[內(nèi)容]

[目標(biāo)]8.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和主要系列

8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其籠型轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。能夠?qū)θ喈惒诫妱?dòng)機(jī)的基本工作原理和三種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。會(huì)計(jì)算三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率和三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值。

能夠讀懂電動(dòng)機(jī)銘牌，能夠通過(guò)接線盒連接片實(shí)現(xiàn)星形與三角形聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)換。8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)主要部件拆分圖一、定子部分1.定子鐵心

是電機(jī)磁路的一部分；用0.5mm硅鋼片疊成，以減少鐵心損耗；疊片內(nèi)圓沖有槽，以嵌放定子(電樞)繞組；定子鐵心壓裝在機(jī)座內(nèi)。

是電機(jī)的電路部分。定子繞組為按一定規(guī)律連接而成的三相對(duì)稱(chēng)繞組，嵌放在定子鐵心槽內(nèi)。2.定子繞組

用來(lái)固定和支撐定子鐵心及端蓋。中小電機(jī)用鑄鐵機(jī)座，大型電機(jī)用鋼板焊接而成。3.機(jī)座二、轉(zhuǎn)子部分1.轉(zhuǎn)子鐵心是電機(jī)磁路的一部分；用0.5mm硅鋼片疊成，以減少鐵心損耗；疊片外圓沖有槽，以嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上。2.轉(zhuǎn)子繞組有兩種結(jié)構(gòu)型式鼠籠型轉(zhuǎn)子——鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)繞線型轉(zhuǎn)子——繞線型異步電動(dòng)機(jī)（1）籠型轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子每個(gè)槽中有一根導(dǎo)條，在鐵心兩端用短路環(huán)短接，形成一個(gè)多相對(duì)稱(chēng)短路繞組（一個(gè)槽為一相）。如去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組猶如一個(gè)“松鼠籠子”，由此得名。大型電動(dòng)機(jī)多用銅導(dǎo)條和銅端環(huán)組成；中、小型電動(dòng)機(jī)采用鑄鋁導(dǎo)條，連同端環(huán)、冷卻用的風(fēng)葉一次澆鑄成型

?；\型轉(zhuǎn)子

籠型轉(zhuǎn)子

是三相對(duì)稱(chēng)繞組，一般采用星形聯(lián)結(jié)。三相繞組的出線端分別接在三個(gè)滑環(huán)上，經(jīng)電刷引出，再經(jīng)串聯(lián)電阻后短接起來(lái)。轉(zhuǎn)子回路串電阻，可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能或?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速。（2）繞線轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子

三、氣隙定子和轉(zhuǎn)子之間氣隙大小，對(duì)電動(dòng)機(jī)性能影響很大。變壓器主磁路全部是鐵心，磁阻很小，產(chǎn)生主磁通所需勵(lì)磁電流很?。?~10%）。異步電機(jī)主磁路由定、轉(zhuǎn)子鐵心和兩段氣隙構(gòu)成，氣隙雖然很小但磁阻卻很大，因此產(chǎn)生一定的主磁通所需要的勵(lì)磁電流較大，一般為額定電流的20~50%。勵(lì)磁電流是無(wú)功電流，勵(lì)磁電流較大是異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)較低的主要原因。為提高功率因數(shù)，必須減小勵(lì)磁電流，最有效的方法就是減小氣隙長(zhǎng)度。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙大小一般為0.2～1.5mm左右。8.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

一、基本工作原理

定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速，大小為：同步轉(zhuǎn)速與極對(duì)數(shù)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系(f1=50HZ)極對(duì)數(shù)p123456同步轉(zhuǎn)速n1（r/min）3000150010007506005001．定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定子三相對(duì)稱(chēng)繞組通入三相對(duì)稱(chēng)電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

f1—電網(wǎng)頻率；P—磁極對(duì)數(shù)定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向由三相電流相序決定：由超前相往滯后相旋轉(zhuǎn)，即沿著U1→Ｖ1→Ｗ1方向旋轉(zhuǎn)。圖示瞬間，磁場(chǎng)向下。定子磁場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體逆時(shí)針切割定子磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并在閉合的轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在圖示瞬間，轉(zhuǎn)子上半周導(dǎo)體中的電流流出紙面，下半周流入紙面。

2．轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流載有電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子磁場(chǎng)中將受到電磁力作用，并形成電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一致，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)子將順著定子磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。3．轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受到電磁轉(zhuǎn)矩作用而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)

(1)定子三相對(duì)稱(chēng)繞組通入三相對(duì)稱(chēng)電流將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；

(2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并感應(yīng)電流；

(3)載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子磁場(chǎng)中受到電磁力及電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)?；竟ぷ髟砜蓺w納以下三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1不同步，故稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流是通過(guò)電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的，所以又稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

n<n1時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子才會(huì)受到電磁轉(zhuǎn)矩作用。

n=n1時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子不感應(yīng)電流不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。由基本工作原理分析,可得出以下兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)：相序定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向決定決定(1)改變電源相序，可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向

因此任意對(duì)調(diào)三相異步電動(dòng)機(jī)的兩根電源線，便可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。(2)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒小于同步轉(zhuǎn)速

二、轉(zhuǎn)差率定義：

即同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差（稱(chēng)為轉(zhuǎn)差）與同步轉(zhuǎn)速之比。轉(zhuǎn)差率s是異步電機(jī)的一個(gè)基本物理量，它能反映異步電機(jī)的各種運(yùn)行狀況。額定運(yùn)行:n略低于n1

，s=0.01～0.06空載運(yùn)行：n≈n1，s≈0即空載運(yùn)行時(shí)，可以近似認(rèn)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可表示為n=(1-s)n1故轉(zhuǎn)差率的大小直接反映轉(zhuǎn)速的快慢或電動(dòng)機(jī)負(fù)載的大小。起動(dòng)瞬間：n=0，s=1異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速就越慢，其轉(zhuǎn)差率就越大；負(fù)載越小，轉(zhuǎn)速就越快，其轉(zhuǎn)差率就越小。

三、異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)1．電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)定子接電源，轉(zhuǎn)子帶機(jī)械負(fù)載；電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，n與n1方向相同；將電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能；

0<n<n11>s>0。2．發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)定子接電源，并用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸順著定子磁場(chǎng)方向以大于同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，起制動(dòng)作用，即電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌斔徒o電網(wǎng)，n>n1s<0。

3．電磁制動(dòng)狀態(tài)定子接電源，在外力作用下電機(jī)轉(zhuǎn)子逆著定子磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng),電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)轉(zhuǎn)向相反，起制動(dòng)作用，電機(jī)定子從電網(wǎng)吸收電能，轉(zhuǎn)子從外力吸收機(jī)械能，都成為了電機(jī)損耗，n<0，

s>1。（1）電動(dòng)機(jī)狀態(tài)：0<n<n1，1>s>0，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。異步電機(jī)主要是工作在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，作為各種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力設(shè)備。

（3）電磁制動(dòng)狀態(tài)：

n<0,s>1，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，吸收電能和機(jī)械能，全部轉(zhuǎn)變成電機(jī)損耗。（2）發(fā)電機(jī)狀態(tài)：n>n1，s<0，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)總結(jié)如下：8.3三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和主要系列

一、銘牌銘牌上標(biāo)有電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、額定值和有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，這是正確使用電機(jī)的依據(jù)。1.電動(dòng)機(jī)型號(hào)含義中小型異步電動(dòng)機(jī)極數(shù)異步電動(dòng)機(jī)中心高(mm)機(jī)座長(zhǎng)短(S-短機(jī)座，M-中機(jī)座，L-長(zhǎng)機(jī)座)Y90S－4

(5)額定頻率fN=50Hz

2．電動(dòng)機(jī)的額定值額定值是制造廠對(duì)電動(dòng)機(jī)在額定（滿載）工作條件下所規(guī)定的量值。(1)額定功率PN（W、kW）

：額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)軸輸出的機(jī)械功率。(2)額定電壓UN

（V、kV）：額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線電壓。

(3)額定電流IN

（A、kA）：額定運(yùn)行時(shí)，定子繞組中的線電流。

(4)額定轉(zhuǎn)速nN（r/min）

：額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)的額定效率

額定值關(guān)系：3．定子接線方式星形（Y）聯(lián)結(jié)三角形（△）聯(lián)結(jié)

三相繞組“首－末”端標(biāo)志:U1－U2、V1－V2、Wl－W2

二、三相異步電動(dòng)機(jī)主要系列簡(jiǎn)介Y系列：一般用途小型籠型轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)。額定電壓為