异步电机串电阻启动

一绕线式异步电动机的结构及原理（一）电动机的结构：

1. 定子

（1）.定子铁心

由彼此绝缘、厚为0.5mm的硅钢片叠成圆筒形，内壁开有许多均匀分布的槽，用以叠放定子绕组。

：转轴:支撑转子

转子铁心：0.5mm硅钢片叠压而成,磁路一部分

转子绕组：笼型绕组铸铝

铜条

绕线式绕组: 电线绕制而成,Y接,滑环引出,外接

电阻

（1）转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。

（2）转子绕组：分为笼型和绕线型两类

1）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。

如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，如

图（a）所示，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。

2）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，

用一套电刷装置引出来，如图所示。这就可以把外接电阻串联到转子绕

组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。

与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，或需平滑调速的场合使用。

3. 气隙：

磁路的一部分, 异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，

在中

小型异步电动机中，气隙一般为0.2~1.5mm 左右。

δ↓→I m ↓→N ϕcos ↑但易发生扫膛现象 δ↑→I m ↑→N ϕcos ↓

（二）异步电动机的工作原理

三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁动势，圆形旋转磁密，设其方向为逆时针转，如图所示。若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有感应电动势e ，方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相位差时，电流方向同电动势方向。这样，导条就在磁场中受力f ，用左手定则确定受力方向，如图所示。

转子受力，产生转矩T ，为电磁转矩，方向与旋转磁动势同方向，转子便在该方向上旋转起来。转子旋转后，转速为n ，只要n ＜n1（n1为旋转磁动势同步转速），转子导条与磁场仍有相对运动，产生与转子不转时相同方向的电动势、

电流及受力，电磁转矩T 仍旧为逆时针方向，转子继续旋转，稳定运行在T=TL

二、绕线型异步电动机的起动

（一）基本概念

1.起动定义：电动机接到电源上，从静止状态到稳定运行状态的过程；

2.起动电流：n=0,S=1时的电流。

k

st Z U x x r r U I 1

2

212211

)()(='++'+=

起动电流倍数：7~5==

N

st

i I I k 3.起动转矩：n=0，s=1时的电磁转矩。221()212

1

11

st

em st st st r m I P m s T I r '

'==

=ΩΩΩ

4.起动电流大的原因：此时处于短路。

5.起动转矩不大的原因：1）m Φ

减少； 使Tst 不大。

2）2cos ϕ减小；

6.起动要求：①起动电流尽量小，以减小对电网的冲击；

②起动转矩尽量大，以缩短起动时间；

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③起动设备简单，可靠。

（二）起动指标

起动是指电动机从静止状态开始转动起来，直至最后达到稳定运行。

对于任何一台电动机，在起动时需注意以下两个基本要求。

1、起动转矩足够大

只有T st>T L时，电动机才能改变原来的静止状态，拖动生产机械运转。一般要求T st>(1.1~1.2)T L。T st越大于T L，起动过程所需要的时间就越短。

2、起动电流不要超过允许范围

对三相异步电动机来说，由于起动瞬间s=1，旋转磁场与转子磁场之间的相对运动速度很大，转子电路的感应电动势及电流都很大，所以起动电流远大于额定电流。在电源容量与电动机的额定功率相比不是足够大时，会引起输电线路上电压降的增加，造成供电电压的明显下降，不仅影响了同一供电系统中其他负载的工作，而且会延长电动机本身的起动时间。此外在起动过于频繁时，还会引起电动机过热。在这两种情况下，就必须设法减小起动电流。

（三）绕线型异步电动及转子串电阻起动

1.起动过程

绕线型异步电动机的转子串联合适的电阻不但可以减小起动电流，而且还可以增大起动转矩，因而，要求起动转矩大或频繁的生产机械常采用绕线型异步电动机拖动。

容量较小的三相绕线型异步电动机可以采用转子电路串联起动变阻器的方法起动。容量较大的绕线型异步电动机一般采用分级起动的方法以保证起动过程中都有较大的起动转矩和较小的起动电流。现以两级起动为例介绍其起动步骤和起动过程。原理图和机械特性如下图所示。图中机械特性只画出了每条特性的n0M段，并近似用直线代替。起动步骤如下：

（1）串联起动电阻R st1和R st2起动

起动前开关S1和S2断开，使得转子每相电路串入电阻R st1和R st2，加上转子每相绕组自身的电阻R2，转子电路毎相总电阻为

R22=R2+R st1+R st2

然后合上电源开关S，这时电动机的机械特性为绕线型异步电动机的分级起动图中的a。由于起动转矩T1远大于负载转矩T L，电动机拖动生产机械开始起动，工作点沿特性a由a1点向a2点移动。

（2）切除起动电阻R st2

当工作点到达a2点，即电磁T等于切换转矩T2时，合上开关S2切除起动电阻R st2转子毎相电路的总电阻变为

R21=R2+R st1