如缺相、電壓不正常等，可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或運(yùn)行不正常。電源故障如過(guò)載、堵轉(zhuǎn)等，可能使電動(dòng)機(jī)電流增大、溫度升高，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。負(fù)載故障如軸承損壞、繞組短路或斷路等，會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)本身故障如接觸器、熱繼電器等發(fā)生故障，可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法按要求運(yùn)行或保護(hù)失效?？刂坪捅Ｗo(hù)裝置故障常見故障類型及原因分析故障排除方法和步驟觀察法通過(guò)觀察故障現(xiàn)象，如火花、異響、冒煙等，初步判斷故障類型和部位。測(cè)量法使用萬(wàn)用表、兆歐表等測(cè)量工具，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、電阻等進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)一步確定故障原因。替換法對(duì)于懷疑有問(wèn)題的部件，可以采用替換法進(jìn)行驗(yàn)證，以便快速找到故障點(diǎn)。分析法根據(jù)測(cè)量結(jié)果和故障現(xiàn)象，結(jié)合電動(dòng)機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)故障原因進(jìn)行深入分析，最終確定維修方案。06三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)三相異步電動(dòng)機(jī)在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，如機(jī)床、風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械等設(shè)備。制造業(yè)冶金工業(yè)石油化工電力工業(yè)在冶金工業(yè)中，三相異步電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)各種冶煉設(shè)備，如高爐鼓風(fēng)機(jī)、煉鋼電弧爐等。在石油化工領(lǐng)域，三相異步電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)油泵、氣泵、壓縮機(jī)等設(shè)備。在電力工業(yè)中，三相異步電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等的輔助設(shè)備。工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀概述三相異步電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的行駛。電動(dòng)汽車風(fēng)力發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，三相異步電動(dòng)機(jī)可用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)等。在太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，三相異步電動(dòng)機(jī)可用于驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)，提高太陽(yáng)能利用率。030201新能