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1、7.17.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 7.2 7.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理7.3 7.3 三相异步电动机的电路分析三相异步电动机的电路分析7.4 7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性7.5 7.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7.6 7.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速7.7 7.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动7.8 7.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据第第7 7章章 交流电动机交流电动机返回返回本章要求：本章要求：1.1.了解三相交流异步电动机的基本构造和转
2、动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。原理。原理。原理。2.2.理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法起动和反转的基本方法起动和反转的基本方法起动和反转的基本方法,了解调速和制动的了解调速和制动的了解调速和制动的了解调速和制动的 方法。方法。方法。方法。3.3.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。理
3、解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。交流电动机交流电动机直流电动机：直流电动机：三相电动机三相电动机单相电动机单相电动机异步机异步机同步机同步机他励、并励、串励、复励他励、并励、串励、复励电动机：电能转换成机械能电动机：电能转换成机械能发电机：其他形式的能量转换成电能发电机：其他形式的能量转换成电能电机的作用：电机的作用：电机的作用：电机的作用：电动机的分类：电动机的分类：电动机的分类：电动机的分类：电动机电动机三相异步电动机：驱动各种金属切削机床、驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带等。起重机、锻压机、传送带等。单相异步电动机：功率不大的电动工具和功率不大的电动工具和某些家用电器。某
4、些家用电器。同步电动机：功率较大、不需调速、长期工功率较大、不需调速、长期工作的各种生产机械。作的各种生产机械。直流电动机：均匀调速的生产机械，如：龙均匀调速的生产机械，如：龙门刨床、轧钢机及某些重型机床的主传动机构。门刨床、轧钢机及某些重型机床的主传动机构。使用电动机驱动生产机械可简化使用电动机驱动生产机械可简化生产机械的结构、提高生产率、生产机械的结构、提高生产率、能实现自动控制和远距离操纵能实现自动控制和远距离操纵 （1）基本结构）基本结构 （2）工作原理）工作原理 （3）机械特性机械特性 （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 （5）应用场合和正确使用
5、）应用场合和正确使用 1.定子定子铁心铁心铁心铁心：由内周有槽由内周有槽由内周有槽由内周有槽的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。的硅钢片叠成。A-XA-XB-Y B-Y C-ZC-Z三相绕组三相绕组三相绕组三相绕组机座机座：铸钢或铸铁铸钢或铸铁7.17.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 转子转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感应电流。应电流。2.转子：由转子铁心和转子绕组组成。转子：由转子铁心和转子绕组组成。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
6、片叠成。(1)鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式转子绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相。同定子绕组一样，也分为三相。同定子绕组一样，也分为三相。同定子绕组一样，也分为三相。机座机座定子绕组定子绕组铭牌数据铭牌数据出线端子出线端子定子铁心鼠笼型转子鼠笼型转子转轴转轴轴承轴承转子转子绕线型转子绕线型转子 铁心铁心绕组绕组转轴转轴返回返回齿轮电动机的定子齿轮电动机的定子（小于（小于500kW）绞车驱动的绞车驱动的定子定子(大于大于500kW)牵引电动机的转子铝壳电动机 小型木工机
7、械、台钻、切割机、风机、运小型木工机械、台钻、切割机、风机、运输、建筑、食品加工等机械的驱动。输、建筑、食品加工等机械的驱动。钢板壳电动机铸铁电动机定子：定子：由机座、定子铁心和定子绕组组成。由机座、定子铁心和定子绕组组成。转子：转子：转子铁心和转子绕组两部分构成。转子铁心和转子绕组两部分构成。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比较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比较：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：结构复杂、价格
8、较贵、维护工作量结构复杂、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大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。特性。7.27.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈磁极旋转磁极旋转导线切割磁感线产生感应电动势导线切割磁感线产生感应电动势导线长导线长磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力 1.线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致异步异步 2.线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢返回返回7.2.1 旋转磁场
9、旋转磁场1.旋转磁场的产生旋转磁场的产生 定子三相对称绕组通入定子三相对称绕组通入三相对称交流电流（三相对称交流电流（Y）AXBYCZoAXBYCZAYCBZX()电流出电流出()电流入电流入规定规定 i:“+”首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。i:“”尾端流入，首端流尾端流入，首端流出。出。o tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ 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转合成磁场旋转6060 合成磁场旋转合成磁场旋转合成
10、磁场旋转合成磁场旋转9090600oXBZAYCAXYCBZ合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转120120合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转合成磁场旋转180180分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场的磁场,即：即：一个电流周期，旋转磁场在空间一个电流周期，旋转磁场在空间转过转过360 定子作用：是产生旋转磁场。定子作用：是产生旋转磁场。转子作用：是在旋转磁场作用下，转子作用：是在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。产生感应电动势或电流。可见，当定子绕组中通入三相电流后，可见，当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场
11、是随着电流的交变它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。AAXYCBZAAXYCBZ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结论：结论：结论：结论：任意调换两根任意调换两根任意调换两根任意调换两根电源进线，则旋转磁电源进线，则旋转磁电源进线，则旋转磁电源进线，则旋转磁场反转。场反转。场反转。场反转。任意调换两根电源进线任意调换两根电源进线(电路如图电路如图)AXBYCZo3.旋转磁场的极数旋转磁场的极数 此
12、种接法下，绕组的始端之间相差此种接法下，绕组的始端之间相差120度空间角，度空间角，合成磁场只有一对磁极，则极对数为合成磁场只有一对磁极，则极对数为 1。即：即：AXYCBZAXBYCZCYABCXYZAXBZ 若定子每相若定子每相绕组由两个线圈串联绕组由两个线圈串联，绕组的始端之，绕组的始端之间相差间相差6060度度空间角，将形成空间角，将形成两对磁极的旋转磁场。两对磁极的旋转磁场。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p=1，每相一个绕组，绕组始端之间相差360/3=120 空间角。p=2，每相两个绕组顺串，绕组始端之间相差360/（2*3
13、）=120 /2=60 空间角。p=3，每相三个绕组顺串，绕组始端之间相差360/（3*3）=120 /3=40 空间角。p=n，每相n个绕组顺串，绕组始端之间相差360/(n*3)=120/n 空间角。4.旋转磁场的转速旋转磁场的转速AXYCBZAXYCBZAXYCBZop=1时时p=2时时0旋转磁场转速旋转磁场转速（同步转速）：（同步转速）：极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转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。可见可见可见可见:7.2.2 电动机的转动原理电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入
14、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方向方向:顺时针顺时针顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体切割转子导体切割转子导体右手定则右手定则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旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流感应电流感应电流 I I2 2旋转磁场旋转磁场旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则左手定则左手定则电磁力电磁力电磁力电磁力F FF电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T TnF电动机转速电动机转速:电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步
15、电动机电动机无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果转子和旋转磁场之间转子和旋转磁场之间转速差转速差的存在，是异步电动机的存在，是异步电动机转动的转动的必要条件。必要条件。通常异步电动机额定运行时通常异步电动机额定运行时:电动机起动瞬间电动机起动瞬间:（转差率最大）转差率最大）旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与
16、旋转磁场的同步转速之比称为的同步转速之比称为的同步转速之比称为的同步转速之比称为转差率。转差率。转差率。转差率。转差率表征转子转速比同转差率表征转子转速比同步转速落后程度的物理量。步转速落后程度的物理量。转子转速亦可由转差率求得：转子转速亦可由转差率求得：7.2.3 转差率转差率思考题思考题 说明三相异步电动机在何种情况下说明三相异步电动机在何种情况下 其转差率为下列数值其转差率为下列数值:(1)s=1;(2)0s1;(3)s=0;(4)s0，s 1，所以，所以，转子频率与转差率转子频率与转差率s有关有关，即与转速，即与转速n有关。有关。1.1.转子频率转子频率转子频率转子频率 f f 2 2
17、n=0，即，即s=1时，转子电动势最大。时，转子电动势最大。2.转子电动势转子电动势E 2所以，所以，转子电动势与转差率有关转子电动势与转差率有关。转子静止时转子静止时转子静止时转子静止时的感应电动势的感应电动势的感应电动势的感应电动势转子转动时转子转动时转子转动时转子转动时的感应电动势的感应电动势的感应电动势的感应电动势3.转子感抗转子感抗X 2 2在在n=0，即，即s=1时，转子感抗最大。时，转子感抗最大。所以，所以，转子感抗与转差率有关转子感抗与转差率有关。其中其中 4.转子电流转子电流I2 2返回返回所以，所以，转子电流与转差率转子电流与转差率s有关有关。4.转子电流转子电流I2 25
18、.转子功率因数转子功率因数cos 2 所以，所以，转子功率因数与转差率转子功率因数与转差率s有关有关。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 子电路中的各量均与转子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 2s1I2,O小结：小结：思考题思考题 下列叙述是否正确？下列叙述是否正确？说：说：异步电动机的转子电路中，感应电动异步电动机的转子电路中，感应电动势和电流的频率是随转速而改变的，转势和电流的频率是随
19、转速而改变的，转速越高，则频率越高；转速越低，则频速越高，则频率越高；转速越低，则频率越低。率越低。答：错误。答：错误。转速越高，则转差率越低；转转速越高，则转差率越低；转子感应电动势和电流频率越低，反之则越子感应电动势和电流频率越低，反之则越高。高。7.4.1转矩公式转矩公式：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,受到电受到电 磁力所形成的转距之总和，称为电磁转矩。磁力所形成的转距之总和，称为电磁转矩。常数常数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7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性
20、 其中：其中：11144.4NfU=FK为常数为常数电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式电磁转矩公式由公式可知由公式可知由公式可知由公式可知1.1.T T 与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压与定子每相绕组电压 成正比。成正比。成正比。成正比。U U 1 1 T 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
21、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。7.4.2 机械特性曲线机械特性曲线根据转矩公式根据转矩公式得特性曲线：得特性曲线：OTSOT1n0Tn额定转矩额定转矩 ：电机在电机在额定电压额定电压下，以额下，以额定转速定转速 运行，输出额运行，输出额定功率定功率 时，电机转轴时，电机转轴上输出的转矩。上输出的转矩。(1)（牛顿（牛顿米）米）nN 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。最大转矩最大转矩 ：(2)电机带动最大负载的能力。电机带动最
22、大负载的能力。n0Tn求求解解当当当当 U U1 1 一定时，一定时，一定时，一定时，T Tmaxmax为定值为定值为定值为定值过载系数过载系数过载系数过载系数(能力能力能力能力)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工作时必须使工作时必须使工作时必须使工作时必须使T T2 2 TT=T2n T T2达到新的平衡达到新的平衡T2常用特常用特常用特常用特性段性段性段性段TO（5 5）U U1 1 和和和和 R R2 2变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响变化对机械特性的影响(1(1)U U1 1 变化对机械特性的影响（变化对机械特性的影响（变化对机械
23、特性的影响（变化对机械特性的影响（R2不变）不变）不变）不变）U Tm Tst T2TO(2(2)R R2 2 变化对机械特性的影响（变化对机械特性的影响（变化对机械特性的影响（变化对机械特性的影响（U U1 1不变）不变）不变）不变）TOR2 Tst n 硬特性：硬特性：硬特性：硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。负载变化时，转速变化不大，运行特性好。软特性：软特性：软特性：软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，负载增加时转
24、速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。起动特性好。起动特性好。起动特性好。硬特性硬特性 （R2小）小）软特性软特性（R2大）大）不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。电机；重载起动则选软特性电机。机械特性的软硬机械特性的软硬机械特性的软硬机械特性的软硬答答:22,IEsnT2分析分析：三相异步电动机在额定电压下运行，当：三相异步电动机在额定电压下运行，当负载转矩负载转矩 突然增大突然增大10%时，电动机下列时，电动机下列参数参数 变化情况。变化情况。T27.5 7.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动7
25、.5.1 起动性能起动性能 起动起动起动起动问题：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为额定转矩的转矩为额定转矩的转矩为额定转矩的(1.02.2)(1.02.2)倍。倍。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
26、过热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：后果：后果：原因：原因：原因：原因：起动：起动：起动：起动：n n=0 0，s=1,=1,接通电源。接通电源。接通电源。接通电源。起动时起动时起动时起动时 ，n n=0 0，转子导体切割磁感线速度很大，转子导体切割磁感线速度很大，转子导体切割磁感线速度很大，转子导体切割磁感线速度很大，转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流转子电流转子电流定子电流定子电流定子电流定子电流 7.5.2 起动方法：起动方法：（1）直接起动直接起动 2030千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。千瓦以下的异步
27、电动机一般采用直接起动。（2）降压起动降压起动Y 起动起动自耦降压起动自耦降压起动（3）转子串电阻起动）转子串电阻起动（绕线型电动机）。（绕线型电动机）。以下介绍以下介绍降压降压 起动和转子串电阻起动。起动和转子串电阻起动。（鼠笼型电动机）（鼠笼型电动机）1.1.降压起动降压起动降压起动降压起动(1)Y(1)Y 换接起动换接起动换接起动换接起动 降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流降压起动时的电流为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的为直接起动时的+起动起动起动起动U1U2V1V1W1W2+正常正常正常正常运行运行运行运行U1U2V1V2W1W2设：电机每相阻抗为设：电机每相阻
28、抗为设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为|Z|Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1动触点动触点Y动触点动触点静触点静触点Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图Y Y起动起动起动起动L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1 起动起动起动起动UPU1+Ul+U2V1V2W1W2Y Y 起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图起动器接线简图 工作工作L1L3L2FUS SU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2
29、L1U1U2 正常正常正常正常运行运行运行运行Ul+U1V1V2W1W2(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。仅适用于正常运行为三角形联结的电机。(b)Y 起动起动Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-Y-换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题换接起动应注意的问题 正常正常正常正常运行运行运行运行UlU1W2V2W1+U2V1UP 起动起动起动起动+Ul+U1W2V2W1U2V1(2)(2)自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动自耦降压起动L1L3L2FUQ QQ2 2下合：下合：下合：下合：接入自耦变接入自耦变接入自耦变接入自耦变
30、 压器，降压压器，降压压器，降压压器，降压 起动。起动。起动。起动。QQ2 2上合：上合：上合：上合：切除自耦变切除自耦变切除自耦变切除自耦变 压器，全压压器，全压压器，全压压器，全压 工作。工作。工作。工作。合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关合刀闸开关QQQ2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成联成联成联成 Y Y形不能采用形不能采用形不能采用形不能采用Y Y 起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。起动的鼠笼式异步电动机。RRR滑环滑
31、环电刷电刷定子定子转子转子起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的起动时将适当的R R 串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将串入转子电路中，起动后将R R 短路。短路。短路。短路。起动电阻起动电阻 2.绕线式电动机绕线式电动机转子电路串电阻起动转子电路串电阻起动 若若若若R R2 2选得选得选得选得适当适当适当适当，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。降低起动电流，又可以增加起动转矩。常用于
32、要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。常用于要求起动转矩较大的生产机械上。R2 Tst TO转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点转子电路串电阻起动的特点 方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机电动机电动机电动机正转正转正转正转电动机电动机电动机电动机反转反转反转反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转电
33、电电电 源源源源U UV V WWM3U UV V WW电电电电 源源源源M37.6 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三种：改变电源频率三种：改变电源频率 ；改变极对数改变极对数 ；改变转差率改变转差率 。调速：指在同一负载下，能得到不同的转速。调速：指在同一负载下，能得到不同的转速。7.6.1 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
34、百赫兹百赫兹 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。顺串联顺串联 ：1,2,3接电源，接电源，4,5,6空空p=2 低速低速7.6.2 变极调速变极调速(有级调速有级调速)反并联反并联Y：4,5,6接电源，接电源，1,2,3接一点接一点p=1 高速高速A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=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
35、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、镗床、磨床等机床上。等机床上。A1A2X1X2SNTo7.6.3 变转差率调速变转差率调速(无级调速无级调速)变转差率调速是变转差率调速是绕线式电动机绕线式电动机特有的一种调速方法。特有的一种调速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。其优点是调速平滑、设备简单投资少，缺点是能耗较大。广泛应用于各种提升、起重设备中。广泛应用于各种提升、起重设备中。nnTLTLs sTsoU1一定一定实现调速实现调速7.7 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动制动：电动机断电后，制动：电动机断电后，采取措施使其迅速停下来
36、。采取措施使其迅速停下来。制动方法制动方法机械机械制动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7.7.1 能耗制动能耗制动在在断开三相电源断开三相电源的同时，给电动机其中的同时，给电动机其中两相绕组通入直流两相绕组通入直流电电流，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转距（制动转距），使转子迅速停止转动。旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。nF转子转子T n0=0MM33+-运转运转制动制动RP制动转矩的大小与直流电流的大小有关。制动转矩的大小与直流电流的大小
37、有关。直流电流的大小一般为电动机额定电流的直流电流的大小一般为电动机额定电流的0.51倍。倍。7.7.2.反接制动反接制动 停车时，将电动机接停车时，将电动机接电源的任意两相电源的任意两相对调对调对调对调，使电动机定子，使电动机定子，使电动机定子，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，使转子迅速停止转动。转矩，使转子迅速停止转动。转矩，使转子迅速停止转动。转矩，使转子迅速停止转动。MM33运
38、转运转制动制动制动制动nF转子转子转子转子T n0注意：注意：反接制动时，定子旋转磁场与转子的反接制动时，定子旋转磁场与转子的相对转速相对转速很大很大。即切割磁感线的速度很大，造成。即切割磁感线的速度很大，造成转子电流转子电流增大增大，引起，引起 定子电流增大定子电流增大。为限制电流，在制。为限制电流，在制动时要在定子电路（鼠笼型）或转子电路（绕线动时要在定子电路（鼠笼型）或转子电路（绕线型）中串电阻。型）中串电阻。n=0时，应及时断开电源，以防止反转。时，应及时断开电源，以防止反转。7.7.3.发电反馈制动：发电反馈制动：例如：起重机快速下放例如：起重机快速下放 重物时；重物时；多速电动机从
39、高速调多速电动机从高速调到低速的过程中。到低速的过程中。当电动机转子的转速当电动机转子的转速大于大于旋转磁场的转速时，旋旋转磁场的转速时，旋转磁场产生的电磁转矩作用方向发生变化，由驱动转转磁场产生的电磁转矩作用方向发生变化，由驱动转距变为制动转矩。电动机进入制距变为制动转矩。电动机进入制动状态，同时将外力动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。作用于转子的能量转换成电能回送给电网。nF转子转子T n0n n07.8 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据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
40、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。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产品名称产品名称异步电动机异步电动机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新代号新代号汉字意义汉字意义汉字意义汉字意义老代
41、号老代号老代号老代号Y Y异异异异异绕异绕异绕异绕异爆异爆异爆异爆异起异起异起异起YRYRYBYBYQYQYQYQJ J、JOJOJRJR、JROJROJBJB、JBOJBOJQJQ、JQOJQO2.2.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 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3.电压：电压：额
42、定运行时额定运行时定子定子绕组上应加的绕组上应加的线电压线电压.说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，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,从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。从而使电动机过热。线线电电压压AZBYX
43、C线线电电压压ABCXYZ例：例：380/220 Y/是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法；当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。电压波动对电动机的影响电压波动对电动机的影响4.电流：电流：额定运行时额定运行时定子定子绕组的绕组的线电流。线电流。如：如：表示三角接法下，电机的线电流为表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流相电流为为6.48A；星形接法时线、相电流均为星形接法时线、相电流均为6.48A。5.功率与效率：功率与效率：额定功率指电机在额定运行时轴上额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率输出的功率（），不等于从电源吸收的功率（），不等
44、于从电源吸收的功率（）。两者的）。两者的 关系为：关系为：其中其中鼠笼电机鼠笼电机=7293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，择容量合适的电机，择容量合适的电机，择容量合适的电机，防止出现防止出现防止出现防止出现 “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。的现象。6.6.功率因数功率因数功率因数功率因数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，
45、功率因数最高。P2cos O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缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105C)，H级最级最高高(180C)。7.7.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。例例1：Y225M-4型三相异步电动机的额定技术数据如下：型三相异步电动机的额定技术数据如下：功率功率转速转速电压电压效率效率功功率率因因数数Ist/INTst/T
46、NTm/TN45kW1480r/min380V92.3%0.8871.92.2电源频率电源频率50Hz。试求试求:(1)额定转差率额定转差率sN;(2)额定电流额定电流 IN;(3)额定转矩额定转矩TN;(4)起动电流起动电流Ist;(5)起动转矩起动转矩Tst;(6)最大转矩最大转矩 Tm;解解:(1)额定转差率额定转差率sN n0=1500r/min p=2 sN=(n0-n)/n0=(1500-1480)/1500=0.013(2)额定电流额定电流 IN(3)额定转矩额定转矩TN(4)起动电流起动电流Ist(5)起动转矩起动转矩Tst(6)最大转矩最大转矩 Tm例例2：在上题中：在上题中
47、:(1)如果负载转矩为如果负载转矩为510.2N.m,试问在试问在U=UN和和U=0.9UN两种情况两种情况下电动机能否起动？下电动机能否起动？解解:(1)在在U=UN时时:在在U=0.9UN 时时:所以能起动所以能起动所以不能起动所以不能起动(2)采用采用 Y-换接起动时，求起动电流和换接起动时，求起动电流和起动转矩。又当负载转矩为额定转矩的起动转矩。又当负载转矩为额定转矩的80%和和50%时，电动机能否起动？时，电动机能否起动？（2）在在80%额定转矩时：额定转矩时：不能起动不能起动在在50%额定转矩时：额定转矩时：可以起动可以起动例例3：某电动机的额定功率为：某电动机的额定功率为15kW，额定转额定转速为速为970r/min，频率为频率为50Hz，最大转矩为最大转矩为295.36N.m。试求电动机的过载系数。试求电动机的过载系数。解解:过载系数：过载系数：