第十一章 异步电动机

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1、 基本结构基本结构工作原理工作原理电磁电磁转矩转矩和机械和机械特性特性电机使用电机使用第十一章第十一章 三相异步电动机三相异步电动机 通过接线盒接通过接线盒接入三相交流电入三相交流电电动机转动输出电动机转动输出机械转矩机械转矩 三相异步电机 Y 系列 三相异步电机三相异步电机 YD / YS系列系列 三相异步电机三相异步电机(变频调速用变频调速用) 第一节第一节 异步电动机的结构与工作原理异步电动机的结构与工作原理一、笼型异步电动机的结构一、笼型异步电动机的结构二、笼型电动机的铭牌二、笼型电动机的铭牌三、三相异步电动机的工作原理三、三相异步电动机的工作原理 一、笼型异步电动机的结构一、笼型异步

2、电动机的结构型异步电动机由定子和转子组成，定子和转子间留有很小型异步电动机由定子和转子组成，定子和转子间留有很小的空气间隙。的空气间隙。第一节第一节 异步电动机的结构与工作原理异步电动机的结构与工作原理 定子由定子铁心、定子绕组和机座组成。定子由定子铁心、定子绕组和机座组成。（一）定子（一）定子 3绕组：绕组：是电动机的电路部分。三组，均匀分布，空间是电动机的电路部分。三组，均匀分布，空间位置彼此相差位置彼此相差 120 。2铁心铁心：是电动机的磁路：是电动机的磁路部分。由彼此绝缘的硅钢片叠成，部分。由彼此绝缘的硅钢片叠成，目的是减小铁损（涡流和磁滞损目的是减小铁损（涡流和磁滞损耗）。硅钢片内

3、圆冲有均匀分布耗）。硅钢片内圆冲有均匀分布的槽口用来嵌放线圈。整个铁心的槽口用来嵌放线圈。整个铁心被固定在铸铁机座内。被固定在铸铁机座内。第一节第一节 异步电动机的结构与工作原理异步电动机的结构与工作原理1机座机座：用于容纳定子：用于容纳定子铁心铁心和绕组并固定端盖，起保护和绕组并固定端盖，起保护和散热作用。和散热作用。 1转轴：输出机械转矩。转轴：输出机械转矩。2铁心：由外圆冲有均匀槽口、彼此绝缘的硅钢片叠成。铁心：由外圆冲有均匀槽口、彼此绝缘的硅钢片叠成。3绕组：笼型绕组铸于铁心槽内，铝质或铜质，为短路绕绕组：笼型绕组铸于铁心槽内，铝质或铜质，为短路绕组，两端铸有端环。整个转子套在转轴上形

4、成紧配合，被支承组，两端铸有端环。整个转子套在转轴上形成紧配合，被支承在端盖中央的轴承中。在端盖中央的轴承中。（二）转子（二）转子第一节第一节 异步电动机的结构与工作原理异步电动机的结构与工作原理 绕线式转子图 (a) 转子； (b) 等效电路 转子绕组滑环变阻器(a)(b) （三）其他附件（三）其他附件端盖、轴承、轴承盖、风扇叶、接线盒。端盖、轴承、轴承盖、风扇叶、接线盒。 二、笼型电动机的铭牌二、笼型电动机的铭牌三相异步电动机三相异步电动机型型号号Y112M- -4额定频率额定频率50 Hz额定功率额定功率4 kW绝缘等级绝缘等级E 级级接接法法 温温升升80 C额定电压额定电压380 V

5、定定额额连续连续额定电流额定电流 8.6 A功率因数功率因数0.85额定转速额定转速1 440 r/min 质质量量59 kg电机厂电机厂 （一）型号（一）型号电动机型号（电动机型号（ Y112M- -4 ）表示电动机在额定工作状态下运行时输出的机械功率，单表示电动机在额定工作状态下运行时输出的机械功率，单位为千瓦（位为千瓦（kW）。）。（二）额定功率（二）额定功率“Y”：指国产：指国产 Y 系列异步电动机；系列异步电动机；“112”：中心机座高度为：中心机座高度为 112 mm；“M”：表示中机座，：表示中机座，（“L”表示长机座，表示长机座，“S”表示短机表示短机座）；座）；“4”：表示旋

6、转磁场为四极（：表示旋转磁场为四极（ p = 2）。）。 指额定运行时定子绕组应加的线电压数值。指额定运行时定子绕组应加的线电压数值。表示电动机定子绕组输入交流电源的频率。表示电动机定子绕组输入交流电源的频率。指额定运行时定子绕组的线电流值。指额定运行时定子绕组的线电流值。（三）额定电压（三）额定电压（四）额定电流（四）额定电流（五）额定频率（五）额定频率表示电动机在额定运行时转子的转速表示电动机在额定运行时转子的转速，单位为转每分单位为转每分（r/min）。（六）额定转速（六）额定转速 电动机三相绕组六个线端的连接方法。电动机三相绕组六个线端的连接方法。星形（星形（Y）联结：三相绕组首端接电

7、源，尾端接在一起。）联结：三相绕组首端接电源，尾端接在一起。三角形（三角形（ ）联结：三相绕组首尾相接，交点接电源。）联结：三相绕组首尾相接，交点接电源。（七）接法（七）接法 （八）定额（八）定额连续：电动机连续不断地输出额定功率而温升不超过铭牌连续：电动机连续不断地输出额定功率而温升不超过铭牌允许值。允许值。短时：电动机不能连续使用，只能在规定的较短时间内输短时：电动机不能连续使用，只能在规定的较短时间内输出额定功率。出额定功率。断续：电动机只能短时输出额定功率，但可多次断续重复断续：电动机只能短时输出额定功率，但可多次断续重复起动和运行。起动和运行。（九）温升（九）温升电动机运行中，在稳定

8、状态下，电动机温度与环境温度之电动机运行中，在稳定状态下，电动机温度与环境温度之差，环境温度规定为差，环境温度规定为 40 C。 电动机绕组所用绝缘材料按它的允许耐热程度规定的等级电动机绕组所用绝缘材料按它的允许耐热程度规定的等级A 级：级：105 CE 级：级：120 CB 级：级：130 CF 级：级：155 CH 级：级：180 C 电动机从电网所吸收的有功功率与视在功率的比值。电动机从电网所吸收的有功功率与视在功率的比值。（十）绝缘等级（十）绝缘等级（十一）功率因数（十一）功率因数 十二 工作方式 工作方式是指电动机的运行状态。 根据发热条件可分为三种： S1表示连续工作方式， 允许电

9、机在额定负载下连续长期运行； S2表示短时工作方式， 在额定负载下只能在规定时间短时运行； S3表示断续工作方式， 可在额定负载下按规定周期性重复短时运行。 （一）定子绕组中的旋转磁场（一）定子绕组中的旋转磁场三相定子绕组三相定子绕组 U、V、W 通入三相电源如下通入三相电源如下：tIi sinmU )32sin(mV tIi )32sin(mW tIi 规定：规定： “ ”电流进，电流进，“”电流出。电流出。三、三相异步电动机的工作原理三、三相异步电动机的工作原理 （1）当空间彼此相差）当空间彼此相差 120 的三个相同的线圈通人对称三的三个相同的线圈通人对称三相交流电时，就能够产生一个随时

10、间变化的磁场。相交流电时，就能够产生一个随时间变化的磁场。（2）当旋转磁场只有一对磁极时，）当旋转磁场只有一对磁极时，p = 1，磁场与电流有，磁场与电流有相同角速度的旋转磁场（即在一个周期内电流的相位角变化了相同角速度的旋转磁场（即在一个周期内电流的相位角变化了 360 ，其合成磁场的方向在空间也旋转了，其合成磁场的方向在空间也旋转了 360 ），旋转磁场每），旋转磁场每分钟的转速为分钟的转速为2结论：结论：min/r0003min/r6050 n （3）当旋转磁场有二对磁极时，）当旋转磁场有二对磁极时，p = 2，交流电变化一周，交流电变化一周时时 ，旋转磁场只转动了，旋转磁场只转动了1/

11、2 周。周。 （4）旋转磁场转速公式）旋转磁场转速公式Pfn600 （三）三相异步电动机的旋转原理（三）三相异步电动机的旋转原理1原理原理定子绕组通入对称的三相交流电，产生旋转磁场；定子绕组通入对称的三相交流电，产生旋转磁场；转子导体与旋转磁场之间转子导体与旋转磁场之间有相对运动，就切割旋转磁场有相对运动，就切割旋转磁场的磁感线，所以在闭合的转子的磁感线，所以在闭合的转子导体中就产生感应电流；导体中就产生感应电流；转子导体中感应电流就受转子导体中感应电流就受到旋转磁场的力矩作用，使电到旋转磁场的力矩作用，使电动机转动动机转动，如图所示如图所示。 旋转磁场方向：顺时针旋转磁场方向：顺时针转子切割