1、電工與電子技術基礎（第2版）電子教案,主 編 劉蓮青 王連起,中等職業(yè)學校教學用書（電子技術專業(yè)）,第6章 三相異步電動機及控制電路,6.1 三相異步電動機的基本結構 6.2 三相異步電動機的工作原理 6.3 三相異步電動機的機械特性 6.4 三相異步電動機的啟動與反轉(zhuǎn) 6.5 三相異步電動機的運行與維護 6.6 三相異步電動機的銘牌參數(shù) 6.7 三相異步電動機的直接起動實驗 6.8 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制實驗,6.1 三相異步電動機的基本結構,6.1.1 定子結構 6.1.2 轉(zhuǎn)子結構 6.1.3 其他部件,三相異步電動機主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）兩個基本部分組成。定子和轉(zhuǎn)

2、子彼此由空氣隙隔開，為了增強磁場，空氣隙盡可能的小，一般為0.31.5mm，電動機的容量越大，空氣隙就越大。圖示為三相鼠籠式異步電動機的結構圖。,6.1.1 定子結構,三相異步電動機的定子主要由機座和裝在機座內(nèi)的圓筒形鐵心及鐵心上的定子線圈繞組構成。機座一般是由鑄鐵或鑄鋼制成，在機座內(nèi)裝有定子鐵心，鐵心是由互相絕緣的硅鋼片疊成。鐵心的內(nèi)圓周表面沖有均勻的平行槽，在槽中放置了對稱三相繞組。圖（a），（b），（c）分別為未裝繞組和裝有繞組的三相異步電動機的定子及定子硅鋼片的形狀,三相異步電動機的定子繞組共有六個引線端，分別固定在接線盒內(nèi)的接線柱上，各相繞組的始端分別用U1、V1、W1表示；末端用U

3、2、V2、W2表示。定子繞組的始末端在機座接線盒內(nèi)的排列次序如圖示：,定子繞組有星形和三角形兩種接法。若將U2、V2、W2接在一起， U1、V1、W1 分別接到A，B，C三相電源上，電動機為星形接法，實際接線與原理接線如圖所示。,如果將U1接W2，V1接U2，W1接2，然后分別接到三相電源上，電動機就是三角形接法，如圖示,6.1.2 轉(zhuǎn)子結構,三相異步電動機的轉(zhuǎn)子根據(jù)構造上的不同，分為鼠籠式和繞線式兩種型式。轉(zhuǎn)子鐵心也是由互相絕緣的硅鋼片疊成圓柱形，其表面沖有均勻分布的平行槽，用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子硅鋼片的形狀如圖示。,鼠籠式轉(zhuǎn)子的鐵心槽內(nèi)放置有粗銅條，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來，形狀像一個圓

4、筒形捕鼠的籠子，因此叫做鼠籠式轉(zhuǎn)子，如圖a。 目前，100 kW以下的鼠籠式電動機通常采用鑄鋁式，即把鋁熔化后澆注到轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，同時將轉(zhuǎn)子端部的短路環(huán)和冷卻電機的風扇也一起用鋁鑄成，如圖b，這種方法既簡單又節(jié)省銅材。,(a),(b),繞線式轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組相似，也為三相對稱繞組。轉(zhuǎn)子的三相繞組通常接成星形，三榷繞組的始端分別接到固定在軸上的三個銅制滑環(huán)，環(huán)與環(huán)、環(huán)與軸都彼此絕緣。在各環(huán)上用彈簧壓著碳制電刷，通過電刷使轉(zhuǎn)子繞組與變阻器接通。繞線式轉(zhuǎn)子的結構如圖示。繞線式轉(zhuǎn)子的特點是：轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)和電刷與變阻器接通，可以改變異步電動機的起動性能或調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。在正常工作情況下，轉(zhuǎn)子繞組

5、是短路的，不接入變阻器。繞線式與鼠籠式電動機在結構上有所不同，但工作原理是相同的。,電動機的其他部件有端蓋、軸承蓋、軸承、風扇、風扇罩、接線板和接線盒等。端蓋用于支撐轉(zhuǎn)子并遮蓋電動機內(nèi)部，一般由鑄鐵制成、固定在機座上。端蓋中間是軸承，每一個軸承的內(nèi)外側都有軸承蓋，防止?jié)櫥屯饬骱突覊m進人軸承。風扇用于冷卻電動機，一般裝在轉(zhuǎn)子的軸后端，外罩風扇罩，風扇罩用螺釘固定在機座上。接線板在接線盒內(nèi)，定子繞組的引出線固定在接線板的接線柱上。,6.1.3 其他部件,為了適應各種工作環(huán)境的需要，異步電動機的外殼可以制成開啟式、封閉式、防護式、防爆式等不同形式。圖示為防護式電動機。其外殼有遮蓋裝置，可以防水滴、

6、鐵削或其他雜物落人電動機內(nèi)部。防護式電動機常用在水泵和鼓風機上。封閉式電動機完全封閉，內(nèi)部與外部隔離，能防止灰塵、鐵削、水滴或其他飛揚物侵入電動機內(nèi)部。它除與防護式電動機有相同的用途外，還適用于灰塵多和水土飛濺的地方，如磨床、銑床，車床和球磨機等。,為了改善散熱條件，電動機的外殼上制有散熱片：防爆式電動機有嚴密的封閉結構，外殼具有較強的機械強度。一旦有爆炸性氣體侵人電動機內(nèi)部而發(fā)生爆炸時，電動機外殼能承受爆炸時的壓力，火花不會竄出外面而引起外界氣體爆炸。凡是有爆炸性氣體的工作場所，如礦山、化工車間及石油運輸和冶煉等場所，都必須采用防爆式電動機。,6.2 三相異步電動機的工作原理,6.2.1 磁

7、場對電流的作用 6.2.2 旋轉(zhuǎn)磁場 6.2.3 電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)原理,6.2.1 磁場對電流的作用,通常將帶有電流的導體叫做載流導體。當載流導體處于磁場中時要受到電磁力的作用，使導體向一定方向運動。 實驗證明：電磁力的大小與磁場的磁感應強度B，導體中的電流I及導體在磁場中的有效長度l成正比：在均勻磁場中，當導體與磁場E相垂直時，電磁力的大小為 FBIl 在式中，當B的單位為韋伯（Wb）、的單位為安培（A）、l的單位為米（m）時，電磁力F的單位是牛頓（N）。載流導體在磁場中所受電磁力的大小還與磁場和導體的相互位置有關，可以證明：當磁場與導體垂直時電磁力最大，平行時電磁力最小。,由實驗可知，電磁力

8、的方向既與電流方向垂直也與磁場的方向垂直。三者之間的關系可以用左手定則表示。如圖示，將左手的手掌伸平，使大拇指與其他四指垂直，讓手掌迎向磁場方向，四指指電流方向，大拇指所指的方向就是電磁力的方向。 由左手定則還可知，若要改變導體所受電磁力的方向，只要改變導體電流方向或者改變磁場方向即可。電動機和某些測量儀表就是利用電磁力的原理制成。,6.2.2 旋轉(zhuǎn)磁場,電流可以產(chǎn)生磁場是電磁現(xiàn)象的客觀規(guī)律。三相異步電動機工作時，定子繞組接成星形或三角形，接至對稱三相電源，三相電流通過三相繞組將產(chǎn)生一個在空間旋轉(zhuǎn)的磁場，在它的作用下，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。,用圖解法求三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。 假定電動

9、機的定子只有六個線槽，繞有三個繞組U1U2，V1V2 ，和W1W2，如圖示。三個繞組在定子鐵心槽上南分布彼此相隔120。,當將電動機定子繞組的三個線圈的始端U1、V1和W1接到對稱三相電源時，繞組中有對稱三相電流iA、iB、iC通過。設三相電源的相序是ABC，iA的初相為零，則對稱三相電流為 iAImsint iBImsin（t 120） iCImsin（t十120） 三相電流的波形和建立旋轉(zhuǎn)磁場的過程如圖示。,由圖可以看出，對于三相繞組形成的一對磁極旋轉(zhuǎn)磁場，電流變化一個周期，旋轉(zhuǎn)彥場在空間旋轉(zhuǎn)一周。即旋轉(zhuǎn)磁場每秒鐘的轉(zhuǎn)速等于交流電的頻率f，如果用n0表示旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘的轉(zhuǎn)速，則 n0 60

10、f 對于兩對磁極的電動機，電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場只轉(zhuǎn)過一對磁極的位置，磁場在空間只轉(zhuǎn)了半周，所以旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為60f / 2 。 依次類推當電動機有p對磁極時，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電流頻率和磁極對數(shù)的關系為 n0 60f /p 其中n0表示旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘的轉(zhuǎn)速與交流電頻率成正比；與電動機定子繞組的磁極對數(shù)成反比，通常將n0 稱為同步轉(zhuǎn)速。,當電源頻率為50 Hz時，對于不同磁極對數(shù)的電動機其旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速為 p1 n0 =6050/13000 rmin p 2 n0 =6050/21500 rmin p3 n0 =6050/3= 1000 rmin p 4 n0 =6050/4= 750rm

11、ln 由此可見，三相電動機磁極對數(shù)越多，其同步轉(zhuǎn)速就越低。電動機旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向由三相交流電的相序決定，若要改變旋轉(zhuǎn)磁場方向，只要改變通入電動機的三相電流相序即可。,6.2.3 電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)原理,1轉(zhuǎn)子中的感應電動勢 三相異步電動機是利用旋轉(zhuǎn)磁場和電磁感應原理工作。設某一瞬間三相交流電在定子繞組中合成的旋轉(zhuǎn)磁場如圖示此時旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速n0順時針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生相對運動，轉(zhuǎn)子繞組切割磁場，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電動勢。,感應電動勢的方向由右手定則確定，可假定轉(zhuǎn)子繞組向逆時針方向運動切割磁場。伸出右手，掌心迎向旋轉(zhuǎn)磁場的N極，大拇指與四指垂直，大拇指指向轉(zhuǎn)子繞切割磁場的方向，四指所指

12、的方向即為感應電動勢的方向。由圖可知，在中性線oo以上的轉(zhuǎn)子繞組中，感應電動勢方向是垂直紙面向外，在oo以下的轉(zhuǎn)子繞組中，感應電動勢的方向是垂直紙面向里的。,2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 由于異步電動機工作時轉(zhuǎn)子繞組被短路，所以在感應電動勢的作用下產(chǎn)生了感應電流，感應電流與感應電動勢的方向一致。電流的大小與轉(zhuǎn)子切割磁場的速度有關，當轉(zhuǎn)子靜止時，旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子相對切割的速率最大，感應電流也最大。 轉(zhuǎn)子繞組中有F感應電流，就要受到旋轉(zhuǎn)磁場電磁力的作用，方向由左手定則判定。由圖中可以看出電磁力F的方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，也為順時針方向。電磁力在轉(zhuǎn)子上形成轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。,轉(zhuǎn)子的

13、轉(zhuǎn)速必須小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運動，因此轉(zhuǎn)子不再切割磁場，不能產(chǎn)生感應電動勢和電流，轉(zhuǎn)子在磁場中也就不會受到電磁力的作用，沒有產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動。所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定要小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步速，兩個轉(zhuǎn)速不能同步，因此將這種電動機叫做異步電動機。由于異步電動機原理是建立在電磁感應基礎上的，所以也稱之為感應式電動機,若用n表示電動機的轉(zhuǎn)速，則同步速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差叫做轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步速的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即 s（n0 n）/ n0 因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n（1一s）n0 轉(zhuǎn)差率表示了轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間相對運動速度的大小，

14、它是分析異步電動機工作情況的重要參數(shù)。當電動機接通電源起動瞬間， n00，s1；當電動機轉(zhuǎn)速接近同步速時， n n0 ，s0。顯然，轉(zhuǎn)差率越小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)的越快；反之，轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)的越慢。電動機在正常運行時， n0 n0，0s1。,例 一臺四極三相異步電動機，轉(zhuǎn)子實際轉(zhuǎn)速為1440 rmin，電源頻率為50 Hz。求這臺電動機的轉(zhuǎn)差率。 解 四極為二對磁極，電動機的磁極對數(shù)p2，其同步速 n0=60f /p=6050/21500 rmin 轉(zhuǎn)差率 s =（n0 n）/ n0 =(15001440)/1500 0.04,例 一臺四對磁極的三相異步電動機，接在工頻電源上，其轉(zhuǎn)差率為0.02。求電

15、動機的轉(zhuǎn)速。 解 電動機同步速 n0=60f /p=6050/4 =750rmin 可知電動機轉(zhuǎn)速 n（1一s）n0 （0.2）750 735 rmin,6.3 三相異步電動機的機械特性,異步電動機工作時，轉(zhuǎn)速將隨著負載轉(zhuǎn)矩的增大而下降，這是因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降后，導致轉(zhuǎn)差率增大，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的感應電流及轉(zhuǎn)差率增大，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生較大的感應電流及相應的電磁轉(zhuǎn)矩，與外負載轉(zhuǎn)矩的增大相平衡。當電動機定子電壓和頻率保持不變時，三相異步電動機的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關系稱為機械特性。,通過實驗可以得到如圖示三相異步電動機的機械特性曲線。機械特性曲線上的N、M、S三個特殊的工作點代表了三相異步電動機的三

16、個重要工作狀態(tài)。,（1）額定狀態(tài)。 額定狀態(tài)是電動機的電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速都等于額定值時的狀態(tài)，電動機工作在特性曲線的N點，約在n0M段的中間附近。這時的轉(zhuǎn)差率sN、轉(zhuǎn)速nN和轉(zhuǎn)矩TN分別稱為額定轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩。 額定狀態(tài)說明了電動機的長期運行能力。因為，若TTN，則電流和功率都會超過額定值，電動機處于過載狀態(tài)。長期過載運行電動機的溫度會超過允許值，將會降低電動機的使用壽命，甚至會燒毀，所以電動機不允許長期過載運行。因此，長期運行時電動機的工作范圍應在機械特性的n0N段。,（2）臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)是電動機的電磁轉(zhuǎn)矩等于最大時的狀態(tài)，工作點在特性曲線上的M點。這時的電磁轉(zhuǎn)矩TM稱為

17、最大轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)差率sM、和轉(zhuǎn)速nM分別稱為臨界轉(zhuǎn)差率和臨界轉(zhuǎn)速。 臨界狀態(tài)說明電動機的短時過載能力。電動機雖然不允許長期過載運行，但是只要過載時間很短，電動機溫度沒有超過允許值，短時間過載是允許的。在過載運行時，負載轉(zhuǎn)矩必須小于最大轉(zhuǎn)矩，否則電動機帶不動負載，轉(zhuǎn)速會越來越低，直到停轉(zhuǎn)，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。堵轉(zhuǎn)時，s1，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對運動速度最大，電流比額定電流大得多，時間一長，電動機會出現(xiàn)嚴重過熱，甚至燒壞。因此，通常用最大轉(zhuǎn)矩TM和額定轉(zhuǎn)矩TN的比值來說明異步電動機的短時過載能力，稱為過載系數(shù)，用KM表示，即 M TM /TN 一般Y系列三相異步電動機的KM22.2,（3）起動狀態(tài) 起動狀態(tài)是

18、電動機剛接通電源，轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時的工作狀態(tài)，工作點在特性曲線的S點。這時的轉(zhuǎn)差率s=1，轉(zhuǎn)速n0，對應的電磁轉(zhuǎn)矩TS稱為起動轉(zhuǎn)矩。 起動狀態(tài)說明了電動機的直接起動的能力，因為只有在TS TN時，電動機才能起動。 TS大，電動機才能滿載起動； TS小，電動機只能輕載或空載起動。通常用起動轉(zhuǎn)矩TS ，和額定轉(zhuǎn)矩TN的比值說明異步電動機的直接起動能力叫做起動系數(shù)，用KS表示。即 KS TS /TN Y系列三相異步電動機的KS1.62.2,6.4 三相異步電動機的啟動與反轉(zhuǎn),6.4.1 三相異步電動機的啟動電流 6.4.2 三相異步電動機的啟動方法 6.4.3 三相異步電動機的反轉(zhuǎn),6.4.1 三相異

19、步電動機的啟動電流,電動機接通電源后開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速要逐漸增高，直到正常轉(zhuǎn)速為止，這一段過程稱為起動過程。起動過程的時間一般為幾秒鐘。下面介紹異步電動機在起動時的特點和常用的幾種起動方法。,鼠籠式異步電動機在起動時有兩個特點：一是起動電流很大，二是起動轉(zhuǎn)矩較小。這是因為電動機在接通電源的瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n0，轉(zhuǎn)差率s1，旋轉(zhuǎn)磁場與尚未轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子之間有最大的相對運動速度。因此，在轉(zhuǎn)子籠條中產(chǎn)生最大的感應電動勢，由于轉(zhuǎn)子籠條是短路的，所以要產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子電流。一般起動時的轉(zhuǎn)子電流約為額定負載時的（58）倍。異步電動機轉(zhuǎn)子電流是由定子電流通過感應電動勢供給，所以當轉(zhuǎn)子電流很大時，定子電流也很大。鼠籠式電

20、動機的起動電流一般為額定電流的（47）倍。電動機在起動后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸增加，籠條切割旋轉(zhuǎn)磁場的速度越來越小，因此定子電流也逐漸減小。對于容量不大的電動機，大約經(jīng)過（5l0）秒鐘的起動時間，轉(zhuǎn)速可以達到穩(wěn)定的數(shù)值。,電動機的起動電流大，會使線路電壓降低，引起電網(wǎng)電壓的波動，影響電網(wǎng)上其他電氣設備的正常運行。再者由于起動時定子電流和轉(zhuǎn)子電流都很大，使定子繞組和轉(zhuǎn)子過度發(fā)熱，而且起動時間越長，發(fā)熱越嚴重，其結果將加速絕緣老化，縮短電動機的使用壽命。此外，在過大電流的沖擊下，定子繞組和轉(zhuǎn)子籠條也會受到過大的電磁力仵用，產(chǎn)生變形。所以，為了保證電動機安全可靠運行，必須設法降低起動電流。,6.4.2 三相

21、異步電動機的啟動方法,三相異步電動機有全壓起動和降壓起動兩種起動方式。全壓起動也稱為直接起動，這種起動方式所用設備簡單，投資小，起動時間短，起動方式可靠，較小容量的電動機常采用此方式。但當電動機的容量較大或電源變壓器的容量和線路壓降規(guī)定不允許直接起動時，就必須采用降壓起動。降壓起動的目的是減小起動電流，由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，電壓降低后，起動轉(zhuǎn)矩也降低。因此，降壓起動方法，常用于輕載起動的電動機或容量較大的電動機。,1全壓起動 全壓起動就是將電動機直接加額定電壓起動。電動機能否采用直接起動，要由電源變壓器、起動次數(shù)及電動機類型等因素決定。直接起動常用的控制設各有三相膠蓋瓷底刀問

22、開關、鐵殼開關、交流接觸器及自動空氣開關等。 圖示為開關控制電動機直接起動的原理電路，起動時閉合開關K，則三相交流電壓通過熔斷器RD、開關K直接加到電動機D上。,圖示為交流接觸器控制電動機的電路，三相電源通過開關K和熔斷器RD經(jīng)接觸器的主觸頭CJ1與電動機相接，這條電路叫做主電路。由起動按鈕QA，停止按鈕TA和帶有活動鐵心的線圈CJ組成的串聯(lián)電路對接觸器進行控制，叫做控制電路。起動按鈕QA是常開按鈕，即QA平常處于斷開狀態(tài)，只有當手按下按鈕時才接通電源，手松開后，電路叉重新斷開。停止按鈕TA是常閉按鈕，平常TA處于接通狀態(tài)，當手按下，電路斷開；手松開后電路又重新接通。,交流接觸器的動作原理是：

23、起動電動機時，先將開關閉合，然后按下起動按鈕QA，接通控制電路，CJ線圈通電，電磁鐵吸引住銜鐵，主電路中CJ的三個觸頭CJ1和控制電路中的一個連鎖觸頭CJ2閉合，使起動按鈕兩端接通，起自保持作用，這時松開起動按鈕，電動機照常運行。停機時，按下停止按鈕TA，使控制電路斷開，CJ線圈斷電，主觸頭CJ1和連鎖觸頭CJ2都自動斷開電動機停止運行。,2降壓起動 利用起動設備將電壓適當降低，然后加在電動機的定子繞組上起動，以限制起動電流，等到電動機轉(zhuǎn)速上升到正常轉(zhuǎn)速時，再將電動機的電壓恢復到額定值。這種起動方法稱為降壓起動，常用于較大容量的電動機在輕載或空載情況下起動。常用的降壓起動方法有以下幾種：,（1

24、）定子繞組串聯(lián)電阻或電抗降壓起動。 圖示為電動機定子繞組串聯(lián)電阻的起動電路。起動時，先打開開關K2，再閉合開關K1，此時三相交流電源通過電阻R加在電動機定子繞組上，其中電源電壓的一部分降落在電阻R上，從而使加在電動機定子繞組上的電壓降低，達到降壓起動的目的。在電動機轉(zhuǎn)速上升到正常轉(zhuǎn)速后，再閉合開關K2，利用K2將電阻R短路，則電動機就在額定電壓下運行。 同理，可以將電阻換為電抗線圈進行降壓起動，電抗降壓起動比電阻降壓起動消耗的電能較少，但設備成本較高。,（2）星三角起動 對于正常運行時定子繞組作三角形連接的電動機，可以利用星形與三角形變換繞組的接法進行降壓起動。圖示為采用三相雙投開關進行星形與

25、三角形變換的起動電路。電動機起動時，先將開關K2投向位置“1”，使定子繞組接成星形；然后閉合開關K1起動電動機，當轉(zhuǎn)速升高后，再將K2投向位置“2”，電動機接成三角形正常運行。,（3）自耦變壓器降壓起動 自耦變壓器降壓起動的起動方法是利用自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，以達到降壓起動的目的，圖示為自耦變壓器降壓起動的原理電路。 起動時，首先打開開關K2，然后閉合開關K1，電動機的定子繞組便接在自耦變壓器的二次側，降低了起動電壓，從而減小了起動電流。待電動機轉(zhuǎn)速上升至額定值后，再閉合K2，電動機就在額定電壓下正常運行。 自耦變壓器降壓起動的設備通?？煞譃槭謩雍妥詣涌刂苾深?。用這種方法

26、起動的特點是，電動機起動轉(zhuǎn)矩較大，但設備較復雜，通常用于高壓或大容量電動機的起動。,6.4.3 三相異步電動機的反轉(zhuǎn),在實際中，經(jīng)常需要改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，稱為反轉(zhuǎn)。三相異步電動機的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，旋轉(zhuǎn)磁場的方向由三相電流的相序決定，所以電動機的轉(zhuǎn)向取決于電動機電壓的相序。若要改變電動機轉(zhuǎn)向，只需要改變通入電動機的三相電流的相序即可。,實際中將電動機接在電源上的三根導線的任意兩根對調(diào)位置，就可以實現(xiàn)電動機的反轉(zhuǎn)。 圖示為三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路，它是利用轉(zhuǎn)換開關K改變電動機電壓的相序，從而使電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。,6.5 三相異步電動機的運行與維護,6.5.1 啟動前的檢查 6.5

27、.2 啟動時注意事項 6.5.3 運行中注意事項,6.5.1 啟動前的檢查,異步電動機在起動前應作如下檢查，以保證電動機的安全運行。 （1）新裝和停機三個月以上的電動機，起動前應測量絕緣電阻，看其是否符合絕緣標準。一般對于低壓電動機可以用搖表進行測量，高壓電動機要進行耐壓試驗； （2）檢查電動機端蓋、軸承壓蓋及機座等處螺絲有無松動現(xiàn)象； （3）用手撥動轉(zhuǎn)子，檢查轉(zhuǎn)動是否靈活，有無摩擦雜音，并檢查軸承潤滑等情況；,（4）檢查導線、熔斷器與開關接觸是否緊密，有無松動、斷股等現(xiàn)象； （5）檢查接地線接觸是否可靠； （6）檢查傳動裝置是否良好； （7）檢查三相電源電壓是否時稱； （8）通知有關人員，電

28、動機即將起動。,6.5.2 起動時應注意的事項,（1）閉合開關后，如果電動機轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動，應立即斷開開關，查明原因，清除故障后才允許重新閉合開關； （2）閉合開關后，如果電動機發(fā)出異常響聲，應立即斷開開關，檢查電動機、傳動裝置和保險等； （3）閉合開關后，應注意觀察電動機帶動的機械及電流表、電壓表的情況，如有異常，應立即斷開開關； （4）起動時如發(fā)現(xiàn)電動機冒火或電動機振動過大，應立即停機檢查； （5）一般電動機空載起動不能連續(xù)超過35次，在運行中停機不久再次連續(xù)起動不能超過23次； （6）若電動機運轉(zhuǎn)方向反了，應立即斷開開關，調(diào)換電源任意兩相的接線，即改變?nèi)嗟南嘈颍瑥亩淖冃D(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，

29、也就改變了電動機的轉(zhuǎn)動方向。,6.5.3 運行中注意事項,一般大型電動機都裝有繼電保護裝置，當電動機發(fā)生事故時，保護裝置動作使電動機脫離電源。對于用熔斷器保護的電動機應注意監(jiān)視其運行情況；如閉合開關電動機運轉(zhuǎn)后，電動機處于無人監(jiān)視下運行，當發(fā)生故障時（尤其是一相熔絲熔斷，電動機缺相運行情況），若不及時處理，就會燒毀電動機，因此要對電動機進行運行監(jiān)視。,（1）通過電壓表監(jiān)視電源電壓的變化。要求電壓的變化與電動機額定電壓的偏差在5范圍內(nèi)，同時要求三相電壓基本對稱。 （2）由電流表監(jiān)視電動機的三相電流。要求電流不能超過電動機銘牌上規(guī)定的額定電流值。沒有安裝電流表的電動機，可以利用鉗形電流表定時檢查三

30、相電流是否平衡或過載。 （3）監(jiān)視電動機的溫升。電動機在運行中都不能超過制造廠所規(guī)定的溫升限度。大型電動機都用溫度計監(jiān)視，沒有溫度計的電動機一般可以用手摸其外殼的方法來判斷。當手感覺非常燙以致難以忍受時，說明電動機溫度已超過90。此外還要注意軸承溫度是否正常。,（4）在運行中要經(jīng)常檢查電動機有無不正常的振動和響聲。在正常運行時電動機產(chǎn)生一種均勻的響聲，沒有雜音和怪叫聲。若運行中電動機發(fā)出特別大的嗡嗡聲，表示電流過大，這是由于過負載或三相電流顯著不平衡引起；發(fā)出時高時低的嗡嗡聲，而且機身振動，表示轉(zhuǎn)子出現(xiàn)斷條；如發(fā)出咝咝聲，表示軸承潤滑油不足；發(fā)出咕嚕咕嚕聲，表示軸承中鋼珠損壞；若從定子外殼上聽

31、到嘶嘶聲，表示定子硅鋼片松弛；若有不均勻的嚓嚓聲、表示定子與轉(zhuǎn)子有相摩擦現(xiàn)象。運行人員發(fā)現(xiàn)電動機有不正常的響聲后，應立即停機，對電動機進行檢查、修理，校正安裝。 （5）電動機在運行中如運行人員嗅聞到有絕緣漆的焦味，應立即切斷電源，停機檢查。除此以外，還應注意軸承、通風等情況是否良好。,6.6 三相異步電動機的銘牌參數(shù),每臺電動機的機殼上都裝有一塊銘牌，上面標有這臺電動機的各種額定值和性能，對正磚使用、檢查和修理電動機有很大的幫助。表6l摘錄了部分常見國產(chǎn)異步電動機的產(chǎn)品名稱代號及其漢字意義，其余部分可查閱有關電機產(chǎn)品目錄或電工手冊。,現(xiàn)以Y系列電動機為例說明銘牌中主要項目的意義。Y系列電動機是

32、我國自行設計的封閉型鼠籠式三相異步電動機，是JO等老系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它不僅符合國家標準，也符合國際電工委員會標準。功率范圍0.55kW160kW。下面為某臺Y系列電動機的銘牌,（1）型號：,（2）額定功率PN：指電動機在額定狀態(tài)運行時，電動機軸上輸出的機械功率，單位是kW。 （3）額定電壓UN：電動機在額定狀態(tài)下運行時，定子三相繞組應加的線電壓值。通常在銘牌上標有兩種電壓值，例380/220V，表示定子繞組采用星形或三角形連接時的線電壓值。 （4）額定電流IN：電動機在額定狀態(tài)下運行時，定子三相繞組的線電流值。對于定子繞組的不同接法，通常在銘牌上標有兩種額定電流值。,（5）額定頻率fN：電

33、動機在正常運行時，定子繞組所加交流電壓的頻率。 （6）額定轉(zhuǎn)速nN：電動機在額定頻率和額定負載下運行時，每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。 (7）額定功率因數(shù)cosN：N為電動機在額定狀態(tài)運行時，定子相電流與相電壓之間的相位差。 （8）接法：三相異步電動機定子繞組有兩種接法，星形和三角形。究竟采取哪一種接法取決于電源電壓。 （9）溫升：溫升是指電動機繞組溫度比規(guī)定環(huán)境溫度（一般為35）所高出的度數(shù)。例如銘牌上的溫升是60，就是說電動機定子繞組的溫度不能超過603595。,（10）絕緣等級：絕緣等級是指電動機中聽用絕緣材料的耐熱等級，它決定電動機允許的最高溫度。目前，一般電動機采用E級絕緣，允許的最高溫度為120；

34、Y系列電動機采用B級絕緣，允許的最高溫度為130 。 （11）工作方式：電動機的工作方式有連續(xù)、短時和斷續(xù)三種。連續(xù)：表示電動機在額定狀態(tài)下可以長時間連續(xù)使用，繞組不會過熱。短時：表示電動機不能連續(xù)使用，只能按制造廠規(guī)定的時間短時使用。斷續(xù)：這種電動機的工作是短時的但是可以多次斷續(xù)重復使用。 此外，銘牌上還注明有電動機重量、制造廠名、出廠編號和出廠年月等。,6.7 三相異步電動機的直接起動實驗,6.7.1 實驗目的 6.7.2 預習要求 6.7.3 實驗儀器和設備 6.7.4 實驗內(nèi)容和步驟 6.7.5 注意事項,6.7.1 實驗目的,1認識鼠籠式三相異步電動機、交流接觸器、熱繼電器、按鈕等幾

35、種常用控制電器。 2加深對三相異步電動機進行直接起動的理解。 3學習用萬用表檢查控制電路的方法，培養(yǎng)分析及排除電路故障的能力。,6.7.2 預習要求,1了解三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)的含義。 2復習交流接觸器、熱繼電器、按鈕等控制電器的工作原理及用途。 3復習三相異步電動機直接起動及工作原理，并理解自鎖的作用。,6.7.3 實驗儀器和設備,6.7.4 實驗內(nèi)容和步驟,實驗前要識別并熟悉實驗板上的交流接觸器的線圈端子及觸點，熱繼電器的熱元件端子及觸點，電動機的銘牌數(shù)據(jù)。 1三相異步電動機點動與直接起動控制 （1）三相異步電動機點動控制 在斷開連接電源的三相閘刀開關的情況下，根據(jù)圖示電路連接線路。先接主電路，后接控制電路（實驗中可不接熱繼電器）。接完線路后，經(jīng)指導教師檢查無誤再接通電源。通過按下按鈕SB，觀察電動機的點動工作情況。,（2）三相異步電動機直接起動控制 斷開電源，將點動控制的控制電路改接為圖示的直接起動控制電路（主電路不變）。接完線路后，經(jīng)指導教師檢查無誤，再接通電源。通過按下起動按鈕SB2 觀察電動機的連續(xù)運轉(zhuǎn)情況。若要使電動機停止運轉(zhuǎn)，可按下停止按鈕SB1。 比較三相異步電動機點動控制與直接起動控制線路上的區(qū)別。,6.7.5 注意事