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第4章 交流电动机 本章要求： 第4章 交流电动机 电动机的分类： 4.1 三相异步电动机的构造 2.转子 4.2 三相异步电动机的转动原理 转动原理 4. 2. 1 旋转磁场 三相电流合成磁场 的分布情况 3.旋转磁场的极对数P 4.旋转磁场的转速 4.3 三相异步电动机的电路分析 4. 3. 1 定子电路 1.旋转磁场的磁通? 4. 3. 2 转子电路 1. 转子频率 f 2 n=0，S=1, f2=f1, f2最高， n=n0,S=0,f2=0,不切割 n=nN, S=SN=(1~9)%, f2=0.5~4.5Hz,(f1=50Hz) 2. 转子感应电动势E 2 4. 转子电流 I2 5. 转子电路的功率因数 cos?2 转子绕组的感应电流 4.4 三相异步电动机转矩与机械特性 4. 4. 1 转矩公式 4. 4. 2 机械特性曲线 三个重要转矩 2.最大转矩 Tmax 3. 起动转矩 Tst 4. 电动机的运行分析 5. U1 和 R2变化对机械特性的影响 (1) U1 变化对机械特性的影响 (2) R2 变化对机械特性的影响 (2) R2 变化对机械特性的影响 4.5 三相异步电动机的起动 4.5.2 起动方法 Y－ ? 起动器接线简图 (2) 自耦降压起动 例1: 解： 4.7 三相异步电动机的制动 4.8 三相异步电动机铭牌数据 2. 接法 4. 电流 接线盒 定子三相绕组的联接方法。通常 V1 W2 U1 W1 U2 V2 U2 U1 W2 V1 V2 W1 U1 V1 W1 W2 U2 V2 W2 U2 V2 V1 W1 U1 Y 联结 W1 U1 V1 W2 U2 V2 ? 联结 转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax ，否则将 造成堵转(停车)。 电机带动最大负载的能力。 令： 求得 临界转差率 O T Tmax 将sm代入转矩公式，可得 当 U1 一定时，Tmax为定值 过载系数(能力) 一般三相异步电动机的过载系数为 工作时必须使T2 Tmax ，否则电机将停转。 电机严重过热而烧坏。 (2) sm与 R2 有关， R2?? sm ? ? n 。绕线式电机改变转子附加电阻R′2 可实现调速。 ? 电动机起动时的转矩。 起动时n= 0 时，s =1 (2) Tst与 R2 有关， 适当使 R2?? Tst ?。对绕线式 电机改变转子附加电阻 R′2 , 可使Tst =Tmax 。 Tst体现了电动机带载起动的能力。 若 Tst T2电机能起动，否则不能起动。 O T Tst 起动能力 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。 自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械 的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由 操作者加大油门，才能带动新的负载） 。 此过程中， n? 、s??E2 , I2? ? I1? ?电源提供的功率自动增加。 T2? s?? T2 T T =T2 n? ? T ? ? T′2 达到新的平衡 T2 常用特 性段 T O U ? Tm ? Tst ? T2 T O T O R2? Tst ? n? 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。 软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。 不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。 T O R2? Tst ? n? 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。 软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。 4. 5. 1 起动性能 起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般起动电流为额定电流的5 ~ 7 倍; 起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。 后果： 起动： n = 0，s =1, 接通电源。 (1) 直接起动 二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。 (2) 降压起动： 星形-三角形(Y－ ?) 换接起动 自耦降压起动 （适用于鼠笼式电动机） (3) 转子串电阻起动 （适用于绕线式电动机） 1. 降压起动 (1) Y－ ?换接起动 ?降压起动时的电流 为直接起动时的 + － 起动 U1 U2 V1 V1 W1 W2  + － 正常运行 U1 U2 V1 V2 W1 W2 设：电机每相阻抗为 L1 L3 L2 FU S U1