教学课件 机电设备电气控制技术基础

长期以来，三相异步电动机被广泛地应用于各种类型的工业控制中。 作为一名即将成为相关行业的工程技术人员，熟悉和掌握三相异步电动机的结 与基本控制原理等是完全有必要的。本项目就是从三相异步电动机认知、机械 理等方面入手，简单而全面地剖析了三相异步电动机。
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项目1 三相异步电动机的使用与检 修
对于三相异步电动机，其额定功率为：
PN 3UNINN cosN
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3.接线 在额定电压下运行时，电动机定子三相绕组应该采用的接线方式，有形连接和
电动机的接线
图 1-9 三 相 异 步
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（三）三相异步电动机的工作原理 1.旋转磁场 旋转磁场的产生 图1-10，为三相异步电动机的定子绕组结构。
由此可以得出结论：旋转磁场的旋转方向取决于 通入定子绕组的三相电流的相序，且与三相交流 电源的相序方向一致。 只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相 序，旋转磁场即反向旋转。
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f 旋转磁场的旋转速度：
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图1-10 定子绕组结构
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其波形如图1-11所示
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旋转磁场的方向： 三相交流电的相序为U相→V相→W相→U相，图 中所示电动机的三相绕组结构来看、为逆时针方 向，而据此分析的旋转磁场的方向也为逆时针方 向。如果改变三相交流电的相序为U相→W相→V 相→U相，则旋转磁场的方向变为顺时针方向
项目1 三相异步电动机的使用与检 修
学习目 标
1、熟悉三相异步电动机的基本结构域工作原理； 2、了解三相异步电动机的机械特性； 3、掌握三相异步电动机的直接起动、调速、反转与制动的原理； 4、养成安全操作、规范操作和文明生产的职业素养。
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项目1 三相异步电动机的使用与检 修
项目描 述
知识链 接
一、三相异步电动机的认知 （一）三相异步电动机的结构 三相异步电动机由两个基本部分组成，即定子和转子。 按转子结构的不同，三相异步电动机分为鼠笼式和绕线式转子异步电动机两 图1-1所示为三相笼型异步电动机的结构图。
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图1-1 三相笼型异步电动机的结构图
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图1-13 三相异步电动机的定子绕组布置结构
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（1）当在三相对称的定子绕组中通入三相对称的交 流电流后，在电动机内将产生一个旋转磁场，转速为 同步转速n1，方向为逆时针方向。
(2)旋转磁场切割转子导体，根据电磁感应定律，从而 在转子导体中产生感应电动势，由于转子导体自成闭 合回路，因此，该电动势将在转子导体中形成电流， 其电动势、电流方向可用右手定则判定。
1.定子 三相异步电动机的定子由机座、定子铁芯以及定子绕组组成。
机座一般由铸铁制成，如图1-2所示。定子铁芯由冲有内向凹槽的硅 钢片叠压而成，片与片之间涂有绝缘漆，定子铁芯冲片如图1-3所示。
图1-2 定子机座
图1-3 定子铁芯冲片
图
2.转子 转子部分是由转子铁芯和转子绕组构成的。
转子铁芯也是由相互绝缘的硅钢片叠压而成的。转子铁芯冲片如 图1-4所示。
(3)依据电磁力定律，有电流流过的转子导体将在旋转 磁场中受到电磁力F的作用，其方向可用左手定则判 定，如图中箭头所示，该电磁力F对转轴形成电磁转 矩，带动异步电动机以转速n旋转。
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2)转差率s 电动机转子的旋转方向虽然与旋转磁场的旋转方向一致，但转子的转速。一 定小于旋转磁场的同步转速nl，这是因为假设转子转速与旋转磁场转速相等， 则转子导体与旋转磁场就是同转速同方向，它们之间无相对运动，转子导体 中就不再产生感应电动势和电流，电磁力F将为零，转子就将减速。由此可 见，转子总是紧跟着旋转磁场以n<n1的转速运行，即转子转速与同步转速之 间存在着差异，“异步”由此而来。因此这种交流电动机称作“异步”电动 机；又因为异步电动机的转子电流是由电磁感应而产生的，故又称作“感应” 电动机。
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……
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2.三相异步电动机的工作原理 1)异步电动机的旋转原理 如图1-13，为一台三相异步电动机的定子绕组布置结构，AX、BY、CZ为定子的三 相对称绕组，转子上的8个小圆圈表示自成闭合回路的转子导体。
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2.额定值 额定值是电机制造厂对电机在额定工作条件下所规定的量值，主要有： 1）额定功率PN。 额定功率指电动机在额定运行条件下，即在额定电压、额定负载和规定冷却 轴上输出的机械功率，单位为W或KW。 2）额定电压UN。 额定电压指电动机额定运行状态时，定子绕组应加的线电压，单位为V。 3）额定电流IN。 指电动机在额定电压下运行，输出功率达到额定值，流入定子绕组的线电流
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根据转子绕组结构的不同科分为两种形式：笼型转子和绕线 型转子。
（a）铜导条
（b）吕导条
图1-5 笼型异步电动机的转子绕组形式
电动机的转子
图1-6 绕线型异步
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3.气隙 异步电动机的气隙是均匀的。气隙的大小对电动机性 能影响很大，气隙越大则为建立磁场所需励磁电流就 越大，电动机的功率因数也会因此降低。但气隙太小， 会使加工和装配困难，运行时定子转子之间易发生扫 膛。中小型异步电动机中，气隙一般为0.2～2.5mm左 右。
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（二）铭牌 每台异步电动机的机座上都有一个铭牌，它标记着电动机的型号， 各种额定值和联结方式等，如图1-7所示。 电动机按铭牌上所规定的额定值和工作条件下运行，称作额定运行状态 铭牌上的额定值及有关数据是正确选择、使用和检修电机的依据。
图1-7 电动机铭牌
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1.型号 异步电动机的型号主要包括产品代号、规格代号和特殊环境代号 产品代号表示电机的类型，一般采用大写印刷体的汉语拼音字母 如Y表示异步电动机，YR表示绕线转子异步电动机等。规格代号 铁芯外径、机座号、机座长度、铁芯长度、功率、转速或极数表 。Y系列异步电动机的型号含义为图1-8所示。
图1-8 Y系列异步电动机的型号含义