1、第二篇第二篇电器控制篇电器控制篇?第六章第六章第六章第六章电机电机电机电机?第七章第七章第七章第七章常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器?第八章第八章第八章第八章电器控制系统电器控制系统电器控制系统电器控制系统上一页下一页返 回第第第第6 6 6 6章章章章 电机电机电机电机?6.1 6.1 电机的分类和选择电机的分类和选择?6.2 6.2 三相异步电动机三相异步电动机?6.3 6.3 单相异步电动机单相异步电动机?6.4 6.4 直流电机直流电机上一页下一页返 回实例引入：机床电机实例引入：机床电机实例引入：机床电机实例引入：机床电机图图6.1 CY6140卧式车床外形图卧式车床
2、外形图上一页下一页返 回6.1 6.1 6.1 6.1 电机的分类和选择电机的分类和选择电机的分类和选择电机的分类和选择表表6 6-2 2 各类电机特点和用途各类电机特点和用途上一页下一页返 回表表6 6-2 2 各类电机特点和用途各类电机特点和用途上一页下一页返 回表表表表6 6 6 6-1 1 1 1电机的分类电机的分类电机的分类电机的分类上一页下一页返 回表表表表6 6 6 6-1 1 1 1电机的分类电机的分类电机的分类电机的分类上一页下一页返 回选择电动机要从技术和经济两方面考虑，选择电动机要从技术和经济两方面考虑，即要合理选择电动机的容量类型、结构型式和即要合理选择电动机的容量类型
3、、结构型式和转速等技术指标，又要兼顾到设备的投资少、转速等技术指标，又要兼顾到设备的投资少、费用低等经济指标。费用低等经济指标。上一页下一页返 回电动机容量的确定电动机容量的确定电动机容量的确定电动机容量的确定?电动机容量的确定是选择电动机的关键。电动电动机容量的确定是选择电动机的关键。电动机容量也就是指电动机的功率，是由电动机所机容量也就是指电动机的功率，是由电动机所带负载的功率确定的。对连续运行的电动机，带负载的功率确定的。对连续运行的电动机，其额定功率应等于或稍大于其负载（恒定负其额定功率应等于或稍大于其负载（恒定负载）所需的功率；对短时运行的电动机，其额载）所需的功率；对短时运行的电动
4、机，其额定功率可以是其负载所要求的功率的定功率可以是其负载所要求的功率的1/1/。为三相异步电动机的过载系数为三相异步电动机的过载系数，的取值范的取值范围一般为围一般为1.81.82.22.2。上一页下一页返 回电动机类型的选择电动机类型的选择电动机类型的选择电动机类型的选择?电动机类型是根据电动机所带负载的性质来选电动机类型是根据电动机所带负载的性质来选择的，如表择的，如表6 6-3 3所示。所示。表表6 6-3 3 电动机类型选择电动机类型选择上一页下一页返 回电动机结构型式的选择电动机结构型式的选择电动机结构型式的选择电动机结构型式的选择?电动机按其安装方式不同分为卧式和立式两电动机按其
5、安装方式不同分为卧式和立式两种，普通机床一般采用通用系列的卧式电动种，普通机床一般采用通用系列的卧式电动机。机。?根据工作环境选择电动机的防护型式。根据工作环境选择电动机的防护型式。?在正常工作环境，一般采用防护式电动机。?在干燥无尘环境，可采用开启式电动机。?在潮湿、粉尘较多或户外场所，采用封闭式电动机。?在有爆炸危险或有腐蚀性气体的地方，应选用防爆式或防腐式电动机。上一页下一页返 回电动机转速选择电动机转速选择电动机转速选择电动机转速选择?电动机额定转速是根据电动机所带负载的需要电动机额定转速是根据电动机所带负载的需要而选定的。但是，通常转速不低于而选定的。但是，通常转速不低于500r/m
6、in500r/min（即每分钟即每分钟500500转），因为功率一定时，电动转），因为功率一定时，电动机转速愈低，其尺寸愈大，价格愈贵，而且效机转速愈低，其尺寸愈大，价格愈贵，而且效率也较低。率也较低。上一页下一页返 回电动机额定电压选择电动机额定电压选择电动机额定电压选择电动机额定电压选择?电动机电压等级的选择，要根据电动机类型、电动机电压等级的选择，要根据电动机类型、功率以及使用地点的电源电压来决定，一般为功率以及使用地点的电源电压来决定，一般为380V380V。大功率异步电动机采用大功率异步电动机采用3000V3000V和和6000V6000V的的额定电压。额定电压。上一页下一页返 回实
7、训八：三相异步电动机测量及实训八：三相异步电动机测量及实训八：三相异步电动机测量及实训八：三相异步电动机测量及三表使用三表使用三表使用三表使用?一、实训目的一、实训目的?1.1.掌握三相异步电动机的基本构造。掌握三相异步电动机的基本构造。?2.2.掌握三相异步电动机铭牌数据意义。掌握三相异步电动机铭牌数据意义。?3.3.掌握三相异步电动机绝缘电阻测量方法。掌握三相异步电动机绝缘电阻测量方法。?4.4.掌握三相异步电动机相电压及线电压测量方掌握三相异步电动机相电压及线电压测量方法。法。?5.5.掌握三相异步电动机相电流及零序电流测量掌握三相异步电动机相电流及零序电流测量方法。方法。?6.6.掌握
8、万用表、摇表、钳表正确使用。掌握万用表、摇表、钳表正确使用。上一页下一页返 回二、原理说明二、原理说明二、原理说明二、原理说明?三相异步电动机分成两个基本部分：定子（固三相异步电动机分成两个基本部分：定子（固定部分）和转子（旋转部分）定部分）和转子（旋转部分）图图6.2 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造上一页下一页返 回1.1.1.1.定子定子定子定子1-定子定子 2-转子图转子图6.3 定子和转子的铁芯定子和转子的铁芯上一页下一页返 回2.2.2.2.转子转子转子转子(a)(a)鼠笼式绕组鼠笼式绕组(b)(b)转子外形转子外形图图6.4 6.4 鼠笼式转子鼠笼式转子上一页下一页返 回
9、图图6.5 铸铝的鼠笼式转子铸铝的鼠笼式转子上一页下一页返 回图图6.6 线绕式异步电动机的构造线绕式异步电动机的构造上一页下一页返 回?要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。Y132MY132M-4 4型电型电动机的铭牌如下。电动机铭牌数据的意义详见动机的铭牌如下。电动机铭牌数据的意义详见6.2.46.2.4节。节。此外，它的主要技术数据还有：功率因数此外，它的主要技术数据还有：功率因数0.850.85，效率效率87%87%。上一页下一页返 回三、预习要求三、预习要求三、预习要求三、预习要求?1.1.三相异步电动机定子由三相异步电动机定子由、及及组成；鼠笼组成；
10、鼠笼式转子由式转子由?和和组成；绕线式转子由组成；绕线式转子由、和和组成。组成。?2.2.电动机铭牌上所标的电压值是指其在额定运行时电动机铭牌上所标的电压值是指其在额定运行时上应加的上应加的值。一般规定电动机的电压不应高于或值。一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的低于额定值的。?3.3.电动机输入功率电动机输入功率P P1 1=，输出功率输出功率P P2 2是指是指，效，效率率=。?4.4.电动机是电动机是负载，其功率因数在额定负载时约负载，其功率因数在额定负载时约为为，而在轻载和空载时只有，而在轻载和空载时只有。?5.5.绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容绝缘等级是按电动机
11、绕组所用的绝缘材料在使用时容许的许的来分级的。来分级的。上一页下一页返 回四、操作步骤四、操作步骤四、操作步骤四、操作步骤?1.1.识别三相异步电动机基本构造。识别三相异步电动机基本构造。?2.2.识别三相异步电动机铭牌。识别三相异步电动机铭牌。?3.3.用摇表测量三相异步电动机绝缘电阻。用摇表测量三相异步电动机绝缘电阻。?4.4.用万用表测量三相异步电动机相电压及线电用万用表测量三相异步电动机相电压及线电压。压。?5.5.用钳表测量三相异步电动机相电流及零序电用钳表测量三相异步电动机相电流及零序电流。流。?6.6.将测量结果填入表将测量结果填入表6 6-4 4中。中。上一页下一页返 回表表表
12、表6 6 6 6-4 4 4 4 三相异步电动机测量结果三相异步电动机测量结果三相异步电动机测量结果三相异步电动机测量结果上一页下一页返 回五、分析思考五、分析思考五、分析思考五、分析思考?1.1.摇表使用注意事项是什么？摇表使用注意事项是什么？?2.2.钳表使用注意事项是什么？钳表使用注意事项是什么？上一页下一页返 回6.2 6.2 6.2 6.2 三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机世界上世界上75%75%的用电设备都是三相交流异步的用电设备都是三相交流异步电动机。本节将详细介绍三相异步电动机的原电动机。本节将详细介绍三相异步电动机的原理、转速与转矩的计算以及起动、制动
13、、调速理、转速与转矩的计算以及起动、制动、调速的控制方法。的控制方法。上一页下一页返 回6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 三相异步电动机工作原理三相异步电动机工作原理三相异步电动机工作原理三相异步电动机工作原理三相异步电动机转动原理如下：三相交流三相异步电动机转动原理如下：三相交流电通入定子绕组，产生旋转磁场。磁力线切割电通入定子绕组，产生旋转磁场。磁力线切割转子导条使导条两端出现感应电动势，闭合的转子导条使导条两端出现感应电动势，闭合的导条中便有感应电流流过。在感应电流与旋磁导条中便有感应电流流过。在感应电流与旋磁场相互作用下，转子导条受到电磁力并形成电场相互作用下，转子导条受
14、到电磁力并形成电磁转矩，从而使转子转动。磁转矩，从而使转子转动。上一页下一页返 回旋转磁场产生旋转磁场产生旋转磁场产生旋转磁场产生三相异步电动机定子绕组接成星形，如图三相异步电动机定子绕组接成星形，如图6.76.7（a a）所示。定子绕组中通入三相对称交流所示。定子绕组中通入三相对称交流电流，其波形图如图电流，其波形图如图6.76.7（b b）所示。三相对称所示。三相对称交流电流的表达式如下：交流电流的表达式如下：i iU U=I Im msinsin t ti iV V=I=Im msin(sin(t t-120120?)(6(6-1 1）i iW W=I=Im msin(sin(t+120
15、t+120?)上一页下一页返 回（a）三相绕组（b）三相对称交流电流波形图图6.7 三相绕组通入对称电流（a）三相绕组（b）三相对称交流电流波形图图6.7 三相绕组通入对称电流上一页下一页返 回从图从图6.76.7（b b）可以看出，三相对称交流电流的相可以看出，三相对称交流电流的相序（即电流出现正幅值的顺序）为序（即电流出现正幅值的顺序）为U UV VW W。不同时刻不同时刻三相对称交流电流正负方向如表三相对称交流电流正负方向如表6 6-5 5所示。所示。表表6 6-5 5 不同时刻电流正负方向不同时刻电流正负方向上一页下一页返 回由表由表6 6-5 5知，不同时刻，三相电流正负不知，不同时
16、刻，三相电流正负不同，也就是三相电流的实际方向不同。在某一同，也就是三相电流的实际方向不同。在某一时刻，将每相电流所产生的磁场相加，便得出时刻，将每相电流所产生的磁场相加，便得出三相电流的合成磁场。不同时刻合成磁场的方三相电流的合成磁场。不同时刻合成磁场的方向也不同，如图向也不同，如图6.86.8所示。所示。上一页下一页返 回图6.8 三相电流产生的旋转磁场（图6.8 三相电流产生的旋转磁场（p=1）上一页下一页返 回转动原理转动原理转动原理转动原理图6.9 转子转动原理示意图图6.9 转子转动原理示意图上一页下一页返 回图图6.96.9中，中，N N、S S表示由通入定子的三相交流电产生表示
17、由通入定子的三相交流电产生的两极旋转磁场。转子中只表示出分别靠近的两极旋转磁场。转子中只表示出分别靠近N N极和极和S S极的极的两根导条（铜或铝）。当旋转磁场向顺时针方向旋转两根导条（铜或铝）。当旋转磁场向顺时针方向旋转时，其磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。时，其磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。在电动势的作用下，闭合的导条中就有感应电流。感应在电动势的作用下，闭合的导条中就有感应电流。感应电流的方向可以根据右手定则来判断，判断的结果如图电流的方向可以根据右手定则来判断，判断的结果如图6.96.9所示。在这里应用右手定则时，可假设磁极不动，所示。在这里应用右手定则时，可假设
18、磁极不动，而转子导条向逆时针方向旋转切割磁力线，这与实际上而转子导条向逆时针方向旋转切割磁力线，这与实际上磁极顺时针方向旋转时磁力线切割转子导条是相当的。磁极顺时针方向旋转时磁力线切割转子导条是相当的。上一页下一页返 回导条中的感应电流与旋转磁场相互作用，导条中的感应电流与旋转磁场相互作用，使转子导条受到电磁力使转子导条受到电磁力F F。电磁力的方向可以电磁力的方向可以由左手定则确定。靠近由左手定则确定。靠近N N极和极和S S极的两根导条产极的两根导条产生的电磁力形成电磁转矩，使转子转动起来。生的电磁力形成电磁转矩，使转子转动起来。上一页下一页返 回6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2
19、.2 三相异步电动机的转向与三相异步电动机的转向与三相异步电动机的转向与三相异步电动机的转向与转速转速转速转速?电动机正反转电动机正反转图图6.10 旋转磁场的反转旋转磁场的反转上一页下一页返 回电动机转速电动机转速电动机转速电动机转速?三相异步电动机的转速与旋转磁场的转速有三相异步电动机的转速与旋转磁场的转速有关。而旋转磁场的转速决定于磁场的极数。旋关。而旋转磁场的转速决定于磁场的极数。旋转磁场的极数与定子绕组安排有关。转磁场的极数与定子绕组安排有关。上一页下一页返 回（1 1 1 1）旋转磁场转速）旋转磁场转速）旋转磁场转速）旋转磁场转速n n n n0 0 0 0当旋转磁场具有当旋转磁场
20、具有p p对极时，磁场的转速为：对极时，磁场的转速为：n n0 0=60f=60f1 1/p(r/min)/p(r/min)（6 6-2 2）表表6 6-6 6 旋转磁场的转速旋转磁场的转速p123456n0(r/min)300015001000750600500上一页下一页返 回（2 2 2 2）转子转速转子转速转子转速转子转速n n n n由图由图6.96.9可见，电动机转速可见，电动机转速n n与旋转磁场转与旋转磁场转速速n n0 0之间必须要有差别，否则转子与旋转磁场之间必须要有差别，否则转子与旋转磁场之间就没有相对运动，因而磁力线就不切割转之间就没有相对运动，因而磁力线就不切割转子导
21、体，转子电动势、转子电流以及转矩也就子导体，转子电动势、转子电流以及转矩也就都不存在。这样，转子就不可能继续以都不存在。这样，转子就不可能继续以n n的转的转速转动。这就是异步电动机名称的由来。而旋速转动。这就是异步电动机名称的由来。而旋转磁场转速转磁场转速n n0 0常称为同步转速。常称为同步转速。上一页下一页返 回（3 3 3 3）转差率）转差率）转差率）转差率s s s s我们用转差率我们用转差率s s来表示转子转速来表示转子转速n n与旋转磁与旋转磁场转速场转速n n0 0相差的程度，即相差的程度，即s=(ns=(n0 0-n)/nn)/n0 0（6 6-3 3）转差率是异步电动机的一
22、个重要的物理转差率是异步电动机的一个重要的物理量。转子转速愈接近旋转磁场转速，则转差率量。转子转速愈接近旋转磁场转速，则转差率愈小。由于三相异步电动机的额定转速与同步愈小。由于三相异步电动机的额定转速与同步转速相近，所以它的转差率很小。通常异步电转速相近，所以它的转差率很小。通常异步电动机在额定负载时的转差率约为动机在额定负载时的转差率约为1 19%9%。当当n=0n=0时（起动初始瞬间），时（起动初始瞬间），s=1s=1，这时转这时转差率最大。差率最大。上一页下一页返 回 例例例例6 6 6 6-1 1 1 1 有一台三相异步电动机，其额定转速有一台三相异步电动机，其额定转速n nN N=9
23、75r/min=975r/min，试求电动机的极数和额定负载时的转差试求电动机的极数和额定负载时的转差率。电源频率率。电源频率f f1 1=50Hz=50Hz。解：解：解：解：由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值同步转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值（见表（见表6 6-6 6）。显然，与电动机额定转速）。显然，与电动机额定转速975975r/minr/min最相最相近的旋转磁场转速（即同步转速）为近的旋转磁场转速（即同步转速）为n n0 0=1000r/min=1000r/min，与与此相应的
24、磁极对数此相应的磁极对数p=3p=3。因此，额定负载时的转差率因此，额定负载时的转差率为：为：%5.2%10010009751000%100nnns00N=上一页下一页返 回6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 三相异步电动机的转矩与三相异步电动机的转矩与三相异步电动机的转矩与三相异步电动机的转矩与机械特性机械特性机械特性机械特性?1 1定子电路与转子电路定子电路与转子电路图6.13 三相异步电动机的每相电路图图6.13 三相异步电动机的每相电路图定子绕组转子绕组上一页下一页返 回2.2.2.2.转矩公式转矩公式转矩公式转矩公式异步电动机的转矩是由旋转磁场的每极磁异步电动机的转矩是由
25、旋转磁场的每极磁通通与转子电流与转子电流I I2 2相互作用而产生的。相互作用而产生的。T=KT=KT TI I2 2coscos 2 2 (6(6-4)4)式式(6(6-4)4)中中K KT T是一常数，它与电动机的结是一常数，它与电动机的结构有关。构有关。由式由式(6(6-4)4)可见，转矩除与每极磁通可见，转矩除与每极磁通成正成正比外，还比外，还与与I I2 2coscos 2 2 成正比。由于转子电流成正比。由于转子电流I I2 2和和功率因数功率因数coscos 2 2与转差率与转差率s s有关，所以转矩有关，所以转矩T T也与也与转差率转差率s s有关。有关。上一页下一页返 回转矩
26、的另一个表示式为：转矩的另一个表示式为：T=K (6T=K (6-5)5)式式(6(6-5)5)中中K K是一个常数。是一个常数。由式由式(6(6-5)5)可见，转矩可见，转矩T T还与定子每相电压还与定子每相电压U U1 1的平方成比例，所以当电源电压有所变动的平方成比例，所以当电源电压有所变动时，对转矩的影响很大。此外，转矩还受转子时，对转矩的影响很大。此外，转矩还受转子电阻电阻R R2 2的影响。的影响。22)sX(RUsR202212+上一页下一页返 回机械特性曲线机械特性曲线机械特性曲线机械特性曲线?在一定的电源电压在一定的电源电压U U1 1和转子电阻和转子电阻R R2 2之下，转
27、矩之下，转矩T T与转差率与转差率s s的关系曲线的关系曲线T=f(s)T=f(s)，如图如图6.146.14所示；所示；或转速或转速n n与转矩与转矩T T的关系曲线的关系曲线n=f(T)n=f(T)，如图如图6.156.15所示，称为电动机的机械特性曲线。研究机械所示，称为电动机的机械特性曲线。研究机械特性的目的是为了分析电动机的运行性能。在特性的目的是为了分析电动机的运行性能。在机械特性曲线上，我们要讨论三个转矩。机械特性曲线上，我们要讨论三个转矩。上一页下一页返 回图图6.14 三相异步电动机的三相异步电动机的T=f(s)曲线曲线上一页下一页返 回图图6.15 三相异步电动机的三相异步
28、电动机的n=f(T)曲线曲线上一页下一页返 回（1 1）额定转矩）额定转矩T TN NT TN N=9550 =9550 （2 2）最大转矩最大转矩T Tmaxmax=（3 3）起动转矩起动转矩T TStStnP2NmaxTT上一页下一页返 回6.2.4 6.2.4 6.2.4 6.2.4 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据?三相异步电动机铭牌数据的意义如下。三相异步电动机铭牌数据的意义如下。?1.型号为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列，每种系列用各种型号表示。型号说明如下：上一页下一页返 回?三相异步电动机
29、机座长度代号表示为：三相异步电动机机座长度代号表示为：S S短机座；短机座；MM中机座；中机座；L L长机座。三相异步电动机产品名称代长机座。三相异步电动机产品名称代号如表号如表6 6-7 7所示。所示。表表6 6-7 7 异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号上一页下一页返 回表表6 6-7 7中，小型中，小型Y Y系列鼠笼式异步电动机是系列鼠笼式异步电动机是取代取代JOJO系列的新产品，是封闭自扇冷式。系列的新产品，是封闭自扇冷式。Y Y系系列定子绕组为铜线，此外，还有列定子绕组为铜线，此外，还有Y Y-L L系列鼠笼系列鼠笼式异步电动机，其定子绕组为铝线。电动机功式异步电动机，其定
30、子绕组为铝线。电动机功率取值范围是率取值范围是0.550.5590kW90kW。同样功率的电动同样功率的电动机机，Y Y系列比系列比JOJO系列体积小，重量轻，效率系列体积小，重量轻，效率高。高。上一页下一页返 回电压电压电压电压?铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压有效值。三相异步电动机的额定电组上应加的线电压有效值。三相异步电动机的额定电压有压有380V380V、3000V3000V及及6000V6000V等多种。一般规定电动机的等多种。一般规定电动机的工作电压不应高于或低于额定值的工作电压不应高于或低于额定值的5%5
31、%。?当电压高于额定电压值时，磁通将增大（因当电压高于额定电压值时，磁通将增大（因U U1 14.44f4.44f1 1N N1 1）。）。磁通的增大又将引起励磁电流的增磁通的增大又将引起励磁电流的增大（由于磁饱和，可能增得很大）。这样，可使铁损大（由于磁饱和，可能增得很大）。这样，可使铁损（与磁通平方成正比）增加，铁芯发热。（与磁通平方成正比）增加，铁芯发热。?但常见的是电压低于额定值。这时引起转速下降，电但常见的是电压低于额定值。这时引起转速下降，电流增加。如果在满载或接近满载的情况下，电流的增流增加。如果在满载或接近满载的情况下，电流的增加将超过额定电流值，使绕组过热。在低于额定电压加将
32、超过额定电流值，使绕组过热。在低于额定电压下运行时，和电压平方成正比的最大转下运行时，和电压平方成正比的最大转矩矩T Tmaxmax会显著地会显著地降低，这对电动机运行也不利。降低，这对电动机运行也不利。上一页下一页返 回电流电流电流电流?铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的线电流有效值。当电动机空载时，定子绕组的线电流有效值。当电动机空载时，转子转速接近于旋转磁场的转速，两者之间相转子转速接近于旋转磁场的转速，两者之间相对转速很小，所以转子电流近似为零，这时定对转速很小，所以转子电流近似为零，这时定子电流几乎全是建立旋转磁场的励磁电流。当
33、子电流几乎全是建立旋转磁场的励磁电流。当输出功率增大时，转子电流和定子电流都相应输出功率增大时，转子电流和定子电流都相应增大。增大。上一页下一页返 回功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动的机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损机本身的损耗功率，包括铜损（P PCuCu）、）、铁损（铁损（P PFeFe）及机械及机械损耗等损耗等。以。以Y132MY132M-4 4型电动机为例：型电动机为例：输入功率输入功率
34、P P1 1=U Ul lI Il lcoscos=38038015.415.40.85=8.6kW0.85=8.6kW输出功率输出功率 P P2 2=7.5kW=7.5kW效率效率=P=P2 2/P/P1 1=(7.5/8.6)=(7.5/8.6)100%=87%100%=87%一般鼠笼式电动机在额定运行时的效率约为一般鼠笼式电动机在额定运行时的效率约为727293%93%。在额定功率的在额定功率的75%75%左右时效率最高。左右时效率最高。33上一页下一页返 回功率因数功率因数功率因数功率因数?因为电动机是感性负载，定子相电流比相电压因为电动机是感性负载，定子相电流比相电压滞后一个滞后一个
35、 角，角，coscos 就是电动机的功率因数。就是电动机的功率因数。三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为时约为0.70.70.90.9，而在轻载和空载时更低，空，而在轻载和空载时更低，空载时只有载时只有 0.20.20.30.3。因此，必须正确选择电动。因此，必须正确选择电动机的容量，防止机的容量，防止“大马拉小车大马拉小车”，并力求缩短空，并力求缩短空载的时间。载的时间。上一页下一页返 回转速转速转速转速?由于电动机的负载对转速要求不同，需要生产由于电动机的负载对转速要求不同，需要生产不同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速不同磁极数的异步电
36、动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四极电动机，其同步转速等级。最常用的是四极电动机，其同步转速n n0 0=1500r/min=1500r/min。上一页下一页返 回温升与绝缘等级温升与绝缘等级温升与绝缘等级温升与绝缘等级表表6 6-8 8 绝缘等级及其最高允许温度绝缘等级及其最高允许温度上一页下一页返 回接法接法接法接法（a a）星形（星形（Y Y）联接联接（b b）三角形三角形（）联接联接图图6.16 6.16 定子绕组的星形定子绕组的星形（Y Y）联接和三角形联接和三角形（）联接联接上一页下一页返 回 例例例例6 6-22 有有一一Y225MY225M-4 4型三相异步电动机，其额定
37、数据如型三相异步电动机，其额定数据如下：下：?试求：试求：(1)(1)额定电流额定电流I IN N；(2)(2)额定转差率额定转差率s sN N；(3)(3)额定转矩额定转矩T TN N、最大转矩最大转矩T Tmaxmax、起动转矩起动转矩T Tst st。上一页下一页返 回解：解：解：解：（1 1）4 4100kW100kW的电动机通常都是的电动机通常都是380V380V、联接。联接。(2)(2)由电机额定转速由电机额定转速n=1480r/minn=1480r/min可知，电动机是可知，电动机是四级四级的，即的，即p=2p=2，n n0 0=1500r/min=1500r/min。所以：所以
38、：(3)(3)由额定数据由额定数据T Tmaxmax/T/TN N=2.2=2.2得：得：由额定数据由额定数据T Tstst/T/TN N=1.9=1.9得：得：A2.84923.088.038031045cosU310PI332N=013.0150014801500nnns00N=mN4.2901480459550np9550T2N=mN9.6384.2902.2T2.2TNmax=mN8.5514.2909.1T9.1TNst=上一页下一页返 回6.2.5 6.2.5 6.2.5 6.2.5 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动?1 1起动性能起
39、动性能?（1）起动电流Ist电动机的起动电流对线路是有影响的。过大的起动电流在短时间内会在电路上造成较大的电压降落，而使负载端电压降低，影响邻近负载的正常工作。上一页下一页返 回（2 2 2 2）起动转）起动转）起动转）起动转矩矩矩矩T T T Tst st st st?如果起动转矩如果起动转矩T Tst st过小，就不能在满载下起动，过小，就不能在满载下起动，应设法提高。但起动转矩应设法提高。但起动转矩T Tst st过大，会使传动机过大，会使传动机构（譬如齿轮）受到冲击而损坏，所以又应设构（譬如齿轮）受到冲击而损坏，所以又应设法减小。法减小。?异步电动机起动时的主要缺点是起动电流较异步电动
40、机起动时的主要缺点是起动电流较大。为了减小起动电流（有时也为了提高或减大。为了减小起动电流（有时也为了提高或减小起动转矩），必须采用适当的起动方法。小起动转矩），必须采用适当的起动方法。上一页下一页返 回2 2 2 2起动方法起动方法起动方法起动方法表表6 6-9 9 三相异步电动机的起动方法三相异步电动机的起动方法上一页下一页返 回图图6.17 比较星形联接和三角形联接时的起动电流比较星形联接和三角形联接时的起动电流上一页下一页返 回当定子绕组联成星形，即星形当定子绕组联成星形，即星形三角形换三角形换接起动时，接起动时，当定子绕组联成三角形，即直接起动时，当定子绕组联成三角形，即直接起动时，
41、比较上列两式，可得比较上列两式，可得（6 6-8 8）Z3/UIIlpYlY=ZU3I3Ilpl=31IIllY=上一页下一页返 回?即采用星形即采用星形三角形换接起动时的电流为直接三角形换接起动时的电流为直接起动时的起动时的1/31/3。?星形星形三角形换接起动时，定子每相绕组上的三角形换接起动时，定子每相绕组上的电压降到正常工作电压的电压降到正常工作电压的1/1/。由于转矩和电。由于转矩和电压的平方成正比，所以起动转矩也减小到直接压的平方成正比，所以起动转矩也减小到直接起动时的（起动时的（1/1/）2 2=1/3=1/3。33上一页下一页返 回6.2.6 6.2.6 6.2.6 6.2.6
42、 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速n=(1n=(1-s)ns)n0 0=(1=(1-s)s)?1.1.变极调速变极调速（a）线圈串联（）线圈串联（b）线圈变串联为并联（）线圈变串联为并联（c）线圈并联图）线圈并联图6.18 双速电动机中改变定子绕组接法的示意图双速电动机中改变定子绕组接法的示意图pf601上一页下一页返 回2.2.2.2.变频调速变频调速变频调速变频调速3.3.3.3.变转差率调速变转差率调速变转差率调速变转差率调速图图6.19 变频调速装置示意图变频调速装置示意图上一页下一页返 回6.2.7 6.2.7 6.2.7 6.2.7
43、三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动?1 1能耗制动能耗制动图图6.20 能耗制动原理图能耗制动原理图上一页下一页返 回2.2.2.2.反接制动反接制动反接制动反接制动?反接制动的原理如图反接制动的原理如图6.216.21所示。所示。将接到电源的三根导线中任意两将接到电源的三根导线中任意两根的一端对调位置，使旋转磁场反向旋转，产生制动转矩。当转根的一端对调位置，使旋转磁场反向旋转，产生制动转矩。当转速接近零时，利用某种控制电器将电源自动切断。反接制动比较速接近零时，利用某种控制电器将电源自动切断。反接制动比较简单，效果较好，但能量消耗较大。适用于某些
44、中型车床和铣床简单，效果较好，但能量消耗较大。适用于某些中型车床和铣床的主轴制动。的主轴制动。图图6.21 反接制动原理图反接制动原理图上一页下一页返 回3.3.3.3.发电反馈制动发电反馈制动发电反馈制动发电反馈制动图图6.22 发电反馈制动原理图发电反馈制动原理图上一页下一页返 回6.3 6.3 6.3 6.3 单相异步电动机单相异步电动机单相异步电动机单相异步电动机?单相异步电动机广泛用于洗衣机、电冰箱、电单相异步电动机广泛用于洗衣机、电冰箱、电风扇、排油烟机等家用电器，也常用于功率不风扇、排油烟机等家用电器，也常用于功率不大的电动工具（如电钻、搅拌器等）。大的电动工具（如电钻、搅拌器等
45、）。上一页下一页返 回6.3.1 6.3.1 6.3.1 6.3.1 单相异步电动机的构造和单相异步电动机的构造和单相异步电动机的构造和单相异步电动机的构造和工作原理工作原理工作原理工作原理图图6.23 单相运行异步电动机原理图单相运行异步电动机原理图上一页下一页返 回图图6.24 单相异步电动机转动原理单相异步电动机转动原理上一页下一页返 回6.3.2 6.3.2 6.3.2 6.3.2 单相异步电动机的起动单相异步电动机的起动单相异步电动机的起动单相异步电动机的起动?单相异步电动机根据起动方法不同可分为分相单相异步电动机根据起动方法不同可分为分相式电动机、电容式电动机和罩极式电动机。式电动
46、机、电容式电动机和罩极式电动机。?1.1.分相式电动机分相式电动机?分相式电动机常用于泵、压缩机、冷冻机、传送机、机床等。分相式电动机的接线原理图如图6.25所示。上一页下一页返 回图图6.25 分相式单相异步电动机接线原理图分相式单相异步电动机接线原理图上一页下一页返 回?2.2.电容式电动机电容式电动机?3.3.罩极式电动机罩极式电动机图图6.26 罩极式单相异步电动机的结构示意图罩极式单相异步电动机的结构示意图上一页下一页返 回6.3.3 6.3.3 6.3.3 6.3.3 单相异步电动机的正反转单相异步电动机的正反转单相异步电动机的正反转单相异步电动机的正反转和调速和调速和调速和调速?
47、单相异步电动机的转动方向，决定于主绕组和单相异步电动机的转动方向，决定于主绕组和副绕组的相序，调换这两个绕组中任一绕组的副绕组的相序，调换这两个绕组中任一绕组的端头，即可改变电动机的转向。端头，即可改变电动机的转向。?单相异步电动机的调速方法有电抗器调速、绕单相异步电动机的调速方法有电抗器调速、绕组抽头调速、自耦变压器调和可控硅装置调组抽头调速、自耦变压器调和可控硅装置调速。目前以绕组抽头调速方法使用比较普遍。速。目前以绕组抽头调速方法使用比较普遍。上一页下一页返 回6.4 6.4 6.4 6.4 直流电机直流电机直流电机直流电机?6.4.1 6.4.1 直流电机的构造直流电机的构造直流电机主
48、要由磁极、电枢和换向器组直流电机主要由磁极、电枢和换向器组成，如图成，如图6.276.27所示。所示。图图6.27 直流电机的组成示意图直流电机的组成示意图上一页下一页返 回图图6.28 直流电机的磁极及磁路直流电机的磁极及磁路1.1.1.1.磁极磁极磁极磁极上一页下一页返 回2.2.2.2.电枢电枢电枢电枢(a)电枢电枢(b)电枢铁芯片图电枢铁芯片图6.29 直流电机的电枢和电枢铁芯片示意图直流电机的电枢和电枢铁芯片示意图上一页下一页返 回3.3.3.3.换向器换向器换向器换向器（a）外形）外形(b)剖面图图剖面图图6.30 直流电机换向器示意图直流电机换向器示意图上一页下一页返 回6.4.
49、2 6.4.2 6.4.2 6.4.2 直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理?直流发电机直流发电机图6.31 直流发电机工作原理图图6.31 直流发电机工作原理图上一页下一页返 回图6.32 直流电动机工作原理图图6.32 直流电动机工作原理图上一页下一页返 回直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机?直流电机作电动机运行时，将直流电源接在两电刷之直流电机作电动机运行时，将直流电源接在两电刷之间而使电流通入电枢线圈。电流方向应该是：间而使电流通入电枢线圈。电流方向应该是：N N极下的极下的有效边中的电流总是一个方向，而有效边中的电流总是一个方
50、向，而S S极下的有效边中的极下的有效边中的电流总是另一个方向。这样才能使两个边上受到的电电流总是另一个方向。这样才能使两个边上受到的电磁力的方向一致，电枢因而转动。因此当线圈的有效磁力的方向一致，电枢因而转动。因此当线圈的有效边边从从N N（S S）极下转到极下转到S S（N N）极下时，其中电流的方向极下时，其中电流的方向必须同时改变，以使电磁力的方向不变，而这也必须必须同时改变，以使电磁力的方向不变，而这也必须通过换向器才得以实现通过换向器才得以实现.上一页下一页返 回6.4.3 6.4.3 6.4.3 6.4.3 直流电动机的转向与转速直流电动机的转向与转速直流电动机的转向与转速直流电