nullnull第8章
三相交流电动机null内容提要三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 三相异步电动机的铭牌和技术数据
三相异步电动机的起动、反转、调速和 制动本章重点与难点本章重点与难点三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机的转动原理
三相异步电动机的电磁转矩特性和机械特性
三相异步电动机的控制方法
（起动、反转、调速和制动）
null电动机：电能转化为机械能的装置其优点：结构简单，价格低廉，运行可靠，维修方便等8.1 三相交流异步电动机的结构8.1 三相交流异步电动机的结构机壳(机座)—支承定子铁心、固定端盖定子绕组—接电源，获得电能产生旋转磁场
可以星形获三角形连接，作为三相负载铁心—磁路的一部分，0.35或0.5mm硅钢片叠 成。内表面有凹槽，放置绕组1.定子（不动的部分）：null2.转子（转动的部分）： 转轴—支承转子、驱动机械负载 铁心—磁路的一部分，0.35或0.5mm硅钢片
表面有凹槽，放转子导体转子导体导条—鼠笼式绕组—绕线式：可改变转子电阻作用：产生感应电动势和感应电流来产生电磁转矩。 null定转子之间的空气隙，也是磁路的一部分，它的大小对电机的性能有很大的影响
过大：所需励磁电流大，功率因数小
所以空隙要合适3.气隙（看不见的部分）：null三相异步机的结构演示null(1)旋转磁场的产生1.旋转磁场三相定子绕组在空间上互差120度放置，并通入三相 对称电流null设每相电流为正时，从首端流入，尾端流出，为负时尾端入，首端出，如图。
且流入时标“”，流出“”产生两极磁场，且旋转null同理
分析
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，可得
其它角度下
的磁场位置
及方向：null旋转方向：取决于三相电流的相序。改变磁场的旋转方向：换接其中任意两相电源旋转磁场的旋转方向null旋转磁场的转速大小极对数（P）的概念null极对数（P）的改变 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形
成的磁场则是两对磁极。nullnull极对数和转速的关系null三相异步电动机的同步转速极对数每个电流周期
磁场转过的空间角度同步转速null2.电动机的转动原理null磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线长切割速度（右手定则）null异步null定子绕组通电转子导体（闭合）切割磁力线产生感应电动势及感应电流带电的转子导体在磁场中受力（左手定则）旋转磁场（转速为n1）转子导体受到电磁转矩T的作用转子转动起来，且与旋转磁场同方向，
转速为n，n
公式
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nullnullnullnullnull描述了电磁转矩和转差率之间的关系，即转矩特性T=f（s） 在0＜s＜sm范围内，s值很小，sX20＜＜R2，忽略sX20的影响，则在这一范围内，电磁转矩T与转差率s成正比。
在sm＜s＜1范围内，sX20＞＞R2，忽略R2的影响，则在这一范围内，电磁转矩T与转差率s成反比特性曲线：Tmax：最大转矩，
对应s＝ sm称为临界转差率Tst：起动转矩，
对应s＝ 1，起动点TN：额定转矩，
对应s＝ sN 额定运行点null8.3.2 机械特性把转矩特性曲线顺时针旋转90度，并将s轴改为n轴
可得机械特性曲线(是分析电动机运行特性的重要依据）null三个重要转矩n1Tn单位：N •m（牛顿•米）nulln1Tnnullnulln1Tnnull电动机的自适应负载能力 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。由其特性曲线决定 在常用特性段（稳定运行区），T随n的减小而增大null 机械特性和电路参数的关系和电压的关系null和转子电阻的关系null机械特性的软硬 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起
动特性好。 null求:额定转差率S、额定转距TN、起动转距Tst、
最大转距Tmax、额定输入功率P1解：n1=3000r/min P1N=PN/ N =45/0.915=49.18kW
SN=（n1-nN）/nN=（3000-2970）/3000=0.01
TN=9550PN/n=955045/2970=144.7 N·m
Tst= KstTN =2TN=2 144.7=289.4 N·m
Tmax= KMTN=2.2 144.7=318.3 N·mnull8.4 三相异步机的起动、
反转、调速和制动8.4.1电动机的起动1.起动性能：起动过程：从n＝0接通电源到稳定运行的过程起动电流Ist，起动转矩Tst，起动时间，起动发热等起动要求：小的起动电流Ist，足够大的起动转矩Tst实际性能：起动电流很大，为额定电流的5 ~ 7 倍
起动转矩较小，一般为额定转矩的1～2倍影响：大电流使电网电压降低 ，影响其他负载工作null2.电动机的起动方法：（1） 直接起动，也称全压起动。但是要满足下列条件之一（2） 鼠笼型异步机的降压起动。（3）绕线式异步机的起动。①电动机和照明共用同一电网，电动机起动时产生的电网
压降不超过额定电压的20%；
②电动机由专用变压器独立供电，且电动机不经常起动，
电动机的功率不超过变压器容量的30%；
③电动机由专用变压器独立供电，但电动机起动频繁，
所以电动机的功率不超过变压器容量的20%；
④电动机由专用发电机直接供电，电动机的功率不超过
发电机容量的10%。 nullY－ 换接降压起动：null手动Y－ 降压起动控制原理图nullnull自耦变压器降压起动：采用自耦变压器降压起动，（自耦变压器的变比为K，
原边电压为U1，副边电压为U2，原边电流为Ist1，副边电流为Ist2）
电动机定子绕组的电压为副边电压U2=U1/K，
定子绕组的输入电流 即为副边电流Ist2则：设直接起动时电动机的起动电流和起动转矩分别为Ist和Tst，null可见，用自耦变压器降压起动时电网供给的起动电流为
直接起动时的1/K2倍。起动电流大大减小了但相应地，降压后的起动转矩也降低了，也为直接起动时的1/K2倍。又根据变压器的变电流功能有：采用自耦变压器降压起动，自耦变压器的副绕组通常有几个
独立的抽头，使副边电压按不同的变压比提供低电压给用户选用，
例如选用60%的抽头（即1/K）作为起动电压，起动电流只为
直接起动时的36%，相应起动转矩也降为直接起动时的36%。null所以：仅适用于空载或轻载起动。 null转子串电阻起动起动时将适当的Rst串入转子绕组中，起动后
将Rst逐渐切除直至短路掉，过程如图。null转子串电阻起动的特点： （2）R2选的适当，转子串电阻既可以降低起动电流，
又可以增加起动转矩。null转子串频敏变阻器起动频敏变阻器是一种三相铁心电抗器 在起动瞬间，n=0，s=1，f2=f1，涡流等效电阻Rp最大，
等效感抗Xp也最大，电流最小。
随着转速的升高，s减小，f2减小， Rp和Xp自动减小，
电流逐渐增大到运行状态
适当选取频敏变阻器的参数，可以使Tst＞TN。缺点：起动过程中由于感抗影响，功率因数较低，
起动转矩也不太高。null⑴该电动机的额定转矩、起动转矩、最大转矩、额定电流；
⑵当电动机带额定负载运行时，电源电压短时间降低，
最低允许降低到多少伏？
（3）若要满足满载起动，电源电压至少应为多少伏？
（4）采用Y－△降压起动时的起动转矩和起动电流；
（5）带70%额定负载能否采用Y—△降压起动？null所以不能在带动70%额定负载时采用Y—△降压起动。（4）Y-△降压起动时null 上例中的电动机（额定数据如下：PN=55kW，nN=1460r/min，
UN=380V，KM=2.0，Kst=1.8，ηN=92.6%， ，
Ist/IN=7.0。）求：如果采用自耦变压器降压起动，使电动机的
起动转矩为额定转矩的70%，试求？（1）自耦变压器的变压比；
（2）供电线路上的起动电流null 方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。 8.4.2 三相异步电动机的正、反转 原理：互换任意两相电源线，即改变了相序，也就改变了旋转磁场的转向，就可实现反转。 null8.4.3 三相异步电动机的调速1. 变极(P)调速2. 变转差率S调速调速方法：调速：人为地改变电机转速（负载不变）null 假设每相定子绕组由两个线圈组成，以A相为例，如图。
当两个线圈串联时，所产生的旋转磁场磁极对数P=2；
当两个线圈并联时，所产生的旋转磁场磁极对数P=1。 1. 变极(P)调速，即改变磁极对数P特点：简单、运行可靠、机械特性较硬，
但P成对变化，不能连续调节，只能实现有级调速 null2. 变转差率S调速特点：设备简单、操作方便，平滑性较好，
起重机械上广泛应用
但机械特性变软，稳定性差，电阻耗能大 null特点： 调速范围大，平滑性好，可实现无级调速 但是变频电源比较复杂，价格较贵。要求：变频器在变频同时也要改变电压大小，
使U1/f1=const，这是恒磁通变频调速的协调控制条件 null制动方法：
除机械制动外，电气制动方法有
1. 反接制动：停车时，将电动机接电源的
两相反接，使旋转磁场由原来的旋转方向反过来，得到反方向的电磁转矩，以达制动的目的； 8.5.4 三相异步电动机的制动2.制动即将结束时（转速很低），要及时切断电源，防止又反方向转动起来null2. 能耗制动：停车时，断开交流电源，接至直流
电源上，产生制动转矩；特点：能耗制动方法准确、平稳、耗能少。
但需直流电源，且电动机停转后，要立即切断直流电源 null 3.发电反馈制动：
令电机转子的转速超过
旋转磁场的同步转速，便
会产生制动转矩。例：起重机快速下放重物时，重物拖动转子，
使转子转速n超过旋转磁场的转速n1，
重物的位能转变为电能反馈到电网中。null1. 型号 Y 132M－4 8.5 三相交流异步电动机的选择8.5.1 三相异步电动机的额定参数(铭牌数据）null3. 联接方式：Y/ 接法：null4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压. 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 5 ％。例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法；
当线电压为220V时采用接法。null5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。 表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。null 额定负载时一般为0.7 ~ 0.9 ， 空载时功率因数很低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”
拉“小车”的现象。7. 功率因数(cos1)：P2PNcos1null8.5.2 三相异步电动机的技术数据8.5.3 三相异步电动机的选择原则包括对电动机功率、种类、容量、转速等的选择null第8章结 束
浙公网安备 33021202002483