7 交流电动机.docx
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7交流电动机
第7章交流电动机
电动机的分类：
本章主要介绍异步机的结构和工作原理、型号和技术数据以及异步机的使用。
7.1异步电动机的结与工作原理
一、基本原理
磁极旋转→导线切割磁力线产生感应电动势e（右手定则）→闭合导线产生电流i→通电导线在磁场中受力（左手定则）f→电磁转矩。
结论：
（1）线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致
（2）线圈比磁场转得慢，即n二、三相异步机的结构
定子：
由三相定子绕组和定子铁心组成。
用于产生旋转磁场。
转子：
由转子绕组和转子铁心组成。
笼型机的转子绕组为鼠笼状。
绕线机转子绕组与定子绕组类似，也分三相。
用以产生感应电动势或感应电流。
三、旋转磁场的产生
改变三相定子绕组与三相点源的联结相序，将改变旋转磁场的旋转方向，这就是三相异步机的反转原理。
四、极数和同步转速
三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。
上述情况为二极，即一对极。
在二极机中，旋转磁场的转速（同步转速）就等于交流电的频率f1。
即
现分析四极机。
四极机的同步转速为
同步转速的一般公式为
式中P为磁极对数。
f1=50时不同P值的同步转速n0如下表：
P
1
2
3
4
5
6
n0（r/min）
3000
1500
1000
750
600
500
五、转速和转差率
异步电动机的转速
。
n0与n相差的程度用转差率衡量，即
7.2异步机的型号和技术数据
一、型号
由四部分组成。
第一部分为用字母表示的异步电动机的种类（Y—异步电动机，YR—绕线异步电动机，YB—防爆异步电动机，YQ—高起动转矩异步电动机）；
第二部分为用数字表示的机座中心高（mm）；
第三部分为用字母表示的机座长度（S—短机座，M—中机座，L—长机座）;
第四部分为用数字表示的磁极数。
例如
二、电气数据
1、接法
接线盒：
接线方法：
2、额定电压
定子绕组在指定接法下应加的线电压。
例如，220/380V△/Y的电动机，线电压为220V时应采用△接法，线电压为380V时则应采用Y接法。
3、额定电流
定子绕组在额定运行时的线电流。
4、额定功率
额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率
（P2），不等于从电源吸收的功率（P1）。
两者的关系为：
其中
;=72－93％。
5、功率因数（cos）
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。
此外还有绝缘等级等参数。
三、机械数据
1、转速和转差率
名牌上的转速是指额定运行时的转速
。
由此求得的转差率也为额定运行时的转差率，即
2、三个转矩
三相异步电动机的转矩特性如图
A.额定转矩TN
电机在额定电压下，以额定转速运行，输出额定功率时，电机转轴上输出的转矩。
B.最大转矩TM
如果TL>TM，电机将会因带不动负载而停转。
C.起动转矩Tst
Tst体现了电动机带负载起动的能力。
若Tst>TL,电机能起动，否则将起动不了。
手册上一般给出TN、Tst/TN和TM/TN，且把后者称为过载系数，用λ表示，
。
7.3异步电动机的使用
三相异步电动机的使用涉及的内容很多，如选型、起动、控制、调速、制动等。
限于课时，仅讨论起动和调速。
一、起动
研究起动的目的，一是减小起动电流（通常Ist=5~7IN），二是选择合适的起动转矩。
1、直接起动
采用刀闸开关或接触器将电动机直接接到具有额定电压的电源上。
适应于电动机不经常起动，且其容量小于变压器容量的30%。
2、降压起动
起动时降低定子绕组的电压，以减小起动电流。
常用的有Y－起动和自耦降压起动。
后者的成本较高，仅讨论前者。
设电动机每项的阻抗为︱Z︱,则
Y－起动应注意的问题：
A.仅适用于正常为接法的电动机。
B.Y－起动时，Ist↓,Tst也↓。
这是因为
而
故
3、绕线机的起动
转子串电阻起动
起动时将适当的R串入转子绕组中，起动后将R短路。
R选的适当，转子串电阻既可以降低起动电流，又可以增加起动力矩。
二、调速
由
和
可得
由上式可以看出，三相异机有以下三种调速方法：
1、变极调速
改变磁极对数P实现调速。
2、变转差率调速
方法与绕线机的起动一样。
在绕线机三相绕组中分别接入一电阻。
电阻↑→s↑→n↓；反之n↓。
3、变频调速
改变电源频率f实现调速。
此种调速方法发展很快，且调速性能较好。
其主要环节是变频电源（常由整流器、逆变器等组成）。
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