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1、1.1.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。本章要求：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 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 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。第6章 交流电动机电动机的分类：电动机的分类：笼型异步交流电动机授课内容：基本结构、工作原理、基本结构、工作原理、机械特性、控制方法机械特性、控制方法 电动机电动机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
2、单相电动机同步电动机同步电动机异步电动机异步电动机他励、并励电动机他励、并励电动机串励、复励电动机串励、复励电动机第6章 交流电动机6.6 三相异步电动机的调速1.改变磁极对数 p（适合于鼠笼式）2.改变转差率 s（适合于绕线式）3.改变电源频率 f1(变频调速)（适合于鼠笼式）调速方法：有级调速无级或有级调速无级调速 n=(1 s)n0=(1 s)p60 f1调速：同一负载得到不同的转速n调速范围：电动机在额定电流时所能得到的最高转速和最低转速之比6.6.1 变频调速(无级调速)f=50Hz逆变器 逆变器M3 整流器 整流器f f1 1、U U1 1可调 可调+变频调速方法恒转距调速（f1f
3、1N）频率调节范围：频率调节范围：0.50.5几几百赫兹百赫兹6.6.2 变极调速(有级调速)U11U21U12U22i iP=2 U11U12U21U22 NNSSU11U21U12U22iiP=1 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，因而只用在对调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床等机床上。U11U12U21U22SNTo6.6.3 变转差率调速(无级调速)变转差率调速是绕线型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，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。nnTLTLs s Tso6.7 三相异步电动机的制动制动
4、方法机械制动电气制动能耗制动反接制动发电反馈制动 能耗制动 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。反接制动 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。nF转子Tn0=0运转制动M M3 3 发电反馈制动 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化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。
5、nF转子Tn0n n0 三相异步电动机型 号 Y132S6功 率 3 kW 频 率 50Hz电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结 Y转 速 960r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B6.8 三相异步电动机铭牌数据1.1.型号 型号 Y132S6Y系列异步机机座中心高度机座长度代号 2p=6n0=1 000 r/min2.2.额定功率 额定功率 PN PN=3 kW 轴上输出机械功率的额定值3.3.额定电压 额定电压 UN UN=380 V 定子三相绕组应施加的线电压磁极数返回 退出 上一页 下一页 章目录异步电动机产品名称代号产品名称 产品名称异步电动机 异步电动机绕线型异步
6、电动机 绕线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新代号 新代号汉字意义 汉字意义老代号 老代号Y Y异 异异绕 异绕异爆 异爆异起 异起YR YRYB YBYQ YQJ J、JO JOJR JR、JRO JROJB JB、JBO JBOJQ JQ、JQO JQO返回 退出 上一页 下一页 章目录4.4.额定电流 额定电流 IN IN=7.2 A定子三相绕组的额定线电流6.6.额定转速 额定转速 nN5.5.额定功率因数 额定功率因数 N=cos NP1N=3 UNIN cos NPN=NP1N=3 UNIN cos NN 三相异步电动机型 号
7、 Y132S6功 率 3 kW 频 率 50Hz电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结 Y转 速 960r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B2.2.接法接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U2U1W2V1V2W1Y Y 联结联结 联结联结W2U2V2V1W1U1接线盒V V1 1W W2 2U U1 1W W1 1U U2 2V V2 2W1U U1 1V1W2U U2 2V2接电源W1U U1 1V1W2U U2 2V2接电源3.3.电压电压例如：380/220V、Y/是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。说明：一般规定
8、，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%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380V380V，3000V,3000V,及及6000V6000V等多种。等多种。4.4.电流电流例如：例如：Y/Y/6.73/11.64 A6
9、.73/11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。5.5.功率与效率功率与效率 鼠笼电机=7293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械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。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。6.6.功率因数功率因数PN 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数
10、最高。P2cos O如：n N=1440 1440 转转/分分 sN=0.040.048.8.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A、E、B、F、H五级，A级最低(105C)，H级最高(180C)。7.7.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。返回 退出 上一页 下一页 章目录20 例 6.4.1 Y180M-2 型三相异步电动机，PN=22 kW，UN=380 V，三角形联结，IN=42.2 A，N=0.89,fN=50 Hz、nN=2 940 r/min。求额定状态下运行时的：(1)转差率;(2)定子绕组的相电流;(3)输入有功功率;(4)效率。解(
11、1)由型号知该电动机的 2p2，即 p1，(2)定子三相绕组为三角形联结=0.023 0002 940 3 000n0nNn0sN=IN 3=A=24.36 A 42.2 3I1P=(4)效率(3)输入有功功率P1N=3 UN IN N=338042.20.89 W=24.8 kWPNP1NN=100%=100%=89%2224.8 种类和型式的选择1.1.种类的选择种类的选择 一般应用场合应尽可能选用笼型电动机。只有在需要调速、不能采用笼型电动机的场合才选用绕线型电动机。2.2.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，如开启式、防护式、封闭式电动机。电压和转速的选
12、择 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。Y系列笼型电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。返回 退出 上一页 下一页 章目录22 一、脉振磁场*6.8 单相异步电动机 Fm Rmm Fm Rm m Rm FmtO t1t2t3t4t5t6t7t8返回 退出 上一页 下一页 章目录23二、工作原理 无起动转矩，有运行转矩。TRsF1TFsRTOs(a)转子顺时针方向旋转(b)转子逆时针方向旋转TFsR1TRsFTOs返回 退出 上一页 下一页 章目录241.1.两相起动两相起动 原理：两相电流旋转磁场起动转矩三、起动方法转子CW1S1iWi
13、SW2S22.2.罩极起动罩极起动 n转子 励磁绕组 短路环 返回 退出 上一页 下一页 章目录25*6.9 交流伺服电动机交流伺服电动机是两相异步电动机。机械特性Tn0.25UCUC0.75UC0.5UCO原理图 转速控制方式：幅值控制、相位控制、幅相控制。uL+C+uCL返回 退出 上一页 下一页 章目录26 步进电动机将电信号转变成转角或转速。*6.10 步进电动机一、步进电动机的结构 U2 V1V2 U1 W2W1 1234返回 退出 上一页 下一页 章目录27(b)V 相通电通电顺序：U V W U(a)U 相通电二、步进电动机的工作原理 每一拍转子转过的角度称步距角。(c)W 相通
14、电W2U1V1 W1U2V212343412W2U1V1 W1U2V23412W2U1V1 W1U2V21.1.m m 相单相单 m m 拍拍返回 退出 上一页 下一页 章目录28(a)UV 相通电U1W2V1 W1U2V234122.2.m m 相双相双 m m 拍拍W2V1W1U2V23412U1W2V1 W1U2V23412U1(b)VW 相通电(c)WU 相通电通电顺序：UV VW WU UV通电顺序：U UV V VW W WU U3.3.m m 相相 22m m 拍拍步距角 与转子齿数 Z 和拍数 N 的关系360 ZN=转子每分钟的转速60f ZNn=返回 退出 上一页 下一页
15、章目录29*6.11 三相同步电动机 U1U2V1V2W1W2NSIf 特点：通过改变转子 If，可以调节电动机的。原理图 机械特性nTn0O返回 退出 上一页 下一页 章目录30*6.12 直流电动机一、工作原理 在两电刷之间加入直流电压，则在绕组中产生电流，通电导体又受到力的作用，产生电磁力矩。由于换向器的作用，在 N(S)极下受力方向不变，使电枢旋转起来。FSNiae F e 返回 退出 上一页 下一页 章目录311.1.电磁转矩电磁转矩 T=CT Ia式中：每极磁通；Ia 电枢电流；CT 电机结构决定的常数。2.2.电动势电动势 E=CE nE 与 Ia 反向E 为反电动势，直流电动机
16、分类：他励、并励、串励、复励电动机。返回 退出 上一页 下一页 章目录32二、他励电动机 Ia If M+Ua+Uf+E励磁电流电枢电流电动机转速转速与转矩的关系Ia=UaERaUf RfIf=E CEn=UaRa IaCEUa CEn=T RaCECT 2返回 退出 上一页 下一页 章目录33nOT他/并励串励复励 直流电动机的机械特性(1)改变电枢电压(2)改变磁通(3)改变电枢电路电阻 直流他励电动机调速方法：返回 退出 上一页 下一页 章目录34三、并励和串励电动机 U=Ua=UfI=IaIfU=UaUfI=Ia=IfE CEn=U(RaRf)I CE=T RaRfCECT 2U CEM+UIIaIfIM+U+E返回 退出 上一页 下一页 章目录35四、复励电动机 复励电动机既可以具有串励电动机的某些 优点，适用于负载转矩 变化较大，需要机械特性比较软的设备中，又 可以像并励电动机那样 在空载和轻载下运行。M+UI返回 退出 上一页 下一页 章目录36*6.13 电动机的选择1.1.种类的选择种类的选择 优先选用三相笼型异步电动机。2.2.功率的选择功率的选择3.3.电压的选择电压的选择4.4.转速的选择转速的选择5.5.外形结构的选择外形结构的选择 防护型、封闭式、密封式、防爆式。6.6.安装形式的选择安装形式的选择7.7.型号的选择型号的选择