电机基础知识课件

磁极数(极对数 p=2)
同步转速1500转/分 60 f n0 (转/分） p 2. 转速: 电机轴上的转速（n)。 如： n =1440 转/分
转差率
1500 1440 s 0.04 1500
3. 联接方式：Y/ 接法：
A
B
C
接线盒：
Z
X
Y
Y 接法：
A A B C Z X Y B
电动机的基础知识
课题一电动机的种类和用途 课题二异步电动机的结构 课题三异步电动机的工作原理 课题四电动机的铭牌和型号
第一节 电动机的种类和用途
选择电动机种类应在满足生产机械对拖动性能的要求下，优 先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。电 动机种类选择时应考虑的主要内容有： （1）电动机的机械特性应与所拖动生产机械的机械特性相匹配； （2）电动机的调速性能（调速范围、调速的平滑性、经济性）应 该满足生产机械的要求。对调速性能的要求在很大程度上决定了 电动机的种类、调速方法以及相应的控制方法； （3）电动机的启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求， 电动机的启动性能主要是启动转矩的大小，同时还应注意电网容 量对电动机启动电流的限制； （4）电源种类 在满足性能的前提下应优先采用交流电动机； （5）经济性 一是电动机及其相关设备（如：启动设备、调速设 备等）的经济性；二是电动机拖动系统运行的经济性，主要是要 效率高，节省电能。 目前应优先选用YE3和YX3系列的电机。
2、起动转矩 Tst 在刚起动时，虽然转子电流较大，但由于转子
的功率因数是很低的。因此起动转矩是不大的， 它与额定转矩之比值约为1.0~2.2。 如果起动转矩过小，就不能在满载下起动，应 设法提高。但起动转矩也不能过大，否则，会 使传动机构收到冲击而损坏。 由上述可知，异步电动机起动时的主要缺点是 起动电流较大。为了减小起动电流，必须采用 适当的起动方法。
自耦降压起动适用于 容量较大的或正常运 行时联成星形不能采 用三角起动器的鼠笼 式异步电动机。 自耦降压起动接线图
工 作
起 动
（3）、接起动电阻起动 对于绕线式电动机的起动，只要在转子电路中接入 大小适当的起动电阻，就可达到减小起动电流的目 的；同时起动转矩也提高了。
例
有一Y225M-4型三相异步电动机，其额定数据如 下：试求：（1）额定电流；（2）额定转差率SN； （3）额定转矩TN；最大转矩Tmax;起动转矩Tst
待起动状态
Y起动状态
切换状态 Δ工作状态 返回正常状态 △ △ 动 动 触 触 点 点 Y Y 动 动 触 触 点 点
（2）自耦降压起动
自耦降压起动是利用三相自耦变压器将电动机在起 动过程中的端电压降低，其接线如图所示。
自耦变压器备有抽头，以便得到不 同的电压（例如为电源电压的73%、 64%、55%），根据对起动转矩的 要求而选用。
X
()电流入
iA
A
iA
iB
iC
t
iC
iB
Z X Y
C B
Im
A
Y
N
Z
合成磁场方向：
t 0
C
B
向下
S
X
同理分析，可得 其它电流角度下 的磁场方向：
iA
iB
iC
t
Im
n0
A Y
60
Z
n0
Y
A Z
n0
Y C
A Z B X
N
B
X
CS
C
B X
t 60
t 120
t 180
当电动机不是频繁启动时，起动电流对电机本身 影响不大。因为电机的启动时间很短。但当启动 频繁时，由于热量的积累，可以使电机过热。规 程规定，电机在热状态时允许启动1次，在冷状态 时允许启动2次，不能超过启动次数，否则可能造 成电机绕组损坏。 电动机的启动电流对线路是有影响的。如果线路 容量设计过小，可能造成电机启动困难，照明灯 灭，严重的会造成整个线路的设备停运。
功率 转速 电压 效率 功率因数 I st / I N I st / I N I st / I N
0.88
45KW 1480r/min 380V 92.3%
7.0
1.9
2.2
（1）4~100KW的电动机通常都是380V、△联接。 解：
P2 103 45 103 IN 84.2 A 3U cos 3 380 0.88 0.923

电动机的起动就是将它开动起来。在起动瞬间， n=0,s=1。我们没从起动时的电流和转矩来分析 电动机的期待性能。
1、起动电流Ist 在刚起动时，由于旋转磁场对静止的转子有 着很大的相对转速，磁力线切割转子导体的 速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势 和产生的转子电流都很大。一般中小型电动 机的起动电流约为额定值的5-7倍。 即： Ist / I N 5 ~ 7
电机的绝缘等级
根据绕组所用的绝缘材料，按照它的允许耐热程度规
定的等级。中小型异步电动机的绝缘等级有A、E、B、 F和H级。电动机的工作温度主要受绝缘材料的限制。 若工作温度超出绝缘材料所允许的温度，绝缘材料就 会迅速老化，其使用寿命将大大缩短。修理电动机时， 所选用的绝缘材料应符合铭牌规定的绝缘等级。
电流关系 Il△
UL
Ily=Ipy I p△ UL |Z|
UL 当电动机正常工作时， I L 3I P 3 Z 当电动机星形起动时， I I U L / 3 LY PY Z I LY 1 I L 3
通过计算可以看出，电压下降了1/√3倍，电 流下降了1/3。
由于转矩与电压的平方成正比，所以起动 转矩也减小到直接起动时的1/3。因此，这种 方法只适合于空载或轻栽时起动。 该种起动一般采用星三角起动器来实现，电 路如图所示。
N
Z
B X
Y
CS
Z B
Y C
N
A
Z B X
S
S
X
极对数（P）的概念
iA
A Z X Y B
A
Y
N
Z
iC C
iBCBiblioteka BSX此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。 即：
p 1
极对数（P）的改变
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。
iA
C'
A X A' Z' X'
NZ
n0

S

S
N
A'
Y
X'
X

X
B'
C
ZN '
C S
Z'
t 0
A'
t 60
60 f n0 (转/分） p
Im
i A i B iC
t
三相异步电动机的同步转速
60 f n0 (转/分） p
同步转速
极对数
每个电流周期 磁场转过的空间角度
( f 50Hz)
n0
p 1
转差率
( s ) 的概念：
n0 n s 100 % n 0
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
异步电机运行中: 电动机起动瞬间:
s 1 ~ 9%
（转差率最大） n 0, s 1
第四节 三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
p2 p3
360 180 120
3000(转/分） 1500(转/分） 1000(转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
电动机转速:
n
异步电动机
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但
n n0
提示：如果
n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线） 无转子电流 无转距
2 、降压起动 所谓降压起动就是在电动机起动时，降低其所
加的电压。其目的就是要减小起动电流。降压 起动通常采用下面的几种方法。 （1）星形—三角形（Y-△）换接起动 该方法只适合于电动机在工作时，其定子绕组接成三 角形时的情况。 如有一台三角形联接的电动机，接在电压为 380V的电源上，其每相定子绕组上的电压就是 380V；当采用星形联接并接在相同电源上，此时 每相定子绕组上的电压是220V。
( P 3UI cos )
n0 n 1500 1480 （ 2） SN 0.013 n0 1500 P2 45 TN 9550 9550 290.4 N .m （ 3） n 1480
Tmax 2.2 TN 2.2 290.4 638.9 N .m Tst 1.9 TN 1.9 290.4 551.8N.m
定子绕组 （三相）
A Y
定子
Z
C
B
X
鼠笼转子
机 座
第三节 异步电机的工作原理
旋转磁场的产生 (•)电流出
A
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
n0
Z B
i A I m sin t
Y
iB I m sin t 120
iC I m sin t 240
C
iA
iB
iC
t
Im
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA
iB
iC
t
iA
iC
iB
t
Im
Im
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
n0
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则
同步转速（旋转磁场的速度）为：