第6章交流電動(dòng)機(jī)6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式

6.4單相異步電動(dòng)機(jī)

6.5安全用電知識(shí)

本章小結(jié)習(xí)題與思考題

電動(dòng)機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電磁設(shè)備，它是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力機(jī)械。電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，而交流電動(dòng)機(jī)又可分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。除此之外，還有一些特殊用途的控制電機(jī)。6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便及成本低等優(yōu)點(diǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子之間有一個(gè)很窄的空氣隙。圖6-1為三相異步電動(dòng)機(jī)的外形及結(jié)構(gòu)示意圖。6.1.1定子部分

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子部分由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座(外殼)組成。圖6-1三相異步電動(dòng)機(jī)的外形及結(jié)構(gòu)

1．定子鐵芯

定子鐵芯是三相異步電動(dòng)機(jī)的磁路部分。為了減小渦流和磁滯損耗，定子鐵芯由互相絕緣的硅鋼片疊成，內(nèi)圓表面有槽(如圖6-2所示)，用來(lái)放置定子繞組。定子鐵芯裝在由鋼制成的機(jī)座上。

2．定子繞組

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，嵌放在定子鐵芯沖片的內(nèi)圓槽內(nèi)。三相異步電動(dòng)機(jī)有三相繞組，三相繞組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端用U1、V1、W1標(biāo)示，末端用U2、V2、W2標(biāo)示。這六個(gè)出線端在接線盒里的排列如圖6-3所示，可以接成星形，也可以接成三角形。

3．機(jī)座

機(jī)座的作用是固定和支撐定子鐵芯和端蓋，它也是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。中、小型異步電動(dòng)機(jī)多采用鑄鐵機(jī)座，大型異步電動(dòng)機(jī)則由鋼板焊接而成。圖6-2異步電動(dòng)機(jī)的定子圖6-3定子繞組的接法6.1.2轉(zhuǎn)子部分

轉(zhuǎn)子部分是三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。

1．轉(zhuǎn)子鐵芯

轉(zhuǎn)子鐵芯是用0.5mm的硅鋼片疊壓而成的，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和鐵芯是相同的，一方面作為電動(dòng)機(jī)的磁路部分，一方面用來(lái)安放轉(zhuǎn)子繞組。

2．轉(zhuǎn)子繞組

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線式和鼠籠式兩種。

1) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子的繞組和定子繞組相似，也是由絕緣導(dǎo)線做成繞組元件，放在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)，如圖6-4(a)所示，然后連接成對(duì)稱的三相繞組，一般接成星形。星形繞組的三根端線接到裝在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)銅滑環(huán)上，通過一組電刷把轉(zhuǎn)子繞組從三個(gè)接線端引出來(lái)并與外電路相連接(如圖6-4(b)所示)。一般把外接電阻串入轉(zhuǎn)子繞組回路中，以改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。

2) 鼠籠式轉(zhuǎn)子如圖6-5所示，在轉(zhuǎn)子鐵芯的每一個(gè)槽中插入一根銅條，在銅條兩端各有一個(gè)銅環(huán)把導(dǎo)條連接成一個(gè)整體，形成一個(gè)自身閉合的多相短路繞組。如去掉轉(zhuǎn)子鐵芯，整個(gè)繞組猶如一個(gè)“松鼠籠子”，由此得名鼠籠式轉(zhuǎn)子。圖6-4繞線式轉(zhuǎn)子圖6-5鼠籠式轉(zhuǎn)子6.1.3其他部分

其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在其上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇用來(lái)通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm～1.5mm，如果氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)將降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及啟動(dòng)性能變差。6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

在三相異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組中通入三相電流，便會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子電路產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中受力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的先決條件。6.2.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

1．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組嵌放在定子鐵芯槽內(nèi)，按一定規(guī)律連接成三相對(duì)稱結(jié)構(gòu)。三相繞組U1U2、V1V2、W1W2在空間互成120°，把它們連接成星形，如圖6-6所示。當(dāng)三相繞組接上三相對(duì)稱電源時(shí)，電流的參考方向如圖6-7所示，則三相繞組中便有三相對(duì)稱電流，即

iU=Imsinωt

iV=Imsin(ωt-120°)

iW=Imsin(ωt+120°)圖6-6三相繞組連接示意圖圖6-7三相對(duì)稱電流波形圖由圖6-7可知，在ωt=0時(shí)，iU=0，iV為負(fù)，說明實(shí)際電流的方向與iV的參考方向相反，即V2端流入，V1端流出；iW為正，說明實(shí)際電流方向與iW的參考方向一致，即W1端流入，W2端流出。合成磁場(chǎng)的方向根據(jù)右手螺旋定則判斷可知是自上而下，如圖6-8(a)所示。圖中表示電流流入，⊙表示電流流出。當(dāng)ωt=120°時(shí)，iV=0，iU為正，實(shí)際電流方向與iU的參考方向一致，即U1端流入，U2端流出；iW為負(fù)，實(shí)際電流方向與iW的參考方向相反，即W2端流入，W1端流出。合成磁場(chǎng)的方向在空間順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過了120°，如圖6-8(b)所示。當(dāng)ωt=240°時(shí)，iW=0，iU為負(fù)，實(shí)際電流方向與iU的參考方向相反，即U2端流入，U1端流出；iV為正，實(shí)際電流方向與iV的參考方向一致，即V1端流入，V2端流出。合成磁場(chǎng)的方向在空間順時(shí)針方向又轉(zhuǎn)過了120°，如圖6-8(c)所示。當(dāng)ωt=360°時(shí)，三相電流與ωt=0時(shí)的情況相同，合成磁場(chǎng)的方向在空間順時(shí)針方向又轉(zhuǎn)過120°，回到ωt=0時(shí)的位置,如圖6-8(d)所示。圖6-8三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

2．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向由圖6-8可知，三相繞組中的合成磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是由三相繞組中電流變化的順序(電流的相序)決定的。若在三相繞組U、V、W中通入三相正序電流(iU→iV→iW)，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而通入三相逆序電流(iU→iW→iV)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，把電動(dòng)機(jī)與電源相連的三相電源線調(diào)換任意兩根后，即可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。

3．旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁極對(duì)數(shù)p。前面的分析過程中，每相有一個(gè)繞組，繞組首端之間的相位差為120°，產(chǎn)生的是一對(duì)磁極(p=1)。當(dāng)每相有兩個(gè)繞組串聯(lián)時(shí)，繞組首端之間的相位差為120°/2=60°空間角，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有兩對(duì)磁極(p=2)。以此類推，改變每相繞組的個(gè)數(shù)，就可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)。如果磁極對(duì)數(shù)為1，則當(dāng)三相電流變化一個(gè)周期時(shí)，合成磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周。設(shè)三相電流的頻率為f1，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的轉(zhuǎn)速為

n0=60f1(r/min)

(6-1)如果磁極對(duì)數(shù)不為1，根據(jù)分析可知，p對(duì)磁極的異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0取決于電源頻率和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速亦稱同步轉(zhuǎn)速。我國(guó)工業(yè)用電頻率f1為50Hz，由式可見，對(duì)應(yīng)于不同極對(duì)數(shù)p有不同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0,見表6-1。表6-1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速6.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及轉(zhuǎn)差率

1．轉(zhuǎn)動(dòng)原理

在三相異步電動(dòng)機(jī)定子的三相繞組中通入對(duì)稱的三相電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于轉(zhuǎn)子是靜止的，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的反方向切割定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由“右手定則”確定。異步電動(dòng)機(jī)的工作原理如圖6-9所示。因轉(zhuǎn)子繞組自身是閉合的，故轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)便有電流流通。載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力F的作用(電磁力的方向可用“左手定則”確定)形成一電磁轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子便沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，其轉(zhuǎn)速用n表示。轉(zhuǎn)速n總是要小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n0，否則，兩者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流，電磁轉(zhuǎn)矩也無(wú)法形成，電動(dòng)機(jī)就不可能旋轉(zhuǎn)，即n0＞n是異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的必要條件。這也是異步電動(dòng)機(jī)名稱的由來(lái)。又因轉(zhuǎn)子中的電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，故又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。圖6-9異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

2．轉(zhuǎn)差率

通常，同步轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差值稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與n0的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用s表示，即轉(zhuǎn)差率s是描繪異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)重要物理量。轉(zhuǎn)差率s與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流等有著密切的關(guān)系：電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)(n=0)，轉(zhuǎn)差率s=1達(dá)到最大值，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流也最大；電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，n接近于n0，轉(zhuǎn)差率s最小，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流也隨之變小。顯然，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的升高而減小。一般異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率很小，通常用百分?jǐn)?shù)表示。(6-3)轉(zhuǎn)差率s是描繪異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)重要物理量。轉(zhuǎn)差率s與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流等有著密切的關(guān)系：電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)(n=0)，轉(zhuǎn)差率s=1達(dá)到最大值，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流也最大；電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，n接近于n0，轉(zhuǎn)差率s最小，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流也隨之變小。顯然，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的升高而減小。一般異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率很小，通常用百分?jǐn)?shù)表示。異步電動(dòng)機(jī)可以做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以做發(fā)電機(jī)和電磁制動(dòng)運(yùn)行，依據(jù)轉(zhuǎn)差率s的大小就可以判斷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

(1)當(dāng)0＜s＜1時(shí)，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；

(2)當(dāng)-∞＜s＜0時(shí)，為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；

(3)當(dāng)1＜s＜+∞時(shí)，為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

例6-1

某臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN=1430r/min，電源的頻率f1=50Hz，試求該電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、磁極對(duì)數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率。

解由于異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速略低于并接近于同步轉(zhuǎn)速，由表6-1可知，該電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速取n0=1500r/min,磁極對(duì)數(shù)為額定轉(zhuǎn)差率為6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式

6.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩

1．三相異步電動(dòng)機(jī)的功率

三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，輸入的是從電源獲取的電功率，輸出的是機(jī)械功率。電源輸入給電動(dòng)機(jī)的電功率P1按三相電路電功率的計(jì)算方法，即(6-4)三相異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)也有損耗，在定子方面有鐵損耗和銅損耗。從輸入的電功率P1中減去這兩項(xiàng)損耗，就是傳到轉(zhuǎn)軸上的電磁功率P。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中有銅損耗和由于各種摩擦引起的機(jī)械損耗。電磁功率去掉這些損耗才是轉(zhuǎn)軸輸出的機(jī)械功率P2,

P2=P-ΔP

(6-5)輸出功率P2與輸入功率P1之比，稱為異步電動(dòng)機(jī)的效率，通常用百分?jǐn)?shù)表示,即(6-6)

例6-2

某三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率P2=75kW，額定電壓UN=380V，額定電流IN=139.7A，功率因數(shù)cosφ=0.9，求輸入功率P1及電動(dòng)機(jī)的效率。

解輸入功率電動(dòng)機(jī)的效率

2．功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系

異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，有式中:TN——電動(dòng)機(jī)輸出的額定轉(zhuǎn)矩(N·m)；

PN——電動(dòng)機(jī)的額定功率(W)；

nN——電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(r/min)。(6-7)(6-8)

例6-3

某三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為11kW，額定轉(zhuǎn)速為730r/min，求電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩。解6.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

機(jī)械特性是指在一定條件下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即n=f(T)。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率s之間存在一定的關(guān)系，所以異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性常用T=f(s)的形式表示，稱為T—s曲線。三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是指在額定頻率下，定子繞組按規(guī)定的接線方式連接，定、轉(zhuǎn)子外接電阻為零時(shí)T與s的關(guān)系,如圖6-10所示。下面介紹曲線上的幾個(gè)特殊點(diǎn)。

1)啟動(dòng)點(diǎn)A電動(dòng)機(jī)接通電源，開始啟動(dòng)瞬間，其工作點(diǎn)位于A點(diǎn)，此時(shí)n=0，s=1。電動(dòng)機(jī)尚未轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬間軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用Tst表示。定子電流叫啟動(dòng)電流，用Ist表示，一般是額定電流的4～7倍。圖6-10異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線圖

2)臨界點(diǎn)B

B點(diǎn)是機(jī)械特性曲線中線性段(D~B)與非線性段(B~A)的分界點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)在線性段上工作是穩(wěn)定的，而在非線性段上工作是不穩(wěn)定的。B點(diǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩最大。

3) 穩(wěn)定工作點(diǎn)C電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，工作點(diǎn)位于C點(diǎn)，此時(shí)n1=nN，s=sN，T=TN。TN表示電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，即電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí)的電流為額定電流。

4) 同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)D在D點(diǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。此時(shí)n=n0，電流、轉(zhuǎn)差率、電磁轉(zhuǎn)矩均為0。6.3.3三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)從接通電源開始，轉(zhuǎn)速?gòu)牧阍黾拥綄?duì)應(yīng)負(fù)載下穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程稱為啟動(dòng)過程，簡(jiǎn)稱啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的好壞，是衡量電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的一個(gè)重要指標(biāo)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間，其轉(zhuǎn)速n=0，轉(zhuǎn)差率s=1，轉(zhuǎn)子電流達(dá)到最大值，這時(shí)定子電流也達(dá)到最大值。啟動(dòng)電流一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～7倍，這樣大的啟動(dòng)電流在短時(shí)間內(nèi)會(huì)使線路上產(chǎn)生較大的電壓降，而使負(fù)載的端電壓降低，影響鄰近負(fù)載的正常工作。因此，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要缺點(diǎn)是啟動(dòng)電流過大。為此，常采用降低定子電壓、轉(zhuǎn)子串適當(dāng)?shù)碾娮璧确椒▉?lái)改變異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能。

1．直接啟動(dòng)

直接啟動(dòng)就是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接到電源上，也叫全壓?jiǎn)?dòng)，如圖6-11所示。直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，啟動(dòng)過程短。對(duì)于一般小型的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，如果電源容量足夠大，應(yīng)盡量采用直接啟動(dòng)的方法。判斷一臺(tái)電動(dòng)機(jī)能否直接啟動(dòng)，還得遵照下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定：式中：Ist——異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；

IN——異步電動(dòng)機(jī)的額定電流。如果電動(dòng)機(jī)的容量較大，不滿足直接啟動(dòng)條件，則必須采用降壓?jiǎn)?dòng)。圖6-11直接啟動(dòng)

2．降壓?jiǎn)?dòng)

降壓?jiǎn)?dòng)是指電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓，啟動(dòng)結(jié)束時(shí)加額定電壓運(yùn)行的啟動(dòng)方式。

1)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)

Y-△降壓?jiǎn)?dòng)指啟動(dòng)時(shí)將定子繞組接成Y形，啟動(dòng)結(jié)束穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)將定子繞組接成△形的啟動(dòng)方法。如圖6-12所示，啟動(dòng)時(shí)，將QS2扳向下方，定子繞組為Y形接法；待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將SQ2扳向上方，定子繞組轉(zhuǎn)換為△形接法。對(duì)于運(yùn)行時(shí)定子繞組為Y形接法的異步電動(dòng)機(jī)，則不能用Y-△降壓?jiǎn)?dòng)。圖6-12Y-△降壓?jiǎn)?dòng)由前面所學(xué)知識(shí)可知，對(duì)于Y-△降壓?jiǎn)?dòng)，Y形啟動(dòng)時(shí)的電流只有△形啟動(dòng)的1/3，限制了啟動(dòng)電流。另外，由于電磁轉(zhuǎn)矩與定子繞組電壓的平方成正比，使得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小為直接啟動(dòng)的1/3，啟動(dòng)過程較長(zhǎng)。

2) 自耦降壓?jiǎn)?dòng)自耦降壓?jiǎn)?dòng)指利用自耦變壓器將電壓降低后加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，切除自耦變壓器，再加額定電壓的啟動(dòng)方法。如圖6-13所示，啟動(dòng)時(shí)把QS2扳到啟動(dòng)位置，使三相交流電源經(jīng)自耦變壓器降壓后，接在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，這時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組得到的電壓低于電源電壓，因而減小了啟動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再把QS2從啟動(dòng)位置迅速扳到運(yùn)行位置，此時(shí)定子繞組得到的是額定電壓。圖6-13自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)自耦降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓為直接啟動(dòng)時(shí)的1/K(K為變壓比)，定子電流也為直接啟動(dòng)時(shí)的1/K，而電磁轉(zhuǎn)矩與外加電壓的平方成正比，故啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的1/K2。自耦變壓器通常有幾個(gè)抽頭，可輸出不同的電壓，如電源電壓的80%、60%、40%等，可供用戶選用。自耦變壓器一般適用于大功率的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，且運(yùn)行時(shí)采用星形連接的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。

3) 轉(zhuǎn)子串電阻的降壓?jiǎn)?dòng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，只要在轉(zhuǎn)子電路串入適當(dāng)?shù)膯?dòng)電阻，如圖6-14所示，就可以達(dá)到減小啟動(dòng)電流增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。啟動(dòng)過程中應(yīng)逐步切除啟動(dòng)電阻，啟動(dòng)完畢后將啟動(dòng)電阻全部短接，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。除在轉(zhuǎn)子回路中串電阻啟動(dòng)外，目前用得多的是在轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器啟動(dòng)，該變阻器在啟動(dòng)過程中能自動(dòng)減小阻值，以代替人工切除啟動(dòng)電阻。圖6-14繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻降壓?jiǎn)?dòng)6.3.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分有慣性，當(dāng)電源切斷后，電動(dòng)機(jī)還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間后才停止轉(zhuǎn)動(dòng)。為了提高生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)率，并為了安全起見，往往要求電動(dòng)機(jī)能夠迅速停車和反轉(zhuǎn)，這就需要對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)。對(duì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)也就是在電動(dòng)機(jī)停電后施加與其旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。三相異步電動(dòng)機(jī)常用的制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)。

1．能耗制動(dòng)

能耗制動(dòng)是在切斷三相電源的同時(shí)，在電動(dòng)機(jī)三相定子繞組的任意兩相中通以一定電壓的直流電，直流電流將產(chǎn)生固定磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)按原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)右手定則和左手定則不難確定，這時(shí)轉(zhuǎn)子電流與固定磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，因而可起制動(dòng)的作用，如圖6-15所示。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小與通入定子繞組的直流電流的大小有關(guān)，一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的0.5倍，可通過調(diào)節(jié)電位器RP來(lái)控制。因?yàn)檫@種制動(dòng)方法是利用消耗轉(zhuǎn)子的動(dòng)能(轉(zhuǎn)換為電能)來(lái)進(jìn)行制動(dòng)控制，所以稱為能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)平穩(wěn)、消耗電能少，但需要直流電源。一些金屬切削機(jī)床常采用這種制動(dòng)方法。圖6-15能耗制動(dòng)

2．反接制動(dòng)

反接制動(dòng)是利用電動(dòng)機(jī)的反向轉(zhuǎn)矩進(jìn)行制動(dòng)的。如圖6-16所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，在切斷電源后將接在電動(dòng)機(jī)上的三相電源中的任意兩相對(duì)調(diào)位置，再合上電源，使同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向反向，產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)，使電動(dòng)機(jī)迅速減速。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，利用控制電氣迅速切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。在反接制動(dòng)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之間的轉(zhuǎn)速差很大，轉(zhuǎn)差率s＞1，因此電流很大。為了限制電流及調(diào)整制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小，常在定子電路(鼠籠式)或轉(zhuǎn)子電路(繞線式)中串入適當(dāng)電阻。反接制動(dòng)不需要另備直流電源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制動(dòng)力矩較大、停止迅速，但機(jī)械沖擊和能耗較大，一般在中、小型車床和銑床等機(jī)床中使用這種制動(dòng)方法。圖6-16反接制動(dòng)

3．再生發(fā)電制動(dòng)

當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n超過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n0時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如多速電動(dòng)機(jī)從高速調(diào)到低速的過程中，極對(duì)數(shù)增加時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0立即隨之減小，但由于慣性，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n只能逐漸下降，這時(shí)出現(xiàn)了n＞n0的情況；起重機(jī)快速下放重物時(shí)，重物拖動(dòng)轉(zhuǎn)子也會(huì)出現(xiàn)n＞n0的情況。當(dāng)n＞n0時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向與原電動(dòng)狀態(tài)相反，轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流方向也相反，從而使得電磁轉(zhuǎn)矩的方向相反，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n0的方向相反，變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如圖6-17所示。此時(shí)電動(dòng)機(jī)已轉(zhuǎn)入發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將重物的位能轉(zhuǎn)換為電能回饋到電網(wǎng)。圖6-17再生發(fā)電制動(dòng)6.3.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

所謂調(diào)速是指負(fù)載不變時(shí)，根據(jù)需要人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)式(6-2)、式(6-3)可得由式(6-10)可看出，異步電動(dòng)機(jī)可通過改變電源頻率、極對(duì)數(shù)或轉(zhuǎn)差率實(shí)現(xiàn)調(diào)速。三相異步電動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。(6-10)

1．變極調(diào)速

對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說，可通過改變其定子繞組的接法實(shí)現(xiàn)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)，從而達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，這種方法稱為變極調(diào)速。由于磁極對(duì)數(shù)只能成倍改變，所以這種調(diào)速方法是有級(jí)調(diào)速，不能平滑調(diào)速。目前生產(chǎn)的YD系列多速電動(dòng)機(jī)，通過改變定子繞組的接法可實(shí)現(xiàn)雙速、三速、四速等。變極調(diào)速時(shí)需要一個(gè)較為復(fù)雜的轉(zhuǎn)換開關(guān)，但整個(gè)設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單，常用于需要調(diào)速又要求不高的場(chǎng)合。

2．變頻調(diào)速

變頻調(diào)速就是利用變頻裝置改變交流電源的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變頻裝置主要由整流器和逆變器兩大部分組成，如圖6-18所示。整流器先將50Hz的三相交流電變換成直流電，再由逆變器將直流電逆變?yōu)轭l率和電壓連續(xù)可調(diào)的三相交流電，供給電動(dòng)機(jī)。當(dāng)改變頻率時(shí)，即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種方法可以使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并具有較硬的機(jī)械特性。

3．變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是指在不改變同步轉(zhuǎn)速n0的條件下，通過在轉(zhuǎn)子電路串入調(diào)速電阻(和串入啟動(dòng)電阻相同)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種調(diào)速只適用于繞線式電動(dòng)機(jī)。這種調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是有一定的調(diào)速范圍，設(shè)備簡(jiǎn)單，但能耗較大，效率較低，廣泛用于短時(shí)工作制且對(duì)效率要求不高的起重設(shè)備中。圖6-18變頻裝置6.4單相異步電動(dòng)機(jī)

在單相電源作用下運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)稱為單相異步電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)與功率相同的三相異步電動(dòng)機(jī)相比，體積較大，運(yùn)行性能較差。但單相異步電動(dòng)機(jī)的供電電源方便，因此被廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等家用電器。6.4.1單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

單相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子上一般有兩套繞組，一套是主繞組，又稱工作繞組；一套是副繞組，又稱啟動(dòng)繞組。主、副繞組在空間上相隔90°電角度。轉(zhuǎn)子繞組大多是鼠籠式的。定子上的主繞組是一個(gè)單相繞組，當(dāng)單相正弦電流通過定子主繞組時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)空間位置固定不變，而大小和方向隨時(shí)間作正弦交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，與三相異步電動(dòng)機(jī)不同的是該脈動(dòng)磁場(chǎng)不是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖6-19所示。由于脈動(dòng)磁場(chǎng)不能旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不會(huì)切割磁力線，故不能產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此單相異步電動(dòng)機(jī)不能自行啟動(dòng)。圖6-19單相異步電動(dòng)機(jī)脈動(dòng)磁場(chǎng)6.4.2單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

因?yàn)閱蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)有兩套繞組，而且兩套繞組接同一個(gè)電源，為使流入兩套繞組中的電流相位不同，需要人為地使它們的阻抗不同，這種方法稱為分相。分相的結(jié)果是使電動(dòng)機(jī)氣隙中出現(xiàn)了橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而使電動(dòng)機(jī)能自行啟動(dòng)。

1．電容分相的單相異步電動(dòng)機(jī)

在啟動(dòng)繞組回路中串接啟動(dòng)電容C和離心開關(guān)S，電容C的接入使兩相電流分相，如圖6-20所示。啟動(dòng)時(shí)，S處于閉合狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)兩相啟動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，離心開關(guān)S因機(jī)械離心作用而斷開，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入單相運(yùn)行。圖6-20電容分相的單相異步電動(dòng)機(jī)

2．電阻分相的單相異步電動(dòng)機(jī)電阻分相的單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組不串聯(lián)電容而采用串聯(lián)電阻的方法來(lái)對(duì)繞組的電流分相，但由于此時(shí)工作電流與啟動(dòng)電流之間的相位差較小，因此其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，只適用于空載或輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。

3．罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)如圖6-21所示，罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的定子一般都采用凸極式的，工作繞組套在凸極的極身上。每個(gè)極的極靴上開有一個(gè)槽，槽內(nèi)放置有短路銅環(huán)，銅環(huán)罩住整個(gè)極面的三分之一，故稱罩極電動(dòng)機(jī)。短路銅環(huán)起了啟動(dòng)繞組的作用。圖6-21罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)工作繞組接入單相交流電源后，磁極內(nèi)即產(chǎn)生一脈振磁場(chǎng)。脈振磁場(chǎng)的交變使短路環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)將出現(xiàn)一個(gè)阻礙原來(lái)磁場(chǎng)變化的新磁場(chǎng)，從而使短路環(huán)內(nèi)的合成磁場(chǎng)變化總是在相位上落后于環(huán)外脈振磁場(chǎng)的變化?？梢园循h(huán)內(nèi)、外的磁場(chǎng)設(shè)想為由兩相有相位差的電流所形成，這樣分相的結(jié)果是使氣隙中出現(xiàn)橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于這種分相方法的相位差并不大，因此啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不大。所以，罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)只適用于負(fù)載不大的場(chǎng)所，如電唱機(jī)、電風(fēng)扇等。6.5安全用電知識(shí)在使用電能的過程中，如果不注意安全用電，就有可能造成人身觸電傷亡事故或電氣設(shè)備的損壞，甚至影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。因此，在使用電能的同時(shí)，要了解安全用電常識(shí)、觸電形式及急救方法，正確使用各種電氣設(shè)備。

6.5.1電流對(duì)人體的作用

1．電流對(duì)人體的傷害人體接觸或接近帶電體所引起的人體局部受傷或死亡的現(xiàn)象稱為觸電。根據(jù)人體受到傷害的程度不同，觸電分為電傷和電擊兩種。

1)電傷電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)對(duì)人體外表造成的傷害，如電弧灼傷，熔化的金屬飛濺到皮膚上造成燒傷等。

2)電擊電擊是指電流通過人體內(nèi)部而造成的傷害。根據(jù)大量觸電事故資料的分析和實(shí)驗(yàn)證明，電擊傷人的程度，由通過人體的電流強(qiáng)度、電流頻率、通過人體的途徑、作用于人體的電壓、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短及觸電者本人的健康狀況來(lái)決定。若電流通過大腦，會(huì)對(duì)大腦造成嚴(yán)重?fù)p傷；電流通過脊髓，會(huì)造成癱瘓；電流通過心臟，會(huì)引起心室顫動(dòng)甚至心臟停止跳動(dòng)?？傊噪娏魍ㄟ^或接近心臟和腦部最為危險(xiǎn)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，觸電的傷害程度就越嚴(yán)重。

2．安全電流及有關(guān)因素實(shí)踐證明，常見的50Hz~60Hz工頻交流電的危險(xiǎn)性最大，高頻電流的危害性較小。通過人體的電流雖小但時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)也有危險(xiǎn)。其危害程度取決于通過人體的電流大小與通電時(shí)間。如果通過人體的交流電超過20mA或直流電流超過80mA，就會(huì)使人感覺麻痛或劇痛，呼吸困難，自己不能擺脫電源，會(huì)有生命危險(xiǎn)。隨著電流的增大，危險(xiǎn)性增大，當(dāng)有100mA以上的工頻電流通過人體時(shí)，人在很短的時(shí)間里就會(huì)窒息，心臟停止跳動(dòng)，失去知覺，出現(xiàn)生命危險(xiǎn)。

3．安全電壓和人體電阻

人體電阻主要集中在皮膚，一般在40～80kΩ，皮膚干燥時(shí)電阻較大，而皮膚潮濕、有汗或皮膚破損時(shí)人體電阻可下降到幾十到幾百歐姆。根據(jù)觸電危險(xiǎn)電流和人體電阻，可計(jì)算出安全電壓為36V。但電氣設(shè)備環(huán)境越潮濕，使用安全電壓越低。

GB3805—1983標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全電壓等級(jí)為42V、36V、6V，可供不同條件下使用的電氣設(shè)備選用。一般36V以下的電壓不會(huì)造成人員傷亡，故稱36V為安全電壓。通常機(jī)床上照明用電為36V，船舶、坦克、汽車電源用電為24V或12V。6.5.2觸電形式與急救措施

1．觸電形式人體觸電形式有單相觸電、兩相觸電和電氣設(shè)備外殼漏電等多種形式。

1)單相觸電單相觸電可分為三相四線制單相觸電和三相三線制單相觸電。三相四線制單相觸電如圖6-22(a)所示，人體的某一部位接觸一根火線，另一部位接觸大地。這樣，人體、大地、中線、一相電源繞組形成閉合回路。人體承受相電壓，構(gòu)成三相四線制單相觸電。三相三線制單相觸電如圖6-22(b)所示，由于輸電線路與大地均屬導(dǎo)體，二者間存在電容，當(dāng)人體某部位接觸火線時(shí)，人體、大地、輸電線路對(duì)地電容構(gòu)成閉合回路，引起觸電事故。這種觸電形式與回路電流和輸電線路對(duì)地電容的大小有關(guān)，輸電線路越長(zhǎng)，則對(duì)地電容越大，對(duì)人體的危害也就越大。

2)兩相觸電如圖6-23所示，當(dāng)人的雙手或人體的某部位分別接觸三相電中的兩根火線時(shí)，不管中性點(diǎn)接地與否，人體承受線電壓，這時(shí)，就會(huì)有一個(gè)較大電流通過人體。這種觸電形式是最危險(xiǎn)的。圖6-22單相觸電圖6-23兩相觸電

3)發(fā)生觸電的一般原因

(1)人們?cè)诠ぷ鲌?chǎng)合沒有遵守安全操作規(guī)程，直接接觸或過分靠近電氣設(shè)備的帶電部分。

(2)不懂電氣技術(shù)或?qū)﹄姎饧夹g(shù)一知半解的人，到處亂拉電線和電燈而造成的觸電。

(3)人體接觸到因絕緣損壞而帶電的電氣設(shè)備外殼或與之相連接的金屬構(gòu)架。

(4)電氣設(shè)備安裝不符合規(guī)程的要求。

2．觸電急救當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)搶救。方法是：首先迅速切斷電源，或采用絕緣品如干木棒等迅速使電源線斷開，使觸電者脫離電源。當(dāng)觸電者脫離電源被救下以后，如果處于昏迷狀態(tài)，但未失去知覺，應(yīng)使觸電者在空氣流通的地方靜臥休息；同時(shí)請(qǐng)醫(yī)生前來(lái)或送醫(yī)院診治。如果觸電者有心跳但呼吸停止，需用人工呼吸的方法進(jìn)行搶救。觸電者既無(wú)心跳又無(wú)呼吸時(shí)，應(yīng)采用胸外擠壓法與人工呼吸法同時(shí)進(jìn)行搶救。6.5.3保護(hù)接地和保護(hù)接零電氣設(shè)備由于絕緣老化、磨損或被過電壓擊穿，致使電氣設(shè)備的金屬外殼帶電，就有可能引起電氣設(shè)備損壞或人身觸電事故。為了防止這類事故的發(fā)生，最常用的保護(hù)措施是接地與接零。

1．保護(hù)接地

1)工作接地為了保證用電安全，電力系統(tǒng)通常將中性點(diǎn)經(jīng)一定方式接地，稱之為工作接地，如圖6-24所示。

2)保護(hù)接地將電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的金屬外殼及與外殼相連的金屬構(gòu)架，通過接地裝置與大地連接起來(lái)，稱為保護(hù)接地，如圖6-25所示。保護(hù)接地適用于中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)。圖6-24工作接地圖6-25保護(hù)接地

2．保護(hù)接零在有工作接地的供電系統(tǒng)中將電氣設(shè)備的金屬外殼及其構(gòu)架部分與零線相連接，就叫保護(hù)接零，如圖6-26所示。當(dāng)圖6-26所示的設(shè)備的某相繞組與機(jī)殼相碰短路時(shí)，因有接零保護(hù)使該相電源短接，電流很大，從而使電源開關(guān)跳閘或?qū)⒃撓啾ｋU(xiǎn)絲熔斷而斷電。必須強(qiáng)調(diào)指出，對(duì)于中性點(diǎn)接地的三相四線制供電系統(tǒng)，電氣設(shè)備宜采用保護(hù)接零。在采用保護(hù)接地和保護(hù)接零時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：

(1)在同一供電系統(tǒng)中，不允許電氣設(shè)備一部分采用接零保護(hù)，另一部分采用接地保護(hù)。因?yàn)楫?dāng)采取保護(hù)接地的設(shè)備中一相與外殼接觸時(shí)，會(huì)使電源中性線出現(xiàn)對(duì)地電壓，使接零的設(shè)備產(chǎn)生對(duì)地電壓，造成更多的觸電機(jī)會(huì)。圖6-26保護(hù)接零

(2)在采用保護(hù)接零時(shí)，接零的導(dǎo)線必須接牢固，以防脫線。在零線上不允許裝熔斷器和開關(guān)。

(3)為使火線碰殼時(shí)保護(hù)可靠地動(dòng)作，要求接零、接地保護(hù)的導(dǎo)線要粗，阻抗不能太大，接地電阻一般規(guī)定不超過4Ω。因此，接地裝置的安裝要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定。在安裝完畢后，必須定期嚴(yán)格檢查接地電阻值，判斷其是否合乎要求。

3．重復(fù)接地

在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，除了變壓器中性點(diǎn)接地外，為防止零線斷線或線路電阻過大，還應(yīng)在零線的多處再接地，這就叫做重復(fù)接地，如圖6-27所示。圖6-27重復(fù)接地本章小結(jié)

(1)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要分為定子和轉(zhuǎn)子。定子繞組中通以三相交流電源，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)感應(yīng)電流受旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用而產(chǎn)生電磁力，由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。改變?nèi)嚯娫吹南嘈蚩梢愿淖冃D(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，繼而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

(2)定子所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速n0，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n接近同步轉(zhuǎn)速但始終小于同步轉(zhuǎn)速，兩者的差異用轉(zhuǎn)差率s表示