【正文】 機床,起重運輸機械,鼓風機,水泵,和農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等都大部分采用三相異步電動機來拖動第2章 三相異步電動機的結構、分類及優(yōu)缺點定子由定子鐵心、機座、定子繞組等部分組成，定子鐵心是異步電動機磁路的一部分，用壓圈及扣片固緊，各片之間相互絕緣，以減少渦流損耗。定子繞組是由帶有絕緣的鋁導線或銅導線繞制而成的，小型電機采用散下線圈或稱軟繞組，大中型電機采用成型線圈，又稱為硬繞組。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)軸和風扇等部分組成，轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心一樣。鼠籠型轉(zhuǎn)子的繞組是由安放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的裸導條和兩端的環(huán)形端環(huán)連接而成，如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，繞組的形狀象一個籠子；繞線型轉(zhuǎn)子的繞組與定子繞組相似，做成三相繞組，在內(nèi)部為星型或三角型。 工作原理 當定子繞組接至三相對稱電源時，流入定子繞組的三相對稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的定子旋轉(zhuǎn)磁場，設旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向為逆時針，當旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導體時，將在導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢e2，電動勢的方向根據(jù)右手定則確定。N極下的電動勢方向用表示，S極下的電動勢用表示，轉(zhuǎn)子電流的有功分量i2a與e2同相位，所以既表示電動勢的方向，又表示電流有功分量的方向。轉(zhuǎn)子電流有功分量與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力fem,根據(jù)左手定則，在N極下的所有電流方向為的導體和在S極下所有電流流向為的導體均產(chǎn)生沿著逆時針方向的切向電磁力fem,在該電磁力作用下，使轉(zhuǎn)子受到了逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩Me的驅(qū)動作用，轉(zhuǎn)子將沿著旋轉(zhuǎn)磁場相同的方向轉(zhuǎn)動。驅(qū)動轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子軸端拖動的生產(chǎn)機械的制動轉(zhuǎn)矩相平衡，轉(zhuǎn)子將以恒速n拖動生產(chǎn)機械穩(wěn)定運行，從而實現(xiàn)了電能與機械能之間的能量轉(zhuǎn)換，這就是異步電動機的基本工作原理。三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而產(chǎn)生感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結構的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。（1）起動轉(zhuǎn)矩不大，難以滿足帶負載起動的需要。當前社會上解決該問題的多數(shù)辦法是提高電動機的功率容量（即增容）來提高其起動轉(zhuǎn)矩，這就造成嚴重的“大馬拉小車”，既增加購買設備的投資，又在長期的應用中因處于低負荷運行而浪費大量電量，很不經(jīng)濟。第二種辦法是增購液力偶合器，先讓電動機空載起動，在由液力偶合器驅(qū)動負載。這種辦法同樣要增加添購設備的投資，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪費3%的電能，因而整個驅(qū)動裝置的效率很低，同樣浪費電量，更何況添加液力偶合器之后，機組的運行可靠性大大下降，顯著增加維護困難，因此不是一個好辦法。（2）大轉(zhuǎn)矩不大，用于驅(qū)動經(jīng)常出現(xiàn)短時過負荷的負載，如礦山所用破碎機等時，往往停轉(zhuǎn)而燒壞電動機。以致只能在輕載狀況下運行，既降低了產(chǎn)量又浪費電能。（3）起動電流很大，增加了所需供電變壓器的容量，從而增加大量投資。另一辦法是采用降壓起動來降低起動電流，同樣要增加添購降壓裝置的投資，并且使本來就不好的起動特性進一步惡化。 繞線型感應電動機 繞線性感應電動機正常運行時，三相繞組通過集電環(huán)短路。起動時，為減小起動電流，轉(zhuǎn)子中可以串入起動電阻，轉(zhuǎn)子串入適當?shù)碾娮?，不僅可以減小起動電流，而且由于轉(zhuǎn)子功率因數(shù)和轉(zhuǎn)子電流有功分量增大，起動轉(zhuǎn)矩也可增大。這種電動機還可通過改變外串電阻調(diào)速。繞線型電動機雖起動特性和運行特性兼優(yōu)，但仍存在下列缺點：（1）由于轉(zhuǎn)子上有集電環(huán)和電刷，不僅增加制造成本，并且降低了起動和運行的可靠性，集電環(huán)和電刷之間的滑動接觸，是這種電動機發(fā)生故障的主要原因。特別是集電環(huán)與電刷之間會產(chǎn)生火花，使傳統(tǒng)繞線型電動機在礦山、井下、石油、華工等防爆要求的場所，對于灰土、粉塵濃度很高的地方，也不敢使用，這就限制了其應用范圍。（2）當前的傳統(tǒng)繞線型電動機為了提高可靠性，多數(shù)不提刷，因此運行時存在下列電能浪費：集電環(huán)和電刷間的摩擦損耗和接觸電阻上的電損耗，電刷至控制柜短路開關間三根電纜的電損耗，若電動機與控制柜之間距離很長，則該損耗將非常嚴重。并且由于集電環(huán)與電刷產(chǎn)生碳粉、電火花和噪聲，長期污染周圍環(huán)境，損害管理人員和周圍居民健康。（3）傳統(tǒng)繞線型電動機的起動轉(zhuǎn)矩比籠型電動機的有所提高，但仍往往不能滿足滿載起動的需要，以至仍然需要增容而形成“大馬拉小車”。上述傳統(tǒng)感應電動機存在的嚴重缺點的根本原因在于“起動”、“運行”和“可靠性”三者之間存在難以調(diào)和的矛盾，因此勢必顧此失彼，不可兼優(yōu)。第3章 三相異步電動機的啟動方式三相交流異步電動機直接起動，雖然控制線路結構簡單、使用維護方便，但起動電流很大（約為正常工作電流的4~7倍），如果電源容量不比電動機容量大許多倍，則起動電流可能會明顯地影響同一電網(wǎng)中其它電氣設備的正常運行。因此，對于鼠籠型異步電動機可采用：定子串電阻（電抗）降壓起動、定子串自耦變壓器降壓起動、星形—三角形降壓起動等方式；而對于繞線型異步電動機，還可采用轉(zhuǎn)子串電阻起動或轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動等方式以限制起動電流 直接啟動直接啟動就是用閘刀開關或接觸器把電機直接接到具有額定電壓的電源上。在變壓器容量