异步电动机.ppt

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1、 电动机是一种将电能转换为机械能的动力设备，能带动生产机械工作，也是厂矿企业使用最广泛的动力机。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分异步电动机和同步电动机。因为异步电动机具有结构简单，价格低廉，工作可靠，维护方便等优点，所以被厂矿企业广泛采用。鼠笼型异步电动机主要部件拆分图。鼠笼型异步电动机主要部件拆分图。第一节第一节 异步电动机的构造与工作原理异步电动机的构造与工作原理 一、构造一、构造 三相异步电动机也叫三相感应电动机，主要由定子和转子两个基三相异步电动机也叫三相感应电动机，主要由定子和转子两个基本部分组成。转子又可分为笼型和线绕型两种。三相笼型异步电动机本部分组成。转子

2、又可分为笼型和线绕型两种。三相笼型异步电动机的结构如下图所示。的结构如下图所示。定子硅钢片定子硅钢片 1 1定子定子 第一节第一节 异步电动机的构造与工作原理异步电动机的构造与工作原理 定子绕组是异步电动机的电路部分，由三定子绕组是异步电动机的电路部分，由三相对称绕组组成，三个绕组按一定的空间角度相对称绕组组成，三个绕组按一定的空间角度依次嵌放在定子槽内。三相绕组的首端分别用依次嵌放在定子槽内。三相绕组的首端分别用U1U1、V1V1、W1W1表示，尾端对应用表示，尾端对应用U1U1、V2V2、W2W2表示表示。为了减少铁芯的涡流损耗，硅钢片的表面涂有绝缘漆。定子铁为了减少铁芯的涡流损耗，硅钢片

3、的表面涂有绝缘漆。定子铁芯内圆冲有均匀分布的槽，槽内嵌放三相定子绕组。绕组与铁芯之芯内圆冲有均匀分布的槽，槽内嵌放三相定子绕组。绕组与铁芯之间有良好的绝缘。间有良好的绝缘。1 1定子定子 定子主要由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖等组成。定子铁芯定子主要由定子铁芯、定子绕组、机座和端盖等组成。定子铁芯是磁路部分，一般用是磁路部分，一般用0 03535或或0 05mm5mm厚的硅钢片叠成筒形，并固定在厚的硅钢片叠成筒形，并固定在机座内，定子硅钢片如下图所示。机座内，定子硅钢片如下图所示。2 2转子转子 转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴等组成。转子绕组有转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴等组成。转

4、子绕组有笼型和线绕型两种。笼型和线绕型两种。笼式转子绕组是用裸铜条插入转子槽内，两端用端环分别把笼式转子绕组是用裸铜条插入转子槽内，两端用端环分别把槽里的铜条连接起来形成一个短接的回路；为节约用铜，中小型槽里的铜条连接起来形成一个短接的回路；为节约用铜，中小型电机的笼式转子一般用熔化的铝浇入转子铁芯的槽内，并将两个电机的笼式转子一般用熔化的铝浇入转子铁芯的槽内，并将两个端环与冷却用的风扇翼浇铸在一起，如下图所示。这种绕组形状端环与冷却用的风扇翼浇铸在一起，如下图所示。这种绕组形状如鼠笼，故称鼠笼式异步电动机，统称笼式电动机。如鼠笼，故称鼠笼式异步电动机，统称笼式电动机。鼠笼型转子铁心和绕组结构

5、示意图鼠笼型异步电动机 线绕式转子绕组和定子绕组相似，也是三相对称绕组。转子的线绕式转子绕组和定子绕组相似，也是三相对称绕组。转子的三相绕组一般接成星形，三个出线头通过转轴内孔分别接到与转轴三相绕组一般接成星形，三个出线头通过转轴内孔分别接到与转轴固定的三个铜制滑环上。滑环之间以及滑环与转轴之间都彼此绝缘，固定的三个铜制滑环上。滑环之间以及滑环与转轴之间都彼此绝缘，在每个滑环上都装有一组电刷，通过电刷使转子绕组与变阻器接通，在每个滑环上都装有一组电刷，通过电刷使转子绕组与变阻器接通，以改善异步电动机的起动性能或调节电动机的转速（参见下图）。以改善异步电动机的起动性能或调节电动机的转速（参见下图

6、）。具有绕线式转子的电动机叫绕线式电动机，又叫滑环式电动机。具有绕线式转子的电动机叫绕线式电动机，又叫滑环式电动机。绕线型异步电动机转子结构绕线型异步电动机绕线型异步电动机二、异步电动机的工作原理和运行状态二、异步电动机的工作原理和运行状态 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理如下图所示。如下图所示。U2U1W2V1W1V21nn定子绕组通入三定子绕组通入三相对称电流相对称电流定子绕组产定子绕组产生旋转磁场生旋转磁场转子绕组切割转子绕组切割磁力线磁力线转子绕组感转子绕组感应出电流应出电流转子绕组受力转子绕组受力产生电磁力矩产生电磁力矩转子开始旋转转子开始旋转 工作在电动机状态的感应电动机，

7、转速必定低于同步转速。如工作在电动机状态的感应电动机，转速必定低于同步转速。如转速达到同步转速，则转子不再切割磁力线，从而不再发生电磁感转速达到同步转速，则转子不再切割磁力线，从而不再发生电磁感应，不产生电磁转矩。正因为如此，感应电动机也叫做异步电动机。应，不产生电磁转矩。正因为如此，感应电动机也叫做异步电动机。11nnns 异步电动机转子转速与同步转速之差的百分数叫做电动机的转差率，异步电动机转子转速与同步转速之差的百分数叫做电动机的转差率，即即式中，式中，n 为异步电动机转子转速。为异步电动机转子转速。如电动机转速超过同步转速，即如电动机转速超过同步转速，即nn1（s0），），则转子绕组中

8、则转子绕组中电流改变方向，电磁转矩变为制动转矩。此时的电动机处在发电制电流改变方向，电磁转矩变为制动转矩。此时的电动机处在发电制动状态。动状态。如电动机转速小于零，即如电动机转速小于零，即n0（s1），），电磁转矩也变为制动转电磁转矩也变为制动转矩。此时的电动机处在反接制动状态。矩。此时的电动机处在反接制动状态。n0（s1）的状态称为堵转状态，的状态称为堵转状态，nn1（s0）的状态称为的状态称为同步状态，同步状态，第二节第二节 异步电动机的铭牌和主要技术参数异步电动机的铭牌和主要技术参数 电动机的铭牌上和产品样本中都标出电动机的额定功率（轴动电动机的铭牌上和产品样本中都标出电动机的额定功率（

9、轴动率）率）PN，额定转速，额定转速n，额定电压，额定电压UN，额定电流，额定电流IN，效率，效率，功率因数，功率因数cos，以及起动电流倍数，以及起动电流倍数IQIN，起动转矩倍数，起动转矩倍数MQ，MN，过负荷能，过负荷能力力MmaxMN等主要技术参数。等主要技术参数。一、额定电压一、额定电压UN 额定电压表示电动机定子绕组规定使用的线电压，单位是额定电压表示电动机定子绕组规定使用的线电压，单位是V或或kV。如铭牌上有两个电压值，则表示定子绕组在两种不同接法时的线电如铭牌上有两个电压值，则表示定子绕组在两种不同接法时的线电压。压。二、额定电流二、额定电流IN 额定电流表示电动机在额定电压及

10、额定功率运行时，电源输入电额定电流表示电动机在额定电压及额定功率运行时，电源输入电动机的定子绕组中的线电流，单位是动机的定子绕组中的线电流，单位是A，如果铭牌上标有两个电流，如果铭牌上标有两个电流值，则说明为定子绕组在两种不同接法时的线电流值。值，则说明为定子绕组在两种不同接法时的线电流值。三、额定功率三、额定功率PN 额定功率表示电动机在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功额定功率表示电动机在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率，单位是率，单位是W或或kW。四、额定转速四、额定转速nN 电动机在额定电压、额定频率和额定功率下工作时转轴的转速，电动机在额定电压、额定频率和额定功率下工作时转轴

11、的转速，叫做额定转速，拖动大小不同的负载时，转速也不同。一般空载转叫做额定转速，拖动大小不同的负载时，转速也不同。一般空载转速略高于额定转速，过载时转速会低于额定转速。速略高于额定转速，过载时转速会低于额定转速。五、定额五、定额 定额也称为工作方式或运行方式，按运行持续的时间分为连续、定额也称为工作方式或运行方式，按运行持续的时间分为连续、短时和断续三种基本工作制，是选择电动机的重要依据。短时和断续三种基本工作制，是选择电动机的重要依据。六、接法六、接法 指电动机在额定电压下定子三相绕组的连接方法。指电动机在额定电压下定子三相绕组的连接方法。七、绝缘等级与温升七、绝缘等级与温升 绝缘等级表示电

12、动机所用绝缘材料的耐热等级。绝缘等级表示电动机所用绝缘材料的耐热等级。九、型号九、型号 三相异步电动机的产品型号，由汉语拼音字母和数字组合而成，三相异步电动机的产品型号，由汉语拼音字母和数字组合而成，一般有四部分。一般有四部分。十、起动转矩与起动能力十、起动转矩与起动能力 电动机加上额定电压起动（转速为零）时的电磁转矩称为电动机加上额定电压起动（转速为零）时的电磁转矩称为起动转矩。起动转矩。起动转矩起动转矩MQ与额定转矩与额定转矩MN之比称为起动转矩倍数，即起之比称为起动转矩倍数，即起动转矩倍数动转矩倍数MQMN，是异步电动机起动性能的重要指标。，是异步电动机起动性能的重要指标。十一、最大转矩

13、与过载能力十一、最大转矩与过载能力 电动机从起动后，随着转速电动机从起动后，随着转速n的变化（或转差率的变化（或转差率s 的改变）的改变）电磁转矩是不断变化的，有一个最大值，称为最大转矩或临界电磁转矩是不断变化的，有一个最大值，称为最大转矩或临界转矩，用转矩，用Mmax表示。表示。最大转矩是衡量电动机短时过载能力的一个重要技术指标。最大转矩是衡量电动机短时过载能力的一个重要技术指标。十二、额定转矩十二、额定转矩 额定转矩额定转矩MN是指电动机在额定工作状态下，轴上允许输出的是指电动机在额定工作状态下，轴上允许输出的转矩值转矩值十三、功率因数十三、功率因数 三相异步电动机的功率因数是衡量在异步电

14、动机输入的视三相异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率中，能转换为机械功率的有功功率所占比重的大小。在功率中，能转换为机械功率的有功功率所占比重的大小。十四、效率十四、效率 电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率，而电电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率，而电动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率，输出功率与输入功率动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率，输出功率与输入功率的比值，称为效率。的比值，称为效率。十五、起动电流十五、起动电流 电动机转速为零（静止）加上额定电压时的线电流，称为起动电电动机转速为零（静止）加上额定电压时的线电流，称为起动电流。异步电

15、动机直接起动时，其起动电流很大，可达额定电流的流。异步电动机直接起动时，其起动电流很大，可达额定电流的57倍，起动电流也是异步电动机起动性能的重要指标。倍，起动电流也是异步电动机起动性能的重要指标。第三节第三节 异步电动机的起动异步电动机的起动 一、笼式异步电动机的起动一、笼式异步电动机的起动 1全压起动全压起动 笼式异步电动机最简单的起动方法是全压起动，又称直接起动。起笼式异步电动机最简单的起动方法是全压起动，又称直接起动。起动时，将额定电压通过开关（刀开关、组合开关、低压断路器等）或接动时，将额定电压通过开关（刀开关、组合开关、低压断路器等）或接触器直接加在定子绕组上，使电动机起动。这种起

16、动方法的优点是起动触器直接加在定子绕组上，使电动机起动。这种起动方法的优点是起动设备简单，起动迅速，缺点是起动电流大。当电源容量较大而电动机容设备简单，起动迅速，缺点是起动电流大。当电源容量较大而电动机容量较小时，这种方法是可用的。量较小时，这种方法是可用的。一般情况下，一般情况下，10KW以上的电动机都不宜全压起动，应用降压起动。以上的电动机都不宜全压起动，应用降压起动。2降压起动降压起动 利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上起动，以利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上起动，以限制电动机的起动电流，等电动机转速升高后，再使电动机定子绕组上限制电动机的起动电流，等电动机转速升高后，再使电动机定子绕组上的电压恢复至额定值，这种方法称为降压起动。由于电动机转矩与电压的电压恢复至额定值，这种方法称为降压起动。由于电动机转矩与电压平方成正比，所以降压起动时的起动转矩将大为降低，因此，降压起动平方成正比，所以降压起动时的起动转矩将大为降低，因此，降压起动方法仅适用于空载或轻载起动。方法仅适用于空载或轻载起动。降压起动一般有下列三种方法：降压起动一般有下列三种方法：（1