1、電動(dòng)機(jī)常識(shí)、茌平縣技工學(xué)校講師王蘭輝、電能優(yōu)勢(shì)、電能的產(chǎn)生、傳輸、分配、控制和轉(zhuǎn)換都是便利高效的，它處于各種能源轉(zhuǎn)換的中間階段。 電動(dòng)機(jī)首先承擔(dān)著發(fā)電的功能，在現(xiàn)在的條件下其他的能量通過三相同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。 電能的傳輸分配主要由變壓器負(fù)擔(dān)。 把電能發(fā)送給用戶后，把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能工作必須用電動(dòng)機(jī)完成。 馬達(dá)應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。 三相異步電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)：機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換裝置。 機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換過程是電磁場(chǎng)與通電導(dǎo)體相互作用的結(jié)果。 發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生是在1832年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律不久，世界上首次出現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)雛形。 1866年德國(guó)的工程師西門子制發(fā)電機(jī)1870年比利時(shí)人的克發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，直

2、到愛迪生發(fā)明了電燈(1878年最初的電燈使用日本的竹絲，1906年愛迪生使用鎢絲制作燈絲，這個(gè)電燈現(xiàn)在經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，馬達(dá)工業(yè)成了機(jī)械工業(yè)的一部分。 以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力拖曳生產(chǎn)機(jī)械的電力拖曳方式比其他(蒸汽、水力等)拖曳方式效率高，控制簡(jiǎn)便，快速性好，容易實(shí)現(xiàn)完美的保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)遙測(cè)控制，容易實(shí)現(xiàn)集中管理和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 多種多樣的電動(dòng)機(jī)可以滿足不同類型的生產(chǎn)機(jī)械的要求。 電動(dòng)機(jī)、變壓器(靜止電動(dòng)機(jī))、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、(轉(zhuǎn)速一定)、交流電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)、三相單相、電動(dòng)機(jī)(可逆性)、發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的控制系統(tǒng)中的功能類別：馬達(dá)尺寸

3、類別，大型：中心高度0.63m，功率范圍400kW以上，電壓3kV和6kV。 中型：中心高度=0.3550.63m，功率范圍451250kW以上，電壓為380V、3kV、6kV。 小型：中心高度=0.080.315m，功率范圍0.6125kW以上，電壓380V。 三相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，結(jié)實(shí)耐用，易于使用等。 異步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：功率因數(shù)低，調(diào)速困難，起動(dòng)性能差。 但是，隨著功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償、變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，異步電機(jī)取代直流電機(jī)的趨勢(shì)很大。 異步電機(jī)的應(yīng)用： 1、單相異步電機(jī)功率小，多用于小型機(jī)械設(shè)備和家電設(shè)備。 2、三相異步電動(dòng)

4、機(jī)功率大，多用于工礦企業(yè)。 直流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)是指以直流電流旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的起動(dòng)性能和調(diào)速性能(可在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，容易控制)，但直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械式整流子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)時(shí)，不僅價(jià)格昂貴，而且運(yùn)行中容易產(chǎn)生火花，而且整流子的機(jī)械強(qiáng)度不高，電刷容易磨損等問題因此，在運(yùn)轉(zhuǎn)中需要定期的維護(hù)檢查，對(duì)環(huán)境的要求也很高，不適用于化學(xué)工業(yè)礦山等周圍環(huán)境中有灰塵、腐蝕性氣體和容易燃燒的爆炸性氣體的場(chǎng)所。 特別是有換流的問題，直流電動(dòng)機(jī)不能成為高速大容量的機(jī)組。 因此，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)高速大容量化發(fā)展的要求。 直流電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，直流電機(jī)的應(yīng)用，直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于軋機(jī)、高爐卷?yè)P(yáng)、電力機(jī)車

5、、無(wú)軌電車、機(jī)床等工作負(fù)荷變化大、要求頻繁起動(dòng)、方向變更、調(diào)速平穩(wěn)的生產(chǎn)機(jī)械，也應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)縫紉機(jī)和電動(dòng)玩具。 目前，搭載晶閘管整流電源的直流電動(dòng)機(jī)可以在交流電網(wǎng)上直接運(yùn)行。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，異步電動(dòng)機(jī)主要由兩部分組成。 固定部分叫定子，旋轉(zhuǎn)部分叫轉(zhuǎn)子。 定子和轉(zhuǎn)子之間有一個(gè)稱為氣隙的小間隙。 氣隙用于儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，使轉(zhuǎn)子能夠自由旋轉(zhuǎn)。 1 .三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由于氣隙越小，產(chǎn)生相同大小的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)所需的勵(lì)磁電流也越小，勵(lì)磁電流基本上是無(wú)功電流，因此通過減少勵(lì)磁電流能夠提高功率因數(shù)。 為了提高電機(jī)的功率因數(shù)，氣隙應(yīng)盡可能小。 但是，氣隙越過隊(duì)長(zhǎng)翼的話，組裝變

6、得困難，駕駛變得不確定。 中小型電機(jī)的氣隙一般為0.22mm左右。 動(dòng)畫、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖、異步電動(dòng)機(jī)的定子是異步電動(dòng)機(jī)不動(dòng)的部分。 (1)收納在定子、機(jī)臺(tái)、定子繞組、定子鐵心、定子鐵心、機(jī)臺(tái)內(nèi)，在內(nèi)壁設(shè)置槽的中空?qǐng)A柱體，在槽內(nèi)設(shè)置定子繞組。 定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。 為了減少鐵芯損失，定子鐵芯是由厚度0.5mm的硅鋼板層疊而成，單側(cè)之間絕緣。 用絕緣的銅線纏繞，嵌入定子鐵心的槽內(nèi)，線圈和槽壁用絕緣材料隔開。 定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，其主要作用是通過電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 定子繞組、定子繞組、端子箱、三相定子繞組的6個(gè)引出線。 三相繞組的起始端和終止端分別用U1、V1、W1和U2、

7、V2、W2表示。 引導(dǎo)至端子箱的配線板，可根據(jù)需要與三角或星形的接合法連接。 端子箱、L1、L2、L3、L1、L2、L3、機(jī)臺(tái)在電動(dòng)機(jī)的外殼中起到支撐散熱的作用，要求足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛性，能夠承受輸送和運(yùn)轉(zhuǎn)中的各種作用力，通常用鑄鐵鑄造，大容量的異步電動(dòng)機(jī)，采用鋼板焊接機(jī)臺(tái)、端子轉(zhuǎn)子組成由旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成。 轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一般由0.5mm厚的硅鋼板層疊。 鐵心固定在電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，大型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心嵌入轉(zhuǎn)子支架。 轉(zhuǎn)子鐵心、旋轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子繞組的作用是通過感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)樣式：有籠式和繞組式兩種。 根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)

8、構(gòu)形式，異步電動(dòng)機(jī)分為籠型異步電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)通風(fēng)機(jī)、機(jī)床、輸送機(jī)械等各種機(jī)械。 繞組轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)：起動(dòng)扭矩大，提升機(jī)，水泵，行走。 轉(zhuǎn)子繞組的外形像“籠子”。 由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈不需要從外部電源供給電力，所以可以自閉構(gòu)成短路線圈。 籠型轉(zhuǎn)子、繞線型轉(zhuǎn)子繞組、繞線轉(zhuǎn)子、繞線轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組同樣是對(duì)稱三相繞組。 與y連接時(shí)，其3根引線分別與軸上的3個(gè)集電環(huán)連接，通過刷子引出與外部回路連接。 可在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)安裝外置的附加電阻和其他控制裝置，改善三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能和調(diào)速性能。 其目的在于，在繞組轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)上還裝備有電刷短路裝置，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成而不需要調(diào)速時(shí)，操作手柄提

9、升電刷的全電阻，同時(shí)使3根集電環(huán)短路，降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的電刷磨損和摩擦損失。 轉(zhuǎn)子繞組外置變阻器、2 .三相異步電動(dòng)機(jī)的符號(hào)、三相異步籠型電動(dòng)機(jī)、三相異步繞組型電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)、功率：電動(dòng)機(jī)在銘牌的規(guī)定條件下正常動(dòng)作時(shí)輸出到旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械功率稱為額定功率或容量PN。 單位為千瓦(kW )。 電壓：電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，施加在定子線圈上的線間電壓UN。 單位為螺栓(v )。 電流：電動(dòng)機(jī)為額定電壓，旋轉(zhuǎn)軸有額定功率輸出時(shí)，定子線圈的線電流。 單位是安(a )。 頻率：與電機(jī)連接的交流電源的頻率。 單位是赫茲(Hz )。我國(guó)電網(wǎng)的頻率是50Hz。 轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)為額定電壓和額定頻率，旋轉(zhuǎn)軸有

10、額定功率輸出時(shí)的轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速。 單位為旋轉(zhuǎn)/分鐘(r/min )。 接合法：指定三相定子繞組是與三角形(d )連接還是與星形y連接。 功率因數(shù)：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，定子相電壓與相電流相位差的侑弦。 效率：電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸上輸出功率PN與定子輸入功率P1N之比：定子輸入功率：標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：表示電動(dòng)機(jī)制造商設(shè)定該電動(dòng)機(jī)時(shí)的技術(shù)文件，“GB”為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 溫度上升：電機(jī)內(nèi)的溫度和環(huán)境溫度的差。 環(huán)境溫度(海拔1000米以下) 40。 絕緣等級(jí)：電機(jī)使用的絕緣材料的等級(jí)。 絕緣等級(jí)為h，最高容許動(dòng)作溫度180絕緣等級(jí)為f，最高容許動(dòng)作溫度155絕緣等級(jí)為b，最高容許動(dòng)作溫度130絕緣等級(jí)為e，最高容

11、許動(dòng)作溫度120絕緣等級(jí)為a，最高容許動(dòng)作溫度為105。 絕緣材料的等級(jí)與電動(dòng)機(jī)的允許溫度上升有關(guān)：如果電動(dòng)機(jī)的絕緣一直在最高允許工作溫度以下，一般可以保證20年的壽命。 例如： a絕緣，在9095壽命達(dá)到20年，而在95以上壽命每上升8 10壽命就減半。 以110工作時(shí)，壽命只有45年。 電機(jī)的絕緣受損時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)中外殼帶電。 如果外殼帶電，電動(dòng)機(jī)沒有良好的接地裝置，則作業(yè)人員接觸外殼時(shí)會(huì)發(fā)生觸電事故。 因此，電機(jī)的安裝、使用必須要有接地保護(hù)。 絕緣破壞也可能導(dǎo)致電短路燒損電機(jī)等事故。 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理，實(shí)驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生，在異步電動(dòng)機(jī)中，三相定子線圈產(chǎn)生

12、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，()電流流出，()電流流入，結(jié)論：磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角度與電流相位角一致，改變旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：任意兩相電源， 更換旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，使BC兩相相位順序反轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1同步轉(zhuǎn)速，上述結(jié)構(gòu)的三相異步電動(dòng)機(jī)，1個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)360周，如果將n1稱為同步轉(zhuǎn)速，則每分鐘的轉(zhuǎn)速：(極對(duì)數(shù)p=)形成的磁場(chǎng)是2對(duì)磁極。極對(duì)數(shù)： p=2，t=60，磁場(chǎng)在空間中旋轉(zhuǎn)30周，1個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間中旋轉(zhuǎn)180周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度即同步旋轉(zhuǎn)速度為：(旋轉(zhuǎn)/分鐘，r/min )，接著商用電源在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子電路為閉合電路，通過感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的

13、工作原理，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，電磁力在旋轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，對(duì)稱的三相定子線圈通過對(duì)稱的三相交流電流，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電位，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子電流和磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的基本動(dòng)作原理、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速n1的關(guān)系、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向一致，但如果，為什么總是？ 同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差與同步轉(zhuǎn)速n1之比為滑動(dòng)率s (也稱為滑動(dòng)):(1)滑動(dòng)率、一般異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間：(起動(dòng)瞬間滑動(dòng)率最大1 )、滑動(dòng)率3360、n1這樣的滑動(dòng)率的可取值的范圍轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的頻率：轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(或感應(yīng)電流)的頻率，

14、一、機(jī)械特性曲線、轉(zhuǎn)矩t與滑差率s的關(guān)系曲線稱為機(jī)械特性，硬特性：負(fù)荷變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)轉(zhuǎn)特性好。 軟特性：負(fù)荷增加轉(zhuǎn)速降低快，但起動(dòng)扭矩大，起動(dòng)特性好。 分別為、1 0、s n、0 n0、t、穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)、TmU12； TstU12； n1和sm與電壓無(wú)關(guān)，電風(fēng)機(jī)種負(fù)載的運(yùn)行區(qū)域適用于帶定轉(zhuǎn)矩負(fù)載、帶通風(fēng)機(jī)負(fù)載、三相異步電動(dòng)機(jī)三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩，(1)額定轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)以額定電壓、額定轉(zhuǎn)速nN運(yùn)行，輸出額定功率PN時(shí)，輸出至電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩。 (nm)tltmax電機(jī)因不承受負(fù)荷而停止。 (2)最大扭矩：電機(jī)驅(qū)動(dòng)最大負(fù)載的能力。過載系數(shù)：三相異步電機(jī)的、(3)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，體現(xiàn)了電

15、機(jī)帶載體起動(dòng)的能力。 馬達(dá)可以啟動(dòng)。 無(wú)法啟動(dòng)。 n=0時(shí)，s=1、起動(dòng)能力：例3三相異步電動(dòng)機(jī)、額定功率PN=10kW、額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min、起動(dòng)能力Tst/TN=1.2、過載系數(shù)求出：額定轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、(1)額定轉(zhuǎn)矩TN、(2)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst、(3) 用y方法啟動(dòng)時(shí)的Tst、解、機(jī)械特性與電路殘奧表的關(guān)系籠形電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)軌的金屬材料與R2不同，如果可能的話R2不變。 電磁旋轉(zhuǎn)距離的大小與電源電壓的平方成正比，二、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和制動(dòng)方法，一.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，在三相對(duì)稱電源上連接異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)最初的啟動(dòng)扭矩大于負(fù)載扭矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀

16、態(tài)。 這個(gè)過程稱為異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)剛剛起動(dòng)(n0，s=1)時(shí)，將三相異步電動(dòng)機(jī)的定子線電流稱為異步電動(dòng)機(jī)的初始起動(dòng)電流Ist。 電機(jī)啟動(dòng)電流如此大的原因：在電機(jī)啟動(dòng)瞬間，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速快，所以轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相對(duì)切斷速度大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，感應(yīng)電流必然大，而且由于轉(zhuǎn)子電流由定子線圈感應(yīng)，所以定子線圈電流也大異步電動(dòng)機(jī)以額定電壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，(最初的)啟動(dòng)電流為額定電流的47倍。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流大的危害1，線上發(fā)生大的線路電壓下降，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電源電壓下降。 特別是在電源容量小時(shí)啟動(dòng)馬達(dá)，電壓降會(huì)增多。 這可能會(huì)影響同一電源上的其他耗電設(shè)備的正常運(yùn)行。 2 .大的起動(dòng)電流在線路和電機(jī)上產(chǎn)生的損失很大，引起發(fā)熱。 特別是單元轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j較大時(shí)，啟動(dòng)較慢，啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的損失較大，電機(jī)過熱，溫度上升，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)可能燒損。 有足夠大的第一個(gè)啟動(dòng)扭矩盡可能小第一個(gè)啟動(dòng)電流啟動(dòng)中的功耗盡可能小啟動(dòng)操作容易，啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。 啟動(dòng)性能的要求：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的電流和功率因數(shù)與滑差率s的關(guān)系，一、籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法(一)直接啟動(dòng)(全壓?jiǎn)?dòng))的特征：?jiǎn)?dòng)電流大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，不啟動(dòng)時(shí)n=0，s=1，簡(jiǎn)化等效電路中已知的缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流大，ist=(應(yīng)用：當(dāng)電機(jī)容量小于10kW或其容量不超過電源變壓器容量的15 %時(shí)，初始啟