电工技能培训-19交流电动机

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1、下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 同学们好！同学们好！ 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 7.1 三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理 第第7章章 交流电动机交流电动机 7.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 7.3 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用 7.4 单相异步电动机单相异步电动机 (第二十一讲) 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 1 异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩 转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导

2、体在旋转磁场的作用下,受到受到 电磁力所形成的转矩之总和。电磁力所形成的转矩之总和。 22T cos IKT 常数，与电常数，与电 机结构有关机结构有关 旋转磁场旋转磁场 每极磁通每极磁通 转子电流转子电流 转子电路的转子电路的 功率因数功率因数 ilBF 22 cos, , IT 7.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2 1 2 20 2 2 2 )( U sXR sR KT 由此得电磁转矩公式由此得电磁转矩公式 22 cos IKT T 2 20 2 2 20 2 )( XR E I

3、s s 2 20 2 2 2 2 )( cos XR R s m NfU 111 44. 4 由前面分析知：由前面分析知： 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 由公式可知由公式可知 2 1 2 20 2 2 2 )( U sXR sR KT 电磁转矩公式电磁转矩公式 1. T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。U 1 T 2 1 U 2. 当电源电压当电源电压 U1 一定时，一定时，T 是是 s 的函数。的函数。 3. R2 的大小对的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻

4、R2 ，从而改变转距。，从而改变转距。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2 异步电动机的机械特性异步电动机的机械特性 max T m S N S O T S 曲线曲线)(sfT 曲线曲线)(Tfn 根据转矩公式根据转矩公式 2 20 2 2 2 12 )(sXR UsR KT 得特性曲线：得特性曲线： N n max T st T O n T N T 0 n st T 1 N T 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 N n N T 电动机在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。 1. .额定转矩额定转矩TN )/( )( 9

5、550 N N N 分分转转 千瓦千瓦 n P T 三个重要转矩三个重要转矩 O n T 0 n 额定转矩额定转矩 (N m) 如某普通机床的主轴电机如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型型) 的额定功的额定功 率为率为7.5kw, 额定转速为额定转速为1440r/min, 则额定转矩为则额定转矩为 n P n P T9550 60 2 m.N7 .49 1440 5 . 7 95509550 N N N n P T 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2. .最大转矩最大转矩 Tmax 转子轴上机械负载转矩转子轴上机械负载转矩T2 不能大于不能大于Tmax ，

6、否则将，否则将 造成堵转造成堵转(停车停车)。 电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。 2 1 2 20 2 2 2 U sXR sR KT )( 20 2 1 max 2X U KT 0 d d S T 令：令： 求得求得 20 2 m X R ss 临界转差率临界转差率 O n T 0 n Tmax 将将sm代入转矩公式，可得代入转矩公式，可得 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 max1 2 1max , )1(TUUT 当当 U1 一定时，一定时，Tmax为定值为定值 20 2 1 max 2X U KT 过载系数过载系数(能力能力) N max

7、 T T 一般三相异步电动机的过载系数为一般三相异步电动机的过载系数为 2 . 28 . 1 工作时必须使工作时必须使T2 T2电机能起电机能起 动，否则不能起动。动，否则不能起动。 0 n O n T Tst N st st T T K 起动能力起动能力 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例例1: : A284 92308803803 1045 3 . . 1) NNN 3 N2 N cos3 10 U P I 解解: 一台一台Y225M-4型的三相异步电型的三相异步电 动机，定子动机，定子 绕组绕组型联结，其额定数据为：型联结，其额定数据为：P2N=45kW

8、, nN=1480r/min，UN=380V， N=92.3%，cos N= 0.88， Ist/IN=7.0, Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：，求： 1) 额定电流额定电流IN? 2) 额定转差率额定转差率sN? 3) 额定转矩额定转矩 TN 、 、最大转矩 最大转矩Tmax 、 、和起动转矩 和起动转矩TN 。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2）由）由nN=1480r/min，可知，可知 p=2 （四极电动机）（四极电动机） minr 1500 0 /n 013. 0 1500 14801500 0 0 N n nn s 3） mN

9、4290 1480 45 95509550 N N2 N . n P T mN 9638429022)( N N max max .T T T T mN 8551429091)( N N st st .T T T T 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 7.3 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用 7. 3. 1 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 起动起动问题：问题：起动电流大，起动转矩小起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍倍; 电动机的起动电动机的起动转矩为额定转矩的转矩

10、为额定转矩的(1.02.2)倍。倍。 大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作 频繁起动时造成热量积累，使电机过热频繁起动时造成热量积累，使电机过热 后果：后果： 原因：原因： 起动：起动： n = 0，s =1, 接通电源。接通电源。 起动时起动时 ，n = 0，转子导体切割磁力线速度很大，转子导体切割磁力线速度很大， 转子感应电势转子感应电势 转子电流转子电流 定子电流定子电流 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 起动方法起动方法 1 直接起动直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用二、三十千瓦以下的异步电动机一

11、般都采用 直接起动。直接起动。 2 降压起动：降压起动： 星形星形-三角形三角形(Y ) 换接起动换接起动 自耦降压起动自耦降压起动 （适用于鼠笼式电动机）（适用于鼠笼式电动机） 3 绕线转子异步电动机的起动绕线转子异步电动机的起动 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 7.3.2 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速 异步电动机的调速方法异步电动机的调速方法 p f snsn 1 0 60 11 三种电气三种电气 调速方法调速方法 3 变频调速变频调速 (无级调速无级调速) 1 变极调速变极调速 (有级调速有级调速) 2 变转差率调速变转差率调速 下一页下一页

12、 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 7.3.3 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 1 能耗制动能耗制动 制动方法制动方法 机械制动机械制动 电气制动电气制动 能耗制动能耗制动 反接制动反接制动 发电反馈制动发电反馈制动 2 反接制动反接制动 3 反馈制动反馈制动 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 7.3.4 三相异步电动机铭牌数据三相异步电动机铭牌数据 1. 型号型号 磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 2 ) 例如：例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 机座长度代号机

13、座长度代号 机座中心高（机座中心高（mm） 三相异步电动机三相异步电动机 教材表教材表7.8.1中列出了各种电动机的系列代号。中列出了各种电动机的系列代号。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号 产品名称产品名称 异步电动机异步电动机 绕线式异步电动机绕线式异步电动机 防爆型异步电动机防爆型异步电动机 高起动转矩异步电动机高起动转矩异步电动机 新代号新代号 汉字意义汉字意义 老代号老代号 Y 异异 异绕异绕 异爆异爆 异起异起 YR YB YQYQ J、JO JR、JRO JB、JBO JQ、JQO 下一页下一页 总目录

14、总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 2.电压与接法电压与接法 接线盒接线盒 定子三相绕组的联接方法定子三相绕组的联接方法。通常。通常 联结联结电机容量电机容量Y3kW 联结联结电机容量电机容量 kW4 V1 W2 U1 W1 U2 V2 U2 U1 W2 V1 V2 W1 U1 V1 W1 W2 U2 V2 W2 U 2 V2 V1 W1 U1 Y 联结联结 W1 U1 V1 W2 U2 V2 联结联结 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 例如：例如：380/220V、Y/ 是指线电压为是指线电压为 380V 时时 采用采用 Y联结联结；线电压为；线电压

15、为 220V 时采用时采用 联结联结。 说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低低 于额定值的于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使或过低都会使 电动机的电流大于额定值电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。从而使电动机过热。 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压压值值。 三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有380V，3000V, 及及6000V等多种。等多种。 下一页下一页 总目录总目录 章

16、目录章目录 返回返回 上一页上一页 3. 电流电流 例如：例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形表示星形联结联结 下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73A；三角形；三角形联结联结下线电下线电 流为流为 11.64A。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73A 。 4. 功率与效率功率与效率 1 2 P P cos3 NN1 IUP 鼠笼电机鼠笼电机 =7293 电动机在额定运行时定子绕组的电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。线电流值。 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机 械功率械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功

17、率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 注意：实用中应选注意：实用中应选 择容量合适的电机，择容量合适的电机， 防止出现防止出现 “大马拉“大马拉 小车”小车” 的现象。的现象。 功率因数功率因数 PN 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。 6. 转速转速 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。

18、 P2 cos O 5. 频率频率 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 0 N0 N n nn s 额定转差率额定转差率 如：如： n N =1440 转转/分分 sN = 0.04 7. 绝缘等级绝缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105 C)，H 级最高级最高(180 C)。 8. 工作方式工作方式 指电机的工作方式分为指电机的工作方式分为8类，用字母类，用字母S1S8表示。表示。 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 电容分相

19、式异步电动机电容分相式异步电动机 电容分相式异步电动机的定子中放置有两个电容分相式异步电动机的定子中放置有两个 绕组，一个是工作绕组绕组，一个是工作绕组 AA，另一个是起动绕，另一个是起动绕 组组 BB ,两个绕组在空间相隔两个绕组在空间相隔90 。起动时，。起动时， B B 绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相 差近差近90 ，即可获得所需的旋转磁场。，即可获得所需的旋转磁场。 7.4 单相异步电动机单相异步电动机 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机 iA S A B B A iB

20、 设两相电流为设两相电流为 tIi sin AmA )90sin( BmB tIi 两相电流两相电流 正弦波形如图所示。正弦波形如图所示。 工作绕工作绕 组组 iB iA m I i t O 起动绕起动绕 组组 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 S A B B iA iB A 1 2 实现正反转的电路实现正反转的电路 改变电容改变电容C的串联位置，可使的串联位置，可使 单相异步电动机反转。单相异步电动机反转。 将开关将开关S合在位置合在位置1，电容，电容C与与 B绕组串联，电流绕组串联，电流 iB较较iA超前近超前近 90 ；当；当将将S切换到位置切换到位置2，

21、电容，电容 C与与A绕组串联，电流绕组串联，电流iA 较较iB 超超 前近前近90 。这样就改变了旋转磁。这样就改变了旋转磁 场的转向，从而实现电动机的场的转向，从而实现电动机的 反转。反转。 电动机转子转动起来后，利用电动机转子转动起来后，利用 离心力将开关离心力将开关S断开断开(S是离心开是离心开 关关)，使起动绕组，使起动绕组BB 断电。断电。 M 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 罩极式异步电动机罩极式异步电动机 i 1 2 定子绕组定子绕组 鼠笼式转子鼠笼式转子 短路环短路环 极掌极掌(极靴极靴) 下一页下一页 总目录总目录 章目录章目录 返回返回 上一页上一页 作业 P202: 7-9 (第二十一讲结束)