异步电动机-应用最广的电动机-

异步电动机－应用最广的电动机－

概述：

异步电动机――可以旋转的交流变压器。

新产品――Y系列优点――符合IEC国际电工标准；节能、高效、噪音小、温升低、重量轻、转矩大等优点。

第一节异步电机分类、结构、和工作原理

一．电动机的分类和防护

分类：

1．按电源性质分――直流电动机；交流电动机。

2．直流电动机分――自激；他激（并激；串激；复激）

3．交流电动机分――同步电动机；异步电动机（笼型；绕线型）又分单相、三相交流电动机。

防护――IP为标志

1．对异物入侵的防护――分7级。

2．对水入侵的防护――分9级。

S－静态M－动态二种防护试验。

第二位数字二种防护等级。

第一位数字一种防护等级。

前附加字母W气候防护R管道通风。

电动机外壳防护标志。

二．异步电机结构及作用

1．定子――铁心――磁路的一部分；线环――电路；机座――支撑、散热。

2．转子――铁心――磁路的一部分；线环或笼式导体――电路；导电滑环――引出转子线环电流调速或启动用。

3．附件――端盖――支撑轴承；风扇――散热。

三．异步电动机额定数据

1．型号――Y180 M－2 其中Y――小型异步电动机；180――机座中心高；M――机座长度代号（L是长、M是中、S是短）；2――两磁极（1对磁极）。

2．额定功率――额定条件下轴上输出机械功率。

3．额定电压、电流、频率、――均为所用电源的额定值。

4．接线――角、星等。

5．定额――连续、断续等。

6．温升――60度左右，根据绝缘等级及工作环境不同有所不同。

7．绝缘等级――B等，因绝缘材料及工作环境而定。

四．旋转磁场

条件：

1．三相交流电流相位差120度角。

2．三相线圈空间位置及它们在通过峰值电流所产生磁通相差120度角。

特点；

1．旋转磁场方向与最大值电流相所产生磁场方向相同，旋转磁场与电流相序一致。旋转的方向与电流达正最大值那一相绕组的轴线一致，即旋转磁场方向总与电流相序相同，只要改变电流的相序就能改变旋转磁场的方向。

2．电流变化的角度与旋转磁场变化的角度相同，电流变化一周，旋转磁场也转过360度。P=1时：电器角=机械角，T=360/P。n1=60f1/p 磁极对数

电源频率

旋转磁场每分钟转数3．旋转磁场大小是恒定的。

五．三相异步电机的工作原理

1．电生磁――磁生电――电磁生力。

2．任调两头可改变相序，而反转。

六．转差率

1．n1 永远大于n。

2．S＝n1-n/n1·100％。S＝0.02～0.06

七．转矩特性与机械特性

1．S与f2的关系f2=p(n1-n)/60 上下均乘n1=pn1(n1-n)/60n1=spn1/60=sf1.

3．转矩特性图10－7

C点S＝1 I大COSφ小M不大

BC段S下降I下降COSφ上升 M上升

B点S较小I较小COSφ较大 M最大

BO段S下降I下降COSφ上升 M下降

O点S＝0 I＝0 COSφ＝1 M＝0

4．机械特性――转速与电磁力矩之间的关系

S＝(n1-n)/n1 sn1=n1-n n=n1-sn1=n1(1-s)

n1为100％（同步）n=n1(1-S)100%每给1个S值就能得出1个n。

再参阅图10－7又可得到1个M值。最后作出图10－8。

AB段――是稳定区：A、负载大n下降M上升平衡不动――称硬特性

B、不能离开稳定区运行，否则将停转。

八．额定转矩与过载能力

1．额定转矩――长期持续工作时，轴上输出最大允许转矩称额定转矩。（Me）

2．过载系数――λ＝Mm/Me (1.8~2.5)

3．转矩与电压的平方成正比即：M∝UU

S不变时M∝Φ·I2 I2∝E2 E2∝ΦΦ∝U1 所以M∝U1U1＝U1平方

结论：U1对M影响很大（亦影响转数）

第二节异步电机的启动、制动、调速。

一．启动――从接通电源至加速到稳定转速的全过程称为启动

1．要求：

A．Mq大于Mf

B．Iq较小

C．设备简单、经济可靠、操作方便

D．启动过程能耗低

2．电机固有启动特性：

A．Iq=Ie(4~7)

B．Mq小、S＝1时n=0、f2=f1、I2大、cosΦ小（0.3）。

而Mq＝Km·Φ·I2·COSΦ=(1～1.8)Me

启动要求与固有特性正相反。

3．龙型电机的启动方式

A．直接启动――简单方便、便宜、Mq大。Iq大造成U1变化大影响其它负荷，其程度与变压器容量、距离启动频度、ΔU允许值有关系。综上定为：10KW以

下及小区配电室14KW以下可以直接启动。

ΔU计算公式见386页。启动开关可用负荷开关、转换开关、铁壳开关、磁力开关等。

B．降压启动――减小Iq但同时也减小Mq

方法：串电阻、Y－Δ、自藕降压、延边三角形等。

1）串电阻－简单、经济、耗能大；串电抗－简单、造价高、耗能小。

2）Y－Δ――IΦ降低到1/3简单、经济、方便、频度大、Mq小、只用于Δ接线的电动机。

3）自藕――可调头、（80～65％）Iq小、ΔY接线均可用、复杂、造价高、频度低。

4）延边Δ――经济、频度高、电机抽头多、接线复杂。

总的比较参考表10－1

4．绕线型启动方式

A．转子串电阻――Mq大、Iq小、cosΦ大、平稳、复杂维护量大。图10－13。

B．转子串频敏电阻――无触点变阻、简单、经济、平稳、cosΦ小、Mq小、应用广泛。f2由等于f1,到等于Sf1, ΔP将由最大到最小。接线图10－14。二．反转――对调任意两相电源改变相序就反转。

三．调速

1．变频调速――改变f1――不经济、复杂但晶闸管可行。

2．变极调速――有级、可多极、简单、损耗低、不平稳、范围有限。图10－16 此方法绕线转子很少采用。

3．改变转差率调速

A．笼型降压调速――负载不变，U1下降，M下降，S上升，n下降。范围小不用。

B．绕线转子串电阻调速――负载不变，串电阻I2下降，S上升，n下降。调速范围大（3:1）、应用广、M下降、耗电多。应用在短时调速的中小电机。四．制动

1．抱闸――人工和电磁。

2．电力制动――以反方向电磁力矩制动。

A．发电制动――回馈或再生制动――下放重物时用。

B．能耗制动――向定子通直流、绕线转子串电阻图10－19耗能少、要另设直流设备。原理见图10－20

C．反转制动

1）电源反转制动――需制动时将电源任意两相对调使之产生反向电磁

力矩以抵消惯性力矩。为降低制动电流可串入电阻缓冲，对绕线转子

也可串电阻缓冲。制动力矩大、快、但需亭转前速断电源，否则反转。

2）转速反向的反接制动――下放重物时电磁力矩为提升方向，用改变转

子电阻的方法使重物快、幔、停、升。制动稳、可低速、耗能大。

第三节电动机的安全运行和维护