第四章电动机

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1、第四章第四章 电动机电动机第一节第一节 三相异步电动机的结构及铭牌三相异步电动机的结构及铭牌第二节第二节 三相异步电动机的的旋转磁场三相异步电动机的的旋转磁场第三节第三节 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理第四节第四节 三相异步电动机的运行三相异步电动机的运行第五节第五节 三相异步电动机的启动三相异步电动机的启动第六节第六节 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速第七节第七节 单相异步电动机单相异步电动机第八节第八节 同步电动机同步电动机第九节第九节 直流电动机直流电动机第一节第一节 三相异步电动机的结构及铭牌三相异步电动机的结构及铭牌一、三相异步电动机的基本结构1.定子：定子

2、：主要用来产生旋转磁场主要用来产生旋转磁场,它由定子铁心、它由定子铁心、 定子定子绕组、绕组、 机壳等组成。机壳等组成。 机壳包括端盖和机座，其作用是支承定子铁心和固定整个电机。中小型电机机座一般采用铸铁铸造, 端盖多用铸铁铸成，用螺栓固定在机座两端。 定子铁心是磁路的一部分,为了降低铁心损耗,采用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，硅钢片间彼此绝缘。铁心内圆周上分布有若干均匀的平行槽，用来嵌放定子绕组。 3. 定子绕组定子绕组 定子绕组是电机定子的电路部分，应用绝缘铜线或铝线绕制而成。三相绕组对称地嵌放在定子槽内。 三相异步电动机定子绕组的三个首端U1、V1、W1和三个末U2、V2、W2，都从机座

3、上的接线盒中引出。 图（a）为定子绕组的星形接法； 图（b）为定子绕组的三角形接法。三相绕组具体应该采用何种接法，应视电力网的线电压和各相绕组的工作电压而定。目前我国生产的三相异步电动机，功率在4 kW以下者一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。 W1V1U1W2U2V2ABCW1V1U1W2U2V2ABC(a)(b)YY三相定子绕组的接法三相定子绕组的接法 二、转子二、转子转子主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由转轴、转子铁心、转子绕组构成。（1）. 转轴转轴 转轴用来固定转子铁心和传递功率， 一般用中碳钢制成。 （2）. 转子铁心转子铁心 转子铁心也 属于磁路的一部分，

4、 也用0.5mm的硅钢片叠压而成。转子铁心固定在转轴上，其外圆均匀分布的槽是用来放置转子绕组的。 转子的硅钢片3. 转子绕组转子绕组: 三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠笼形状故称其为鼠笼式转子。 铸铝转子：中小型电机，一般采用铸铝绕组。这种转子是将融化了的铝液直接浇注在转子槽内，并连同两端的短路环和风扇浇注在一起。如某三相异步电动机铭牌如下， 现对铭牌的各项数据作些简要介绍。三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌型号Y112M4编号功率4.0kW 电流8.8A电压380V1440r/min L

5、W 82dB接法 防护等级IP44 50Hz 45kg标准编号 工作制S1 B级绝缘型号Y112M4 ：Y产品代号， 114机座中心高160 mm； M表示中机座， （ S表示短机座， L表示长机座）；4磁极数。(1) 额定功率额定功率PN。 额定功率为电动机在额定状态下运行时， 转子轴上输出的机械功率kW。 (2) 额定电压和接法额定电压和接法。额定电压指定子绕组按铭牌上规定的接法连接时应加的线电压值。 Y系列电动机功率在 4 kW以上均采用三角形连接， 以便采用Y-接法。3kW 以下有380v和220v两种，写成380/220v，对应接法两种，即Y/ . 电源线电压380v时，定子绕组接成

6、星形；电源线电压220v时，定子绕组接成三角形。(3) 额定电流额定电流。 额定电流指电动机在额定运行情况下， 定子绕组取用的线电流值。 (4) 额定转速。额定转速。 额定转速为电动机在额定运行状态时的转速， 单位为 r/min。 (6) 绝缘等级。绝缘等级是电动机定子绕组所用的绝缘材料的等级。(7) 工作方式。工作方式即电动机的运行方式。按负载持续时间的不同，国家标准把电动机分成三种工作方式： 连续工作制、 短时工作制和断续周期工作制绝缘等级YAEBFHC极限工作温度（。C)90105120130155180180（5）防护方式（IP44）。表示电动机外壳防护的方式为封闭式。第二节第二节 三

7、相异步电动机的的旋转磁场三相异步电动机的的旋转磁场1. 旋转磁场的产生旋转磁场的产生三相异步电动机的定子， 三相定子绕组对称放置在定子槽中，即三相绕组首端U1、V1、W1（或末端U2、V2、W2）的空间位置互差120。若三相绕组连接成星形，末端U2、V2、W2相连，首端U1、V1、W1接到三相对称电源上， 则在定子绕组中通过三相对称的电流iU、iV、iW（习惯规定电流参考方向由首端指向末端）wtIimusin)120sin(wtIimv)120sin(wtIimw6T3T2TiUiViWitOU1W1V1iWiVU1W1V1iVU1W1V1iWU1W1V1iWiViUiUU2V2V1W1W2U

8、1SNU2V2V1W1W2U1NSU2V1W2W1U1V2NSNSV2V1U2U1W2W1(a)(b)(c)(d)(1) t=0 瞬间（iU=0；iV为负值； iW为正值）: 此时，U相绕组（U1U2绕组）内没有电流；V相绕组（V1V2绕组）电流为负值，说明电流由V2流进，由V1流出；而W相绕组（W1W2绕组）电流为正， 说明电流由W1流进，由W2流出。运用右手螺旋定则， 可以确定合成磁场如图 (a)所示， 为一对极(两极)磁场。 (2) t=T/6瞬间（iU为正值；iV为负值；iW=0）: U相绕组电流为正，电流由U1流进，由U2流出；V相绕组电流未变； W相绕组内没有电流。合成磁场如图 （

9、b）所示，同t=0瞬间相比，合成磁场沿顺时针方向旋转了 60。 (3) t=T/3瞬间（iU为正值；iV=0；iW为负值）: 合成磁场沿顺时针方向又旋转了60，如图（c）所示(4) t=T/2瞬间（iU=0；iV为正值；iW为负值）:与t=0瞬间相比，合成磁场共旋转了 180。 2. 旋转磁场的转速旋转磁场的转速 由以上分析可以看出，旋转磁场的转速与磁极对数、定子电流的频率之间存在着一定的关系。一对极的旋转磁场， 电流变化一周时， 磁场在空间转过360（一转）；两对极的旋转磁场，电流变化一周时，磁场在空间转过180（1/2转）；由此类推，当旋转磁场具有p对磁极时，电流变化一周， 其旋转磁场就在

10、空间转过 1/p转。 常转速是以每分钟的转数来表示的， 所以旋转磁场转速的计算公式为pfn1160异步电动机转速和极对数的对应关系异步电动机转速和极对数的对应关系由上式可得，旋转磁场的转速 n1 取决于电源频率f 和磁极对数 p。我国工频50Hz,可得不同磁极对数旋转磁场的转速如下磁极对数p123456转速n1/r(min)-1 300015001000750600500旋转磁场转向与通入定子绕组的电流相序一致。若使旋转磁场反向，只需把三根电源线的任意两根对调（如U、W对调）第三节第三节 三相异步电动机的转动原理及转差率三相异步电动机的转动原理及转差率一、三相异步电动机的转动原理一、三相异步电

11、动机的转动原理 当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋转磁场。设旋转磁场以n n1 1的速度顺时针旋转，相当于磁场不动，转子导体逆时针方向切割磁力线，产生感应电动势、感应电流 ，其方向可根据右手定则判断（假定磁场不动， 导体以相反的方向切割磁力线）。由于转子电路为闭合电路， 在感应电动势的作用下， 产生了感应电流由于载流导体在磁场中要受到力的作用， 因此， 可以用左手定则确定转子导体所受电磁力的方向如图 所示。 这些电磁力对转轴形成一电磁转矩， 其作用方向同旋转磁场的旋转方向一致。这样，转子便以一定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动起来。 电动机不带机械负载的状态称为空载。这时负载转