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1、交流电动机第1页，共77页，编辑于2022年，星期四电机的分类：电机的分类：交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机同步同步异步异步他励、并励电动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机6.1 电机概述电机概述控制控制电机电机动力动力电机电机电动机电动机发电机发电机（按励磁方式分按励磁方式分）（按工作原理分）（按工作原理分）三相三相单相单相三相同步三相同步三相同步三相同步鼠鼠 绕绕笼笼 线线式式 式式按按功功能能分分第2页，共77页，编辑于2022年，星期四控制电机控制电机 (信号转换信号转换信号转换信号转换)伺服电动机伺服电动机伺服电动机伺服电动机(电信号电信号电信号电信号角位移角
2、位移角位移角位移)感应同步器感应同步器感应同步器感应同步器(转角位移转角位移转角位移转角位移电压电压电压电压)步进电动机步进电动机步进电动机步进电动机(电电电电脉冲脉冲脉冲脉冲步进角步进角步进角步进角)自整角机自整角机自整角机自整角机(角位移，角速度的接收、角位移，角速度的接收、角位移，角速度的接收、角位移，角速度的接收、变换、传输变换、传输变换、传输变换、传输).第3页，共77页，编辑于2022年，星期四 使用电动机驱动生产机械可：使用电动机驱动生产机械可：（1 1）简化生产机械的结构）简化生产机械的结构 （2 2）提高生产效率和产品质量）提高生产效率和产品质量 （3 3）能实现自动控制）能
3、实现自动控制 （4 4）实现远距离操纵）实现远距离操纵 （1 1）基本结构）基本结构 （2 2）工作原理）工作原理 （3 3）机械特性）机械特性 （4 4）起动、制动、反转、调速的基本原理）起动、制动、反转、调速的基本原理 第4页，共77页，编辑于2022年，星期四1.定子定子6.3 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造铁心：由内周有槽铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。U1-U2V1-V2 W1-W2三相绕组三相绕组机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁第5页，共77页，编辑于2022年，星期四转子转子:在旋转磁场作用下，产生感应在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。电动势或电流。2
4、.转子转子鼠笼转子鼠笼转子铁心：铁心：铁心：铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式转子鼠笼式转子铁芯槽内放铜条，端部用短铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。转子绕组。(2)绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样，有三相，同定子绕组一样，有三相，同定子绕组一样，有三相，同定子绕组一样，有三相，并且接成星形。并且接成星形。并且接成星形。并且接成星形。鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式第6页，共77页，编辑于2022年，星期四鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式电动机与绕线式电动机的的
5、比较：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：绕线式：绕线式：绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。第7页，共77页，编辑于2022年，星期四6.2.1 旋转磁旋转磁场场 定子三相绕组通入定子三相绕组通入定子三相绕组通入定子三相绕组通入三相交流电三相交流电三相交流电三相交流电(星形联接星形联接星形联接星形联接)U1U2V1V2W1W21 1.旋转磁场的产生旋转
6、磁场的产生旋转磁场的产生旋转磁场的产生o第8页，共77页，编辑于2022年，星期四o规定规定 i 的参考方向的参考方向首端指向末端：首端指向末端：i:“+”首端流入，末端流出。首端流入，末端流出。i:“”末端流入，首端流出。末端流入，首端流出。U1V2W1V1W2U2()电流出电流出()电流入电流入第9页，共77页，编辑于2022年，星期四U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2 t 三相电流合成磁三相电流合成磁三相电流合成磁三相电流合成磁场场场场 的分布情况的分布情况的分布情况的分布情况合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场方向向下合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋
7、转合成磁场旋转6060合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转9090600oU1U2V2W1V1W2第10页，共77页，编辑于2022年，星期四分析可知：分析可知：三相电流产生的合成磁场是一个旋转的磁场，三相电流产生的合成磁场是一个旋转的磁场，并且并且电流变化一个周期，旋转磁场在空间转过电流变化一个周期，旋转磁场在空间转过电流变化一个周期，旋转磁场在空间转过电流变化一个周期，旋转磁场在空间转过360360，即电流变化一次，磁场旋转一转。即电流变化一次，磁场旋转一转。即电流变化一次，磁场旋转一转。即电流变化一次，磁场旋转一转。2.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋
8、转磁场的旋转方向任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线U1U2V1V2W1W20 to第11页，共77页，编辑于2022年，星期四V1AU1U2V2W1W2AU1U2V2W1V1W2结论：结论：结论：结论：任意调换两根电源任意调换两根电源任意调换两根电源任意调换两根电源进线，则旋转磁场反进线，则旋转磁场反进线，则旋转磁场反进线，则旋转磁场反转。转。转。转。取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向U1U2V1V2W1W20 to600第12页，共77页，编辑于2022年，星期四3
9、 3.旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P P 当三相定子绕组按图当三相定子绕组按图当三相定子绕组按图当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极示排列时，产生一对磁极示排列时，产生一对磁极示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，的旋转磁场，的旋转磁场，的旋转磁场，即：即：o tU1U2V1V2W1W2U1U2V2W1V1W2第13页，共77页，编辑于2022年，星期四 若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端，绕组的始端，绕组的始端，绕组的始端之间互差之间互差之间互差之间互差6060。V
10、1W3V4U1W1U2V2W2U3U4V3W4U1U2V1V2W1第14页，共77页，编辑于2022年，星期四极对数极对数旋转磁场的磁极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关与三相绕组的排列有关0V1W3V4U1W1U2V2W2U3U4V3W4第15页，共77页，编辑于2022年，星期四4 4.旋转磁场的转速旋转磁场的转速旋转磁场的转速旋转磁场的转速工频：工频：p=1时时0 toU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2第16页，共77页，编辑于2022年，星期四p=2时时0第17页，共77页，编辑于2022年，星期四极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转
11、过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。可见可见:第18页，共77页，编辑于2022年，星期四6.2.2 电动机的转动原理电动机的转动原理1.1.转动原理转动原理转动原理转动原理定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电方向方向:顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体右手定则右手定则感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势 E E2020旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流 I2旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则电磁力电磁力电磁力电磁力F F电磁转矩电磁转矩T
12、nU1U2V2W1V1W2FF第19页，共77页，编辑于2022年，星期四 6.2.3 转差率转差率 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为旋转磁场的同步转速之比称为转差率。转差率。转差率。转差率。由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，
13、但转子转速旋转的方向一致，但转子转速旋转的方向一致，但转子转速 n n 不可能与旋转磁场的转速不可能与旋转磁场的转速不可能与旋转磁场的转速不可能与旋转磁场的转速相等，相等，相等，相等，异步电动机异步电动机如果如果:转子中无电动势和转子电流转子中无电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切 割转子导条割转子导条无转矩无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。第20页，共77页，编辑于2022年，星期四异步电
14、动机运行中异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得转差率转差率转差率转差率s例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1=50 Hz。试求电动机的极对数。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min,即即即即p p=3=3额定转差率为额定转差率为额定转差率为额定转差率为第21页，共77页，编辑于2022年，星期四6.4 三相异步电动机
15、铭牌数据三相异步电动机铭牌数据1.1.型号型号型号型号 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6.4.1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。第22页，共77页，编辑于2022年，星期四2.2.接法接法接法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V V1 1WW2 2U U1 1WW1 1U U2 2V
16、 V2 2U2U1W2V1V2W1U1V V1 1WW1 1WW2 2U2V V2 2W2U2V2V1W1U1Y Y 联结联结联结联结W1U U1 1V1W2U U2 2V2 联结联结联结联结第23页，共77页，编辑于2022年，星期四3.3.额定电压额定电压额定电压额定电压例如：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；线电压为 220V 时采用时采用 联结联结。一般规定，电动机的运行电压不能高于或一般规定，电动机的运行电压不能高于或一般规定，电动机的运行电压不能高于或一般规定，电动机的运行电压不能高于或低于额定值的低于额定值的低于
17、额定值的低于额定值的 5%5%。因为在电动机满载或接近。因为在电动机满载或接近。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，满载情况下运行时，满载情况下运行时，满载情况下运行时，电压过高电压过高电压过高电压过高 或过低都会使电动机的电流大于额定值或过低都会使电动机的电流大于额定值或过低都会使电动机的电流大于额定值或过低都会使电动机的电流大于额定值,从从从从而使电动机过热。而使电动机过热。而使电动机过热。而使电动机过热。在额定运行时定子绕组在额定运行时定子绕组在额定运行时定子绕组在额定运行时定子绕组在指定接法下在指定接法下应加的线电压。应加的线电压。应加的线电压。应加的线电
18、压。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380V380V，3000V,3000V,及及及及6000V6000V等多种。等多种。等多种。等多种。第24页，共77页，编辑于2022年，星期四4.4.额定电流额定电流额定电流额定电流例如：例如：例如：例如：Y/Y/6.73 /11.64 A6.73 /11.64 A 表示星形表示星形联结联结下电机的线下电机的线电流为电流为 6.73A；三角形；三角形联结联结下线电流为下线电流为 11.64A。两种接。两种接法下相电流均为法下相电流均为 6.73A。5.5.额定功率与效率额定功率与效率
19、额定功率与效率额定功率与效率 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。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械功率额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。第25页，共77页，编辑于2022年，星期四注意：实用中应选注意：实用中应选注意：实用中应选注意：实用中应选择容量合适的电机，防择容量合适的电机，防择容量合适的电机，防择容量合适的电机，防止出现止出现止出现止出现 “大马拉大马拉大马拉大马拉小车小车小车小车”的现象。的现象。的现象。的
20、现象。PN7.7.额定转速额定转速额定转速额定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。P2cos O6.6.额定额定额定额定功率因数功率因数功率因数功率因数(cos 1)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。第26页，共77页，编辑于2022年，星期四如：如：n N=1440 1440 转转转转/分分分分 sN=0.040.048.8.绝缘等级绝缘等级绝缘等级绝
21、缘等级 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为分为Y、A、E、B、F、H七级。七级。绝缘等级绝缘等级YAEBFHC极限温度极限温度 C C90 105 120 130 155 180 180第27页，共77页，编辑于2022年，星期四6.5 三相异步电动机转矩与机械特性三相异步电动机转矩与机械特性6.5.1 转矩公式转矩公式 一、一、转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到受到受到受到 电磁力所形成的转矩之总和。电磁力所形成的转矩之总和。电磁力所形成的
22、转矩之总和。电磁力所形成的转矩之总和。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第28页，共77页，编辑于2022年，星期四二、二、根据动力学知识，旋转物体的机械功率等于根据动力学知识，旋转物体的机械功率等于 机械转矩与机械角速度的乘积。机械转矩与机械角速度的乘积。机械功率机械功率机械角机械角速度速度同步角速同步角速度度电磁电磁功率功率同步速度同步速度第29页，共77页，编辑于2022年，星期四6.5.2 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析 三相异步电动机的电磁关三相异步电动机的电磁关三相异步电动机
23、的电磁关三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。系与变压器类似。系与变压器类似。系与变压器类似。变压器：变压器：变化变化 eU1 E1=4.44 f N1 E2=4.44 f N2 E E1 1、E E2 2 频率相同，都等于频率相同，都等于频率相同，都等于频率相同，都等于电源频率。电源频率。电源频率。电源频率。定子电路定子电路定子电路定子电路转子电路转子电路转子电路转子电路异步电动机异步电动机每相每相电路电路i1u1e1e 1e2e 2i2+f1f2第30页，共77页，编辑于2022年，星期四一、定子电路一、定子电路1 1.旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通旋转磁场的磁通 异步电动机：
24、异步电动机：旋转磁场切割导体旋转磁场切割导体 e，U1 E1=4.44 f 1N1 每极磁通每极磁通旋转磁场与定子导体间的相对速度为旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0，所以，所以2 2.定子感应电势的频率定子感应电势的频率定子感应电势的频率定子感应电势的频率 f f1感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f 1=电源频率电源频率 f第31页，共77页，编辑于2022年，星期四二、转子电路二、转子电路1.1.转子感应电动势频率转子感应电动势频率转子感应电动势频率转子感应电动势频率 f f 2 2定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子定子导体与
25、旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化。变化。定子感应电动势频率定子感应电动势频率 f 1 转子感应电动势频率转子感应电动势频率 f 2 转子感应电动势频率转子感应电动势频率转子感应电动势频率转子感应电动势频率 f f 2 2旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度各不相同旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度各不相同第32页，共77页，编辑于2022年，星期四2.2.转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势转子感应电动势E E 2 2E2=4.44 f 2N2 =4.44s f 1N2 当转速当转速当转速当转速
26、 n n=0(=0(s s=1)=1)时，时，时，时，f f 2 2最高，且最高，且最高，且最高，且 E E2 2 最大，有最大，有最大，有最大，有E20=4.44 f 1N2 转子静止时转子静止时转子静止时转子静止时的感应电势的感应电势的感应电势的感应电势即即E2=s E20 转子转动时转子转动时转子转动时转子转动时的感应电势的感应电势的感应电势的感应电势3.3.转子感抗转子感抗转子感抗转子感抗X X 2 2当转速当转速当转速当转速 n n=0(=0(s s=1)=1)时，时，时，时，f f 2 2最高，且最高，且最高，且最高，且 X X2 2 最大，有最大，有最大，有最大，有X20=2 f
27、1L 2即即X2=sX20 第33页，共77页，编辑于2022年，星期四4.4.转子电流转子电流转子电流转子电流 I I2 2（转子绕组的感应电流）（转子绕组的感应电流）（转子绕组的感应电流）（转子绕组的感应电流）5.转子电路的功率因数转子电路的功率因数第34页，共77页，编辑于2022年，星期四转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流转子电路的功率因数转子电路的功率因数转子电路的功率因数转子电路的功率因数 结论：结论：转子转动时，转转子转动时，转 子子电路中的各量均与转电路中的各量均与转 差率差率 s有关，即与转速有关，即与转速 n有关。有关。I2cos 2s
28、1I2,O第35页，共77页，编辑于2022年，星期四由此得电磁转矩公式：由此得电磁转矩公式：由此得电磁转矩公式：由此得电磁转矩公式：由前面分析知：由前面分析知：第36页，共77页，编辑于2022年，星期四由公式可知由公式可知由公式可知由公式可知电磁转矩公式电磁转矩公式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 2.2.当电源电压当电源电压当电源电压当电源电压 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T T 是是是是 s s 的函数。的函数。的函数。的函数。3.3.R R2 2 的大小对的大小对的大小对的大小对 T T 有影响。绕线式
29、异步电动机可外有影响。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接电阻来改变转子电阻接电阻来改变转子电阻R R2 2 ，从而改变转距。，从而改变转距。，从而改变转距。，从而改变转距。第37页，共77页，编辑于2022年，星期四6.5.3 机械特性曲线机械特性曲线OTS根据转矩公式根据转矩公式得转矩特性曲线：得转矩特性曲线：OT1第38页，共77页，编辑于2022年，星期四1 1.额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩TN N（表明电动机长期运行的能力）（表明电动机长期运行的能力）（表明电动机长期运行的能力）（表明电动机长期运
30、行的能力）三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩三个重要转矩OT额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩 -电动机在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。电动机在额定负载时的转矩。(N m)PN -电动机轴上输出的额定机械功率。电动机轴上输出的额定机械功率。nN -电动机的额定转速。电动机的额定转速。第39页，共77页，编辑于2022年，星期四 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)的额定功率为的额定功率为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：第40页，共77页，编辑于2022年，星期四2 2.最大转矩
31、最大转矩最大转矩最大转矩 T Tmaxmax（表明电动机带最大负载的能力）（表明电动机带最大负载的能力）（表明电动机带最大负载的能力）（表明电动机带最大负载的能力）OTTmax临界转差率临界转差率令：令：sm与与 R2 有关，有关，R2 sm n 。绕线式电机改。绕线式电机改变转子附加电阻变转子附加电阻R2 可实现调速。可实现调速。第41页，共77页，编辑于2022年，星期四 工作时，一定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意：（1）三相异步机的）三相异步机的 和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的
32、变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。（2）电机严重过热电机严重过热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过载系数过载系数(能力能力)第42页，共77页，编辑于2022年，星期四3.3.起动转矩起动转矩起动转矩起动转矩 T Tstst起动时起动时n=0 时时，s=1(2)Tst与与 R2 有关，有关，适当使适当使 R2 Tst 。对绕线式。对绕线式 电机改变转子附加电阻电机改变转子附加电阻 R2,可使可使Tst=Tmax。OTTst T Tst st电动机起动时的转矩，电动机起动时的转矩，体现体现了电动机带载起动的能力。了电动机带载起动的能力。若若若若 T
33、Tst st T T2 2电机能起动，否则不能起电机能起动，否则不能起电机能起动，否则不能起电机能起动，否则不能起动。动。动。动。起动能力起动能力第43页，共77页，编辑于2022年，星期四4.4.电动机的稳定运行分析电动机的稳定运行分析电动机的稳定运行分析电动机的稳定运行分析（指电动机受到外界干扰后能回到原（指电动机受到外界干扰后能回到原（指电动机受到外界干扰后能回到原（指电动机受到外界干扰后能回到原来的状态。如负载变化）来的状态。如负载变化）来的状态。如负载变化）来的状态。如负载变化）电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载
34、的变化而自动调电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。整，这种能力称为自适应负载能力。自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载）油门，才能带动新的负载）油
35、门，才能带动新的负载）油门，才能带动新的负载）。此过程中，此过程中，此过程中，此过程中，n n 、s sE E2 2,I I2 2 I I1 1 电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。电源提供的功率自动增加。T2 sT2TT=T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T2TOT第44页，共77页，编辑于2022年，星期四T2T2 510.2 N.m 不能起动不能起动不能起动不能起动 (2)Ist =7IN=7 84.2=589.4 A 在在U=0.9UN 时时能起动能起动能起动能起动例例例例2:2:第64页，共77页，编辑于2022年，星期四在在在在80%80%
36、额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时不能起动不能起动不能起动不能起动在在在在50%50%额定负载时额定负载时额定负载时额定负载时可以可以可以可以起动起动(3)第65页，共77页，编辑于2022年，星期四6.7.1 变频调速变频调速(无级调速无级调速)f=50Hz逆变器逆变器逆变器逆变器M3 整流器整流器整流器整流器f f1 1、U U1 1可调可调可调可调+变频调速方法变频调速方法恒转距调速（恒转距调速（f1f1N）频率调节范围：频率调节范围：频率调节范围：频率调节范围：0.50.5几几几几百赫兹百赫兹百赫兹百赫兹三种电气三种电气调速方法调速方法6.7 三相异步电动机的调速三相异步电动机的
37、调速第66页，共77页，编辑于2022年，星期四6.7.2 变极调速变极调速(有级调速有级调速)变频调速方法可实现无级平滑调速变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。能优异，因而正获得越来越广泛的应用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSS第67页，共77页，编辑于2022年，星期四A1X1A2X2iiP=1 采用变极调速方法的电动机称作双速电机，采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床调速性能要求不高的场合，如铣床、镗
38、床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SN第68页，共77页，编辑于2022年，星期四To6.7.3 变转差率调速变转差率调速(无级调速无级调速)变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。提升、起重设备中。nnTLTLs sTso第69页，共77页，编辑于2022年，星期四（补充）（补充）三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动一、一、能耗制动能耗制动制动方法制动方法机械
39、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 在断开三相电源的同时，给电动机其中两相在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。转距（制动转距），使转子迅速停止转动。第70页，共77页，编辑于2022年，星期四nF转子转子T n0=0二、二、反接制动反接制动 停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两停车时，将接入电
40、动机的三相电源线中的任意两停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。停止转动。停止转动。停止转动。MM33+-运转运转制动制动RP第71页，共77页，编辑于2022年，星期四MM33运转运转制动制动nF转子转子T n0三、
41、三、发电反馈制动发电反馈制动 当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变时，旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制第72页，共77页，编辑于2022年，星期四动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。电能回送给电网。nF转子转子T n0n n0第73页，共77页，编辑于2022年，星期四 三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程中，三相异步电动机在运行过程
42、中，若其中一相与电若其中一相与电若其中一相与电若其中一相与电源断开，就成为单相电动机运行。源断开，就成为单相电动机运行。源断开，就成为单相电动机运行。源断开，就成为单相电动机运行。此时电动机仍将继续转此时电动机仍将继续转此时电动机仍将继续转此时电动机仍将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流，时间一时间一时间一时间一长，会使电动机烧坏。长，会使电动机烧坏。长，会使电动机烧坏。长，会使电动机烧坏。这种情况往往不易察觉，在使用电这种情况往往不易察觉，
43、在使用电这种情况往往不易察觉，在使用电这种情况往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如果三相异步电动机在动机时必须注意。如果三相异步电动机在动机时必须注意。如果三相异步电动机在动机时必须注意。如果三相异步电动机在起动前就断了一起动前就断了一起动前就断了一起动前就断了一线，则不能起动，线，则不能起动，线，则不能起动，线，则不能起动，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，时间长了，时间长了，时间长了，也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。也会使电动机烧坏。6.9.4 三相异步
44、电动机的单相运行三相异步电动机的单相运行第74页，共77页，编辑于2022年，星期四 解：解：电动机电磁转矩电动机电磁转矩T U12，当电源电压下降低，当电源电压下降低时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转子电流和定子电流子电流和定子电流都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：使使T=TC。例：例：三相异步电动机在一定的负载转矩下运行时，三相异步电动机在一定的负载转矩下运行时，如电源电压降低，电动机的转矩、电流
45、及转速有无变如电源电压降低，电动机的转矩、电流及转速有无变化？化？第75页，共77页，编辑于2022年，星期四6.12.1 功率的选择功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。易因过载而损坏。1.对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。机械的功率。2.对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。所选功率可等于或略小于生产机械的功率。6.12 三相异步电动机的选择三相异步
46、电动机的选择第76页，共77页，编辑于2022年，星期四6.12.2 种类和型式的选择种类和型式的选择1.1.种类的选择种类的选择种类的选择种类的选择 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。合才选用绕线式电动机。2.2.结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择结构型式的选择 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。如开启式、防护式、封闭式电动机。6.12.3 电压和转速的选择电压和转速的选择 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。压来决定。Y系列鼠笼电动机的额定电压只有系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个一个等级。大功率电动机才采用等级。大功率电动机才采用3000V和和6000V。第77页，共77页，编辑于2022年，星期四