【文章內(nèi)容簡介】 待電動機轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，再使電動機承受額定電壓，可限制起動電流。1) YΔ 降壓起動 2) 自耦變壓器降壓起動3) 電阻降壓或電抗降壓起動4) 延邊三角形降壓起動（3）軟起動 軟起動就是在電動機(鼠籠式) 定子回路串入有限流作用的電力器件來實現(xiàn)電機的起動。通過這種方法降低起動電流。軟起動是采用軟件控制方式來平滑起動電動機，一方面在控制方式上以軟件控制強電，另一方面在控制結果上將電動機的起動特性由“硬”平滑變?yōu)椤败洝?。軟起動過程中產(chǎn)生高次諧波，對周邊環(huán)境要求比較高，同時起動設備投資非常大；但它起動時無沖擊電流，可保持平滑起動，并且可根據(jù)負載情況實現(xiàn)自由無級的起動。軟起動方式： ○ 1液阻式軟起動 磁控式軟起動 智能式軟起動?！?2 ○ 3 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為： ??spfn??160從上式可見，改變供電頻率 f、電動機的極對數(shù) p 及轉(zhuǎn)差率 s 均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。異步電動機的調(diào)速主要有三種方法.變極調(diào)速 ，異步電動機正常運行時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 略低于 ，所以，一160fnp? 1旦 p 改變， 改變，n 也隨著改變。1101）Y→YY 變極調(diào)速 屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式2）Δ→YY 變極調(diào)速 屬于恒功率調(diào)速方式變頻調(diào)速異步電動機的轉(zhuǎn)速： 。當轉(zhuǎn)差率 S 變化不大時，n 近似正??spfn??160比于頻率 ，可見改變電源頻率就可改變異步電動機的轉(zhuǎn)速。常用的異步電1f動機變頻調(diào)速控制方式通常有兩種，即恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速和恒功率變頻調(diào)速。（1） 恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速。電機變頻調(diào)速前后額定電磁轉(zhuǎn)矩相等，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，有 。TeN?，（2） 恒功率變頻調(diào)速。電機變頻調(diào)速前后它的電磁功率相等，即 。39。139。1??TemTemP轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速 轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機械特性較軟。串電阻前后保持轉(zhuǎn)子電流不變，則有： ， 2NRS???22cosN??電磁轉(zhuǎn)矩為： ，保持不變，即屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。2cosemMTCI??? 感應電動機的主要性能指標和額定參數(shù)感應電動機的主要性能指標、基準值和額定參數(shù)。性能指標 基準值 額定參數(shù)與標么值額定功率 電壓基準值：額定相電 UN? 效率額定電壓 電流基準值：每相功電流 IKW 功率因數(shù)額定頻率 功率基準值：額定功率 PN 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)額定轉(zhuǎn)速 阻抗基準值： ZKW=UN?/IKW 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)轉(zhuǎn)矩基準值：額定轉(zhuǎn)矩 TN 起動過程中的最小轉(zhuǎn)矩11繞組和鐵心溫升起動電流倍數(shù)12第 2 章 三相異步電機的基本結構與工作原理 電機的分類電機是指電磁感應作用而運行的電氣設備，用于機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換、不同形式電能之間的變換，或者信號的傳遞與轉(zhuǎn)換。電機的用途廣泛，種類很多，按照電機在應用中的能量轉(zhuǎn)換功能來分，可分為發(fā)電機、電動機、變換器以及控制電機等。按所應用的電流種類，又可分為直流電機和交流電機。按照運動方式來分，可分為靜止設備和旋轉(zhuǎn)設備，前者為變壓器，后者包括直流電機、異步電機和同步電機。 三相異步電動機的結構和用途異步電動機也稱感應電機，與其他電動機相比，異步電動機具有結構簡單、堅固耐用、使用方便、運行可靠、易于制造和維修、價格低廉并有適用于多種機械負載的工作特性。其缺點是調(diào)速性能差，功率因數(shù)低。下面介紹下三相異步電動機的基本結構、工作原理和運行特性等。 異步電動機結構（1）固定部分有定子繞組、定子鐵心、機殼、端蓋、風罩。定子繞組是電動機的電路部分，由若干線圈按照一定規(guī)律嵌放在定子鐵心槽中并聯(lián)結起來構成。定子繞組在交變 4 的磁場中感應電動勢、流過電流，從電網(wǎng)吸收或向電網(wǎng)發(fā)出功率。定子鐵心是電機磁路的一部分，通常是用軋成厚 或 毫米的硅鋼片疊成的。機殼是用來支撐定子鐵心和電動機端蓋。端蓋是用來支撐電動機的轉(zhuǎn)動部分（一般指轉(zhuǎn)子） 。（2）轉(zhuǎn)動部分有轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子鼠籠、轉(zhuǎn)軸、起動開關、軸承、風葉。轉(zhuǎn)子鐵心是整個電動機磁路的一部分，通常也用厚度為 的硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子繞組是轉(zhuǎn)子的電路部分，在交變的磁場中感應電動勢、流過電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組分為籠型繞組和繞線型繞組兩種。轉(zhuǎn)軸是作為支撐轉(zhuǎn)子鐵心和傳遞力矩最不可缺少的結構部分。軸承主要是連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分。風葉主要是冷卻電動機。13圖 21 鼠籠轉(zhuǎn)子（3）其他部分有出線盒、銘牌、起動或工作電容器。（4）三相異步電動機的總結構圖圖 22 封閉式三相籠型異步電動機結構圖1—軸承；2—前端蓋；3—轉(zhuǎn)軸；4—接線盒；5—吊環(huán)；6—定子鐵心； 7—轉(zhuǎn)子；8—定子繞組；9—機座；10—后端蓋；11—風罩；12—風扇 異步電動機用途異步電機主要作用作電動機，其功率范圍從幾瓦到上萬千瓦，是國民經(jīng)濟各行業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪袘米顝V泛的電動機，為多種機械設備和家用電器提供動力。例如機床、中小型軋鋼設備、風機、水泵、輕工機械，冶金和礦山機械等，大都采用三相異步電動機拖動；電風扇、洗衣機、電冰箱、空調(diào)器等家用電器中則廣泛使用單相異步電動機。異步電動機也可以作為發(fā)電機，用于風力發(fā)電場和小型水電站等。 三相異步電動機的基本工作原理和運行特性 基本工作原理三相異步電動機運行時的基本點此過程主要分為以下三個階段：定子繞組通入對稱的三相交流電，便在其中形成圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，從而產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場。14若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，該氣息磁場與轉(zhuǎn)子繞組有相對運動，便切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)自繞組產(chǎn)生電動勢。由于轉(zhuǎn)子電路是閉合的，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應的電流。轉(zhuǎn)子帶電導體在變化磁場中會受電磁力的作用，因此產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，這樣轉(zhuǎn)子便旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)數(shù)為 n，只要 n 小于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子導條與磁場仍有相對運動，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時相同方向的電動勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直至電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩平衡，才進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。 三相異步電動機的工作特性異步電動機的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動機的主要物理量轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)矩電流，效率，功率因數(shù)等隨輸出功率變化的關系曲線。圖 24 異步電動機的工作特性曲線（1）轉(zhuǎn)差率特性通常把同步轉(zhuǎn)速 n1 和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 二者之差與同步轉(zhuǎn)速 n1 的比值叫做轉(zhuǎn)差率，用 s 表示，即1n??它在用上式計算時，若令 0，則當 與 方向相同時， 0；否則， 0。1n1nnn它的大小能反映電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。隨著負載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，因此轉(zhuǎn)差率隨輸出功率增大而增大，因此它是一條上翹的曲線。（2）轉(zhuǎn)矩特性異步電動機的輸出轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn)矩曲線為一個上翹的曲線（近似直線） 。當用標幺值時， =1, 2NP==1,曲線通過此點。2NT=（3）電流特性 空載時電流很小，隨著負載電流增大，電機的輸入電流增大。15（4）效率特性根據(jù)效率的定義可得 pP????21?其中， 為電動機的總損耗， = 。p?p?admFeCu1空載時，輸出功率為 0，故效率也為 0。隨著負載增加，總損耗 增加較p?慢，則 上升較快，當負載增大到可變損耗與不變損耗相等時， 達到最高。? ?隨著負載繼續(xù)增大， 也將下降。（5）功率因數(shù)特性三相異步電動機運行時，必須從交流電網(wǎng)吸收滯后性無功功率來滿足勵磁和漏電抗的需要，因此 永遠小于 ， 提高，一般在額定1cos?1cos?負載附近達到最大值。若負載繼續(xù)增加，則轉(zhuǎn)差率較大，轉(zhuǎn)子回路阻抗角變大，開始下降。 1cos? 三相異步電動機的起動與調(diào)速 三相異步電動機的起動 三相異步電動機的啟動方式有全壓啟動和降壓啟動。（1）全壓起動將額定電壓直接加到定子繞組上，稱為直接起動。直接啟動時，啟動瞬間的轉(zhuǎn)數(shù)為 0，轉(zhuǎn)差率為 1，短路阻抗很小，因而起動電流很大，容易引起電機發(fā)熱影響其壽命。（2）降壓起動降壓啟動是指在啟動時，降低定子電壓，這就是降壓起動。下面介紹三種常用的降壓起動方法。1) 電抗器起動2) YΔ 降壓起動3) 自耦變壓器降壓起動 三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為： ??pfsns1160)(??16可知，可以從以下三個方面來調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速：1）改變轉(zhuǎn)差率 調(diào)速；s2）改變極對數(shù) 調(diào)速，稱為變極調(diào)速；p3）改變電動機供電電源頻率 調(diào)速，稱為變頻調(diào)速。1f17第 3 章 三相鼠籠式電動機電磁設計與方案調(diào)整本章詳細闡述 Y200L1—6 kW 異步電動機的設計，該電機為一般用途的鼠籠式全封閉自扇冷式三相異步電動機，定子繞組為銅線，絕緣等級為 B 級，其基本結構防護要求達到國家電工委員會外殼防護等級 IP44 的要求。滿足國內(nèi)標準，向某些國際表準及某些發(fā)達國家標準靠攏，貫徹“三化”——標準化、系列化及通用化的要求。 鼠籠式電動機電磁方案的設計 一、 額定數(shù)據(jù)及主要尺寸1．輸出功率 2P=3kW2 =3 kW2P2．外施相電壓 1U=220V1 =220 V1U3．功電流 KWI = =??*=4．效率 ??=? =??5．功率因數(shù) ??cos= =?cos6．極數(shù) p=2p =2p7．定子槽數(shù) 1Q=241 =241Q轉(zhuǎn)子槽數(shù) 2=202 =2028．定子每極槽數(shù)= =12pP1?4=121P轉(zhuǎn)子每極槽數(shù)= =10QP20=102PQ189．定、轉(zhuǎn)子沖片尺寸見右圖 8，圖 9單位（mm） 圖 8 定子沖片尺寸 圖 9 轉(zhuǎn)子尺寸10．極距 P?= =????24.*=?11．定子齒距 1t= =?.8=12．轉(zhuǎn)子齒距 2t= =???04.*=13．節(jié)距 y=12y =12y14．轉(zhuǎn)子斜槽寬 SKb= =1099525cmSKb15．每槽導體數(shù) 1Z=40 1 =401Z16．每相串聯(lián)導體數(shù) 1?Z= =32022amZQ???*32048=320?式中： =11 =11a17．繞組線規(guī)（估算）式中：導線并繞根數(shù)截面積 （ ）??1SN2m??????11aISN = =*6=??1SN定子電流初步估算值 /1I= =??????.定子電流密度 ??1查表得 =?1??12 =??119A/mm 218．槽滿率（1）槽面積 ??212SSRbRh?????= ???==（2）槽絕緣占面積 ?????????RhCSSii ?2 =（2*+ +）*==（3）槽有效面積 iSe?? ===（4）槽滿率= = =21?210*8576..4=絕緣厚度 iC= =導體絕緣后外 = =槽契厚度 hh= h=19．鐵心長 l鐵心有效長 無徑向通風道 glef2?? =20+*2 ==凈鐵心長 Fel無徑向通風道 lKlFe?? =*20=19=19cmFel鐵心壓裝系數(shù) ?FeK20．繞組系數(shù) 11pdp?? =*1==20（1）分布系數(shù)=2sin1??????????qKd 0si2????????==式中：=pmQq??143*2?=41q=151?? 5??（2）短距系數(shù)=1?????????90sin1?yKp 1pK式中：=11pQ? ??21．每相有效串聯(lián)導體數(shù)1dpdKZ????? =320* ==??32二、 磁路計算22．每極磁通 ???=*.5= Wb?式中： 11UEL??????????=.= V1E23．齒部截面積（1）定子 11PFeTQlbS??=**9== cm21TS（2）轉(zhuǎn)子 22PFeTlbS??=** 3== cm22TS2122PFeTQlbS???=** 3== cm2?2TS24．軛部截面積（1）定子 FeClhS???1=*= = cm21CS式中：定子軛部磁路計算高度 ?1Ch圓底槽 RhDhSiC31211????（2）轉(zhuǎn)子 FeClhS???2 = 2cS2m式中：轉(zhuǎn)子軛部磁路計算高度 ?2Ch=*= 平底槽 2223KRiCdhDh??? .?25．空氣隙面積 efpglS??? =* =230 =230 ?S2cm26．波幅系數(shù)= ?平 均最 大SF =27．定子齒磁密 11TSTB?**=14273 GS=14273 GS1TB2228．轉(zhuǎn)子齒磁密 22TSTFB??**=11679 GS 22TSTFB??**