第六章交流电动机.ppt

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1、第六章交流电动机电电 机机电动机电动机发电机发电机电能电能 机械能机械能机械能机械能 电能电能交流交流直流直流异步异步(感应感应)同步同步三相三相单相单相用于生产领域用于生产领域（0.6kW以下）用以下）用于家电、医疗器械于家电、医疗器械绕线式绕线式鼠笼式鼠笼式三相三相单相单相第六章第六章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6.2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理6.3 异步电动机的铭牌和技术数据异步电动机的铭牌和技术数据6.4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述6.5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机

2、械特性和运行特性6.6 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速6-1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三相异步电动机按照转子的不同分为三相异步电动机按照转子的不同分为:笼型笼型和和绕线型绕线型两种。两种。笼型异步电动机的组成笼型异步电动机的组成一、三相异步电动机定子的结构一、三相异步电动机定子的结构三相异步电动机的定子包括：三相异步电动机的定子包括：机座机座、定子铁心定子铁心和和定定子绕组子绕组。机座一般由铸钢制成，如图所示。机座一般由铸钢制成，如图所示。定子铁心由定子铁心由0.5mm厚，内圆厚，内圆冲有槽孔的环形冲有槽孔的环形硅钢片叠成，装硅钢片叠成，装于机座中。于机座

3、中。异步电动机的机座和定子铁心异步电动机的机座和定子铁心一、三相异步电动机定子的结构一、三相异步电动机定子的结构 定子定子三相对称绕组的每一相都有三相对称绕组的每一相都有两个出线头两个出线头，它们的始末，它们的始末端分别标以端分别标以U1、U2，V1、V2，W1、W2，如下图所示。这些出如下图所示。这些出线头分别和线头分别和机座外侧机座外侧的接线盒内端子板上的同标记的的接线盒内端子板上的同标记的六个端子六个端子相连接。相连接。PN在在3kW以下以下PN在在4kW以上以上二、三相异步电动机转子的结构二、三相异步电动机转子的结构三相异步电动机的转子包括：三相异步电动机的转子包括：转轴转轴、转子铁心

4、转子铁心和和转子绕组转子绕组。转子铁心由转子铁心由0.5mm厚、外圆冲有槽孔的硅钢片叠成，压装在厚、外圆冲有槽孔的硅钢片叠成，压装在转轴上。转子铁心外圆均匀分布着轴向线槽，转子绕组就装在转轴上。转子铁心外圆均匀分布着轴向线槽，转子绕组就装在这些槽中。这些槽中。三相异步电动机可根据转子绕组的形式分为：三相异步电动机可根据转子绕组的形式分为：笼型电动机笼型电动机、绕线型电动机绕线型电动机。二、三相异步电动机转子的结构二、三相异步电动机转子的结构二、三相异步电动机转子的结构二、三相异步电动机转子的结构绕线型异步电动机转子电路绕线型异步电动机转子电路接线图接线图绕线型异步电动机的转子结构图绕线型异步电

5、动机的转子结构图一、典型演示实验 第六章第六章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6.2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理6.3 异步电动机的铭牌和技术数据异步电动机的铭牌和技术数据6.4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述6.5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机械特性和运行特性6.6 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速6-2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理一、旋转磁场一、旋转磁场把两极电动机定子的三相对称绕组用下图所示的把两极电动机定子的三相对称

6、绕组用下图所示的三个单匝线三个单匝线圈圈表示。每个线圈嵌在定子铁心槽中的两个圈边，空间位置相表示。每个线圈嵌在定子铁心槽中的两个圈边，空间位置相隔隔180。三个始端（或末端）所连圈边在空三个始端（或末端）所连圈边在空间位置上互差间位置上互差120。三个线圈的始末端分别标记为三个线圈的始末端分别标记为U1、U2V1、V2W1、W2电流相序为：电流相序为：一、旋转磁场一、旋转磁场VWU设三相绕组接成星形，电流参考方向从始端设三相绕组接成星形，电流参考方向从始端U1、V1、W1 进去，从末端进去，从末端U2、V2、W2流出。流出。一、旋转磁场一、旋转磁场一、旋转磁场一、旋转磁场一、旋转磁场一、旋转磁

7、场n0=60f r/min(转每分转每分)三相电流周期性地连续变化，产生的合成磁场的三相电流周期性地连续变化，产生的合成磁场的磁极将按顺时针方向连续旋转，形成一个具有一对磁极磁极将按顺时针方向连续旋转，形成一个具有一对磁极（磁极对数磁极对数p=1）的旋转磁场。）的旋转磁场。按一分钟相当于按一分钟相当于60f个周期计算，两极旋转磁场的个周期计算，两极旋转磁场的转速转速n0为：为：一、旋转磁场一、旋转磁场n0=60f2 (r/min)若定子三相对称绕组包含若定子三相对称绕组包含六组线圈，六组线圈，如图所示。当如图所示。当绕组按星形联结并从电源流入三相电流时，将产生绕组按星形联结并从电源流入三相电流

8、时，将产生四四极旋转磁场极旋转磁场。分析可得：。分析可得：一、一、旋转磁场旋转磁场一、旋转磁场一、旋转磁场按一定规律改变定子绕组的分布和连接按一定规律改变定子绕组的分布和连接,可得到极可得到极对数不同的旋转磁场，它的转速同极对数对数不同的旋转磁场，它的转速同极对数p的关系为的关系为：n0=60f p (r/min)表明表明p123456n0（r/min）3000磁极对数磁极对数p与旋转磁场的同步转速与旋转磁场的同步转速n0的对应关系的对应关系f50Hz15001000750600500一、旋转磁场一、旋转磁场旋转磁场旋转磁场电流相序为电流相序为：VWU方向顺时针旋转的方向顺时针旋转的VWU也是

9、沿着也是沿着 旋转磁场的转向取决于定子绕组中电流的相序：旋转磁场的转向取决于定子绕组中电流的相序：从电流相序在前的绕组，转向电流相序在后的从电流相序在前的绕组，转向电流相序在后的绕组。绕组。一、旋转磁场一、旋转磁场电流相序为电流相序为：VWU二、转动原理二、转动原理T 电磁转矩电磁转矩n 转子的转速转子的转速n0旋转磁场的转速，旋转磁场的转速，异步电动机的异步电动机的同步转速同步转速。n总是低于总是低于n0，n和和n0始终相异，始终相异，故称为故称为异步电动异步电动机。机。转子的转动方向与旋转磁转子的转动方向与旋转磁场的转动方向相同。场的转动方向相同。右手定右手定则则左手定左手定则则二、转动原

10、理二、转动原理转差率转差率或或滑差率滑差率：起动瞬间，起动瞬间，n=0，一般电动机正常运行中的一般电动机正常运行中的s约约在在0.020.08之间之间第六章第六章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6.2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理6.3 异步电动机的铭牌和技术数据异步电动机的铭牌和技术数据6.4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述6.5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机械特性和运行特性6.6 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速一、铭牌一、铭牌6-3 异步电动机的铭牌和技术数据异

11、步电动机的铭牌和技术数据国家标准规定国家标准规定，电机产品型号用汉语拼音大写，电机产品型号用汉语拼音大写字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成。按字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成。按顺序包括产品名称代号、规格代号等。顺序包括产品名称代号、规格代号等。1.型号型号一、铭牌一、铭牌产品名称产品名称新代号新代号新代号新代号的汉字的汉字意义意义老代号老代号异步电动机异步电动机Y异异J、JS、JO绕线型异步电动机绕线型异步电动机YR异绕异绕JR、JRO隔爆型异步电动机隔爆型异步电动机YB异爆异爆JB、JBS起重冶金用异步电动机起重冶金用异步电动机YZ异重异重JZ起重冶金用绕线型异步起重冶金用绕线型异步电动

12、机电动机YZR异重绕异重绕JZR高高起动转矩异步电动机起动转矩异步电动机YQ异起异起JQ、JGQ异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号一、铭牌一、铭牌一、铭牌一、铭牌2.额定电压额定电压U1N电动机在额定运行时的定子绕组线电压，它同定子绕组电动机在额定运行时的定子绕组线电压，它同定子绕组“接法接法”有对应关系。有对应关系。Y系列电动机，系列电动机，UIN均为均为380V，容量在，容量在3.0kW以下的接成以下的接成星形，星形，4.0kW以上的接成三角形。以上的接成三角形。3.额定电流额定电流I1N电动机在额定电压下满载运行时的定子绕组线电流。电动机在额定电压下满载运行时的定子绕组线电流。

13、4.额定功率额定功率PN电动机在额定电压下，电流达到额定值时，轴上输出的电动机在额定电压下，电流达到额定值时，轴上输出的机械功率。机械功率。一、铭牌一、铭牌5.额定频率额定频率fN电动机额定运行时的频率，应同电源频率一致。我国工电动机额定运行时的频率，应同电源频率一致。我国工频为频为50Hz。6.额定转速额定转速nN电动机额定运行时的转速。电动机额定运行时的转速。7.绝缘等级绝缘等级铭牌上所标的绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料铭牌上所标的绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时所允许的极限温度来分级的。在使用时所允许的极限温度来分级的。8.工作制工作制又称为定额。按规定分为：连续、短时

14、、断续等。又称为定额。按规定分为：连续、短时、断续等。电动电动机型机型号号额定额定功率功率 /kW额定额定电压电压 /V 满载时满载时速度速度 电流电流 效率效率 功率功率/(r/min)(A)()因因数数起动电流起动电流额定电流额定电流起动转矩起动转矩额定转矩额定转矩最大转矩最大转矩额定转矩额定转矩重重量量/kgY250M-4 553801480 102.5 92.6%0.88 7.0 2.0 2.2450异步电动机技术数据举例异步电动机技术数据举例二、技术数据二、技术数据“满载时的效率满载时的效率”指电动机的额定输出机械指电动机的额定输出机械功率功率PN对对定子额定输入电功率定子额定输入电

15、功率P1N的比值的比值,用用N表示。表示。是是“满载时的满载时的(定子电路定子电路)功率因数功率因数”二、技术数据二、技术数据“额定转矩额定转矩”是电动机在额定运行时轴上的输是电动机在额定运行时轴上的输出转矩。出转矩。轴上机械功率轴上机械功率P等于转矩等于转矩T和角速度和角速度的乘积，的乘积，故：故：“额定转矩为额定转矩为”：式中式中PN以以kW 为单位为单位。二、技术数据二、技术数据 Nm（牛（牛顿顿米）米）NmY160L-4 15 30.3 1460 88.5 0.85 2.2 7.0 2.2Y180L-4 22 42.5 1470 91.5 0.86 2.0 7.0 2.2Y132M-4

16、 7.5 15.4 1440 87 0.85 2.2 7.0 2.2Y112M-4 4 8.8 1440 84.5 0.82 2.2 7.0 2.2Y100L1-4 2.2 5.0 1420 81 0.82 2.2 7.0 2.2Y90S-4 1.1 2.7 1400 78 0.78 2.2 6.5 2.2Y801-4 0.55 1.5 1390 73 0.76 2.2 6.5 2.2 （二）四级：同步转速（二）四级：同步转速1500r/min（全部型号）全部型号）Y160M2-2 15 29.4 2930 88.2 0.88 0.2 7.0 2.2 Y112M-2 4 8.2 2890 85

17、.5 0.87 2.2 7.0 2.2（一）二级：同步转速（一）二级：同步转速3000r/min（部分型号）部分型号）型号型号 额定额定 满载时满载时 起动转矩起动转矩 起动电流起动电流 最大转矩最大转矩 功率功率 电流电流 转速转速 效率效率 功率因数功率因数 额定转矩额定转矩 额定电流额定电流 额定转矩额定转矩 /kW /A /(r/min)Y系列三相异步电动机（部分型号）技术数据系列三相异步电动机（部分型号）技术数据 型号型号 额定额定 满载时满载时 起动转矩起动转矩 起动电流起动电流 最大转矩最大转矩 功率功率 电流电流 转速转速 效率效率 功率因数功率因数 额定转矩额定转矩 额定电流

18、额定电流 额定转矩额定转矩 /kW /A /(r/min)Y225S-4 37 69.8 1480 91.8 0.87 1.9 7.0 2.2Y250M-4 55 102.5 1480 92.6 0.88 2.0 7.0 2.2Y280M-4 90 164.3 1480 93.6 0.89 1.9 7.0 2.2（三）六级：同步转速六级：同步转速1000r/min（部分型号）部分型号）Y160M-6 7.5 17.0 970 86 0.78 2.0 6.5 2.0 Y225M-6 30 59.5 980 90.2 0.85 1.7 6.5 2.0（四）八级：同步转速八级：同步转速750r/mi

19、n（部分型号）部分型号）Y225M-8 22 47.6 730 90 0.78 1.8 6.0 2.0Y315M2-8 90 180.3 740 92.5 0.82 1.6 6.5 2.0 Y系列三相异步电动机（部分型号）技术数据系列三相异步电动机（部分型号）技术数据第六章第六章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6.2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理6.3 异步电动机的铭牌和技术数据异步电动机的铭牌和技术数据6.4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述6.5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机械特性和运

20、行特性6.6 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速一、电路、磁路的工作状态一、电路、磁路的工作状态6-4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述异步电动机旋转磁场磁通量异步电动机旋转磁场磁通量同定子一相绕组的感同定子一相绕组的感应电动势和端电压的有效值应电动势和端电压的有效值E1、U1 有如下关系：有如下关系：一、电路、磁路的工作状态一、电路、磁路的工作状态式中式中f1 定子绕组中的定子绕组中的磁通量磁通量和和感应电动势感应电动势e1 的的交变频率交变频率，它同电源频率它同电源频率f相等相等。N1定子绕组每相的匝数定子绕组每相的匝数k1 绕组系数绕组系数，是，是小于小于1

21、的常数。的常数。在电源频率在电源频率f一定时，旋转磁场的磁通量一定时，旋转磁场的磁通量取取决于定决于定子绕组所加的相电压子绕组所加的相电压U1。因此，异步电动机因此，异步电动机U1N 正常工作时，正常工作时，旋转磁场磁通旋转磁场磁通量量保持基本不变保持基本不变。因此，异步电动机也同变压器一样存在因此，异步电动机也同变压器一样存在磁通势平衡磁通势平衡关系关系，当转子电流，当转子电流I2 随机械负载随机械负载增大增大时，定子电流时，定子电流I1 和输入功率和输入功率P1也随之也随之增大增大，保持，保持功率平衡功率平衡。一、电路、磁路的工作状态一、电路、磁路的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系

22、统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态表明表明电磁转矩电磁转矩T是由是由旋转磁场旋转磁场和和转子感应电转子感应电流流i2 相互作用产生的。由于转子绕组有漏电感相互作用产生的。由于转子绕组有漏电感 ，i2 滞后于感应电动势滞后于感应电动势e2 一定的相位差角一定的相位差角。二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态CT 与电机结构有关的比例常数与电机结构有关的比例常数因此因此T应与应与、I2、cos2成正比，可写作：成正比，可写作：1.E2、I2、与转差率与转差率s的关系的关系s为机械量，代表转子转速为机械量，代表转子转速 n 和旋

23、转磁场和旋转磁场 n0 的差的差值（的相对值），值（的相对值），。二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态在任意转差率时，则：在任意转差率时，则：s1时，时，E2E20，定子相电压，定子相电压U1E1和和E20有固定有固定的比值。的比值。E2正是由旋转磁场与转子间的相对速度（正是由旋转磁场与转子间的相对速度（n0-n）产生，产生，s越大，越大，E2越大。越大。1.E2、I2、与转差率与转差率s的关系的关系 f2 为转子电路中为转子电路中e2 或或 i2 的频率的频率式中，式中，为转子在静止时的漏电抗。为转子在静止时的漏电抗。二、电路、旋转磁场相联

24、系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态 转子电路有一定的电阻转子电路有一定的电阻r2和漏电抗和漏电抗当转子静止（当转子静止（s=1）时，）时，f2=f1，当，当n=n0（和旋转磁（和旋转磁场同步，场同步，s=0）时，）时，f2 =0，因此：，因此：1.E2、I2、与转差率与转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态以上分析表明，在定子相电压以上分析表明，在定子相电压U1和和f 一定时，一定时，、E20、X20 均一定，均一定，I2 和和 都是转差率的函数。都是转差率的函数。按照按照交流电路理论交流电路

25、理论2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系从前面的关系式可得：从前面的关系式可得：二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态上述关系可用转矩上述关系可用转矩-转差率曲线（转差率曲线（T-s曲线）曲线）表达。表达。2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态当定子相电压当定子相电压U1 一定时，一定时，笼型电动机的笼型电动机的T-s 曲线如图曲线如图中的实线所示，对应的中的实线所示，对应的I2 和和 随随 s变化的变化的曲线如虚变化的变化的曲

26、线如虚线所示。线所示。2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态由图可见由图可见在在s值较小的区间内：值较小的区间内：sX20 r2，上式分母中的（，上式分母中的（sX20）2项可忽略，项可忽略，因此，因此，I2几乎随几乎随s成正比变化。成正比变化。2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态由图可见由图可见在在s值较小的区间内：值较小的区间内：sX20 r2，上式分母中的（，上式分母中的（sX20）2

27、项可忽略，项可忽略，则几乎等于则几乎等于1不变，不变，T 也几乎随也几乎随s成正比变化。成正比变化。I2几乎随几乎随s成正比变化。成正比变化。2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态由图可见由图可见在在s值较大的区间内：值较大的区间内：sX20 r2，上式分母中的，上式分母中的r22项可项可忽略，忽略，则几乎则几乎随随s成反比变化成反比变化，T 随随s的变化也是如此。的变化也是如此。因此，因此，I2基本不变。基本不变。2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的

28、机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态s=1，n=0点点,对应刚合上开关起动电动机时的状对应刚合上开关起动电动机时的状态态Ist 电动机的电动机的“起动电流起动电流”，常为常为I1N 的（的（5.57）倍。）倍。Tst 表示轴上输出的表示轴上输出的“起动起动转矩转矩”，常为，常为TN（1.02.2）倍。倍。Tm 轴上输出的轴上输出的“最大转矩最大转矩”约为约为TN 的（的（1.82.2）倍。）倍。Tm与与Tst都与都与U12 成正比。成正比。2.电磁转矩电磁转矩T和转差率和转差率s的关系的关系二、电路、旋转磁场相联系的机械系统的工作状态二、电路、旋转磁场相联系的机械系统

29、的工作状态sm 临界转差率临界转差率令上式对令上式对s的导数的导数dT/ds=0，可以求得：，可以求得：例例 题题 已知已知Y132S-4型三相异步电动机的部分技术数据为：型三相异步电动机的部分技术数据为：功率功率 ，频率，频率 ，转速，转速 ，电，电压压 ，效率，效率 ，功率因数，功率因数 ,求：求：（1）三相电源线电压为三相电源线电压为380V，电动机的定子绕组，电动机的定子绕组相应如何连接。相应如何连接。（2）此电动机的额定转差率为何值？此电动机的额定转差率为何值？（3）此电动机的额定电流、起动电流、起动转矩及此电动机的额定电流、起动电流、起动转矩及最大转矩为何值？最大转矩为何值？电动机

30、的额定电流为：电动机的额定电流为：解解额定转差率为：额定转差率为：（2）电源频率为）电源频率为50Hz，同步转速同步转速额定转速额定转速（1）电源电压与电动机电压）电源电压与电动机电压U1N 相符，功率为相符，功率为5.5kW,因大于因大于4kW，按铭牌定子绕组的接法应，按铭牌定子绕组的接法应为为。故故起动电流起动电流为：为：额定转矩额定转矩为：为：起动转矩起动转矩为：为：最大转矩最大转矩为：为：第六章第六章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6.2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理6.3 异步电动机的铭牌和技术数据异步电动

31、机的铭牌和技术数据6.4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述6.5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机械特性和运行特性6.6 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速6-5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机械特性和运行特性一、机械特性一、机械特性电动机转速电动机转速n 对电磁转矩对电磁转矩T的曲线称为的曲线称为机械特性。机械特性。nm 是是对应对应sm的的临界转速临界转速。在在异步电动机轴上加有恒定的小于异步电动机轴上加有恒定的小于Tst 的机械负载反转矩的机械负载反转矩TL 时，时，由于由于T TL，电动机能够起动并能加速。电动机能够起动并能加速。

32、当当nnm 后，后，T将随将随n的升的升高而减小，当高而减小，当T=TL 时，电动机进入等速运行，工作在机械特性近时，电动机进入等速运行，工作在机械特性近似直线段上略低于似直线段上略低于n0的的P点。点。一、机械特性一、机械特性异步电动机运行在机械特性曲线的异步电动机运行在机械特性曲线的n0 至至 nm 段上时，能够自动适段上时，能够自动适应负载反转矩应负载反转矩TL 的变化，该段称为的变化，该段称为稳定运行段稳定运行段。异步电动机的额定工作点（异步电动机的额定工作点（T=TN）约在约在n0 至至 nm 段的中部，转速段的中部，转速 nN 比比 n0 所下降的百分比（即所下降的百分比（即 sN

33、）一般只一般只有（有（1.56）%，通常把这种机械特，通常把这种机械特性称为性称为硬特性硬特性。一、机械特性一、机械特性称为异步电动机（瞬时）的称为异步电动机（瞬时）的过载能力过载能力。一般指电源电压一般指电源电压U1 和频率和频率f1 固定为额定值时的定子固定为额定值时的定子电流电流I1、定子电路的功率因数定子电路的功率因数 及电动机效率及电动机效率 对电对电动机输出机械功率动机输出机械功率P2 的关系曲线。的关系曲线。二、运行特性（工作特性）二、运行特性（工作特性）U1、f1 固定，固定，基本基本不变。不变。定子电流定子电流I10（空载电流）空载电流）=（2030）%、I1N。电动机空载运

34、行时：电动机空载运行时：1.I1-P2 曲线曲线二、运行特性（工作特性）二、运行特性（工作特性）1.随着随着T=TL 增大增大，I2几乎与之成正比地增大，几乎与之成正比地增大，I1也随之增大。也随之增大。选择电动机容量时应避免选择电动机容量时应避免“大马拉小车大马拉小车”。P2 I1满载运行时，满载运行时，=0.7 0.9空载时，空载时，=0.2 0.3二、运行特性（工作特性）二、运行特性（工作特性）注意：注意：3.-P2 曲线曲线轻载时，轻载时，较低；较低；在在P2=80%PN时，时，出现出现最大值最大值；额定运行额定运行P2=PN时，时，稍稍有降低有降低。二、运行特性（工作特性）二、运行特

35、性（工作特性）第六章第六章 交流电动机交流电动机6.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构6.2 三相异步电动机的旋转磁场和转动原理三相异步电动机的旋转磁场和转动原理6.3 异步电动机的铭牌和技术数据异步电动机的铭牌和技术数据6.4 异步电动机工作状态概述异步电动机工作状态概述6.5 异步电动机的机械特性和运行特性异步电动机的机械特性和运行特性6.6 三相异步电动机的起动和调速三相异步电动机的起动和调速6-6 异步电动机的起动、反转和调速异步电动机的起动、反转和调速一、笼型异步电动机的起动一、笼型异步电动机的起动 一般情况下一般情况下，一二十千瓦以下的小型异步电动，一二十千瓦以下的小型异

36、步电动机，在其容量小于动力供电变压器容量的机，在其容量小于动力供电变压器容量的20%时，可时，可允许直接起动。否则，就要在起动时采取降压措施，允许直接起动。否则，就要在起动时采取降压措施，减小起动电流。减小起动电流。Q2 先置于先置于中间位置中间位置，接通电源开，接通电源开关关Q1，再把再把Q2 合向合向“起动起动”位位置，等电动机转速升高后，把置，等电动机转速升高后，把Q2切换到切换到“运转运转”位置进入正常运位置进入正常运行。行。操作顺序是：操作顺序是：相电压降低为相电压降低为线电流和起动转矩降低为线电流和起动转矩降低为一、笼型异步电动机的起动一、笼型异步电动机的起动1.星形星形三角形换接

37、起动三角形换接起动同接成三角形进行直接起动相比：同接成三角形进行直接起动相比：起动补偿器由三相自耦起动补偿器由三相自耦变压器变压器和和切换开关切换开关组成。组成。2.用起动补偿器起动用起动补偿器起动一、笼型异步电动机的起动一、笼型异步电动机的起动笼型电动机用起动补偿起动的接线原理图笼型电动机用起动补偿起动的接线原理图先先合上合上Q1，在合上在合上 Q3 的同时的同时把把Q2 合向合向“起动起动”位置。等位置。等电动机转速升高后切断电动机转速升高后切断Q3,同同时将时将Q2 合向合向“运转运转”位置，位置，使使自耦变压器自耦变压器同供电线路脱离，同供电线路脱离，电动机进入正常运行。电动机进入正常

38、运行。操作顺序是：操作顺序是：起动时起动时起动前起动前将将Q2、Q3 断开。断开。2.用起动补偿器起动用起动补偿器起动一、笼型异步电动机的起动一、笼型异步电动机的起动将电动机与电源相连将电动机与电源相连的三根导线中的任意的三根导线中的任意两根对调就可以使旋两根对调就可以使旋转磁场反转，从而使转磁场反转，从而使转子反转。转子反转。二、笼型三相异步电动机的反转二、笼型三相异步电动机的反转三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速异步电动机的转速异步电动机的转速笼型异步电动机的调速方法：笼型异步电动机的调速方法：调速调速 根据所带工作机械的需要，通过改变电动机的根据所带工作机械的需要，通过改变

39、电动机的外部电源条件或内部绕组连接以得到不同的人工机械外部电源条件或内部绕组连接以得到不同的人工机械特性，从而改变电动机和工作机械的转速。特性，从而改变电动机和工作机械的转速。1.改变磁极对数调速改变磁极对数调速2.变频调速变频调速改变笼型异步电动机定子绕组的接线方式可以改变旋转磁场改变笼型异步电动机定子绕组的接线方式可以改变旋转磁场的极对数，因为极对数是成倍的变化，所只能是的极对数，因为极对数是成倍的变化，所只能是有级调速有级调速。1.改变磁极对数调速改变磁极对数调速下图为极数比为下图为极数比为2:4双速电动机的双速电动机的U相绕组改变接线方式相绕组改变接线方式的情况的情况。三、笼型异步电动

40、机的调速三、笼型异步电动机的调速2.变频调速变频调速实现无级变频调速需要有频率连续可调实现无级变频调速需要有频率连续可调的变频设备，如图所示。的变频设备，如图所示。整流器整流器 将将50Hz交流电整流成直流电。交流电整流成直流电。逆变器逆变器将直流电变成频率将直流电变成频率（f）和电压和电压（U1）可调的三相可调的三相 交流电，向电动机供电。交流电，向电动机供电。三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速此外还有此外还有 将将50Hz交流电直接变成频率（交流电直接变成频率（f）可调但低于工频）可调但低于工频的三相交流电的交交型变频器，如图（

41、的三相交流电的交交型变频器，如图（c）所示。）所示。2.变频调速变频调速 由上式可知，在逆变器供电频率由上式可知，在逆变器供电频率（f）从电动机从电动机额定频率额定频率fN向下改变时，必须向下改变时，必须相应降低供电电压有相应降低供电电压有效值效值U1，以保持电动机磁通量以保持电动机磁通量基本基本不变。否则电不变。否则电动机铁心过于饱和，励磁电流和铁损耗大增，而这动机铁心过于饱和，励磁电流和铁损耗大增，而这是不允许的。是不允许的。三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速2.变频调速变频调速三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速2.变频调速变频调速 如图所示，通过控制电路保持如

42、图所示，通过控制电路保持 常数，从而保持常数，从而保持不不变条件下，变条件下，f下降后，下降后，n0 下降，但最大转矩下降，但最大转矩Tm 不变。不变。对应不同负载转矩的对应不同负载转矩的转速下降值相同，即变频后转速下降值相同，即变频后的的人工机械特性和自然机械人工机械特性和自然机械特性平行的特性平行的。因此低速下仍。因此低速下仍可输出额定转矩可输出额定转矩TN，实现实现恒转矩调速恒转矩调速，调速范围可达，调速范围可达10:1以上。以上。三、笼型异步电动机的调速三、笼型异步电动机的调速2.变频调速变频调速 变频器供电频率变频器供电频率f也可从也可从fN 向上改变，但供电电压向上改变，但供电电压U1只能保只能保持在持在U1N，不允许随着升高。不允许随着升高。因此，因此，f上升时，上升时，和和Tm 要降低，额定电流要降低，额定电流I1N 下的下的T将将小于小于TN，但输出机械功率因输入电功率允许达到，但输出机械功率因输入电功率允许达到P1N也可以达到也可以达到P2=PN，实现恒功率调速实现恒功率调速。第七章交流电动机