【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，再使電動(dòng)機(jī)承受額定電壓，可限制起動(dòng)電流。1) YΔ 降壓起動(dòng) 2) 自耦變壓器降壓起動(dòng)3) 電阻降壓或電抗降壓起動(dòng)4) 延邊三角形降壓起動(dòng)（3）軟起動(dòng) 軟起動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)(鼠籠式) 定子回路串入有限流作用的電力器件來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)。通過(guò)這種方法降低起動(dòng)電流。軟起動(dòng)是采用軟件控制方式來(lái)平滑起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，一方面在控制方式上以軟件控制強(qiáng)電，另一方面在控制結(jié)果上將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性由“硬”平滑變?yōu)椤败洝?。軟起?dòng)過(guò)程中產(chǎn)生高次諧波，對(duì)周邊環(huán)境要求比較高，同時(shí)起動(dòng)設(shè)備投資非常大；但它起動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊電流，可保持平滑起動(dòng)，并且可根據(jù)負(fù)載情況實(shí)現(xiàn)自由無(wú)級(jí)的起動(dòng)。軟起動(dòng)方式： ○ 1液阻式軟起動(dòng) 磁控式軟起動(dòng) 智能式軟起動(dòng)?！?2 ○ 3 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為： ??spfn??160從上式可見(jiàn)，改變供電頻率 f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)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(dòng)機(jī)的調(diào)速主要有三種方法.變極調(diào)速 ，異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： 。當(dāng)轉(zhuǎn)差率 S 變化不大時(shí)，n 近似正??spfn??160比于頻率 ，可見(jiàn)改變電源頻率就可改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。常用的異步電1f動(dòng)機(jī)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(jī)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(shí)，有 。TeN?，（2） 恒功率變頻調(diào)速。電機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)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(jí)調(diào)速，機(jī)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(yīng)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)和額定參數(shù)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)、基準(zhǔn)值和額定參數(shù)。性能指標(biāo) 基準(zhǔn)值 額定參數(shù)與標(biāo)么值額定功率 電壓基準(zhǔn)值：額定相電 UN? 效率額定電壓 電流基準(zhǔn)值：每相功電流 IKW 功率因數(shù)額定頻率 功率基準(zhǔn)值：額定功率 PN 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)額定轉(zhuǎn)速 阻抗基準(zhǔn)值： ZKW=UN?/IKW 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)值：額定轉(zhuǎn)矩 TN 起動(dòng)過(guò)程中的最小轉(zhuǎn)矩11繞組和鐵心溫升起動(dòng)電流倍數(shù)12第 2 章 三相異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 電機(jī)的分類(lèi)電機(jī)是指電磁感應(yīng)作用而運(yùn)行的電氣設(shè)備，用于機(jī)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(hào)的傳遞與轉(zhuǎn)換。電機(jī)的用途廣泛，種類(lèi)很多，按照電機(jī)在應(yīng)用中的能量轉(zhuǎn)換功能來(lái)分，可分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變換器以及控制電機(jī)等。按所應(yīng)用的電流種類(lèi)，又可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。按照運(yùn)動(dòng)方式來(lái)分，可分為靜止設(shè)備和旋轉(zhuǎn)設(shè)備，前者為變壓器，后者包括直流電機(jī)、異步電機(jī)和同步電機(jī)。 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途異步電動(dòng)機(jī)也稱(chēng)感應(yīng)電機(jī)，與其他電動(dòng)機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、使用方便、運(yùn)行可靠、易于制造和維修、價(jià)格低廉并有適用于多種機(jī)械負(fù)載的工作特性。其缺點(diǎn)是調(diào)速性能差，功率因數(shù)低。下面介紹下三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行特性等。 異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)（1）固定部分有定子繞組、定子鐵心、機(jī)殼、端蓋、風(fēng)罩。定子繞組是電動(dòng)機(jī)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(jié)起來(lái)構(gòu)成。定子繞組在交變 4 的磁場(chǎng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過(guò)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(jī)磁路的一部分，通常是用軋成厚 或 毫米的硅鋼片疊成的。機(jī)殼是用來(lái)支撐定子鐵心和電動(dòng)機(jī)端蓋。端蓋是用來(lái)支撐電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分（一般指轉(zhuǎn)子） 。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)部分有轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子鼠籠、轉(zhuǎn)軸、起動(dòng)開(kāi)關(guān)、軸承、風(fēng)葉。轉(zhuǎn)子鐵心是整個(gè)電動(dòng)機(jī)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(chǎng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、流過(guò)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(jié)構(gòu)部分。軸承主要是連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不動(dòng)部分。風(fēng)葉主要是冷卻電動(dòng)機(jī)。13圖 21 鼠籠轉(zhuǎn)子（3）其他部分有出線盒、銘牌、起動(dòng)或工作電容器。（4）三相異步電動(dòng)機(jī)的總結(jié)構(gòu)圖圖 22 封閉式三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)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(jī)座；10—后端蓋；11—風(fēng)罩；12—風(fēng)扇 異步電動(dòng)機(jī)用途異步電機(jī)主要作用作電動(dòng)機(jī)，其功率范圍從幾瓦到上萬(wàn)千瓦，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)，為多種機(jī)械設(shè)備和家用電器提供動(dòng)力。例如機(jī)床、中小型軋鋼設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵、輕工機(jī)械，冶金和礦山機(jī)械等，大都采用三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器等家用電器中則廣泛使用單相異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)，用于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和小型水電站等。 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理和運(yùn)行特性 基本工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的基本點(diǎn)此過(guò)程主要分為以下三個(gè)階段：定子繞組通入對(duì)稱(chēng)的三相交流電，便在其中形成圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。14若轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，該氣息磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，便切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)自繞組產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。由于轉(zhuǎn)子電路是閉合的，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的電流。轉(zhuǎn)子帶電導(dǎo)體在變化磁場(chǎng)中會(huì)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(lái)，轉(zhuǎn)數(shù)為 n，只要 n 小于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與磁場(chǎng)仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)相同方向的電動(dòng)勢(shì)、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(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，才進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)機(jī)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(guān)系曲線。圖 24 異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(jì)算時(shí)，若令 0，則當(dāng) 與 方向相同時(shí)， 0；否則， 0。1n1nnn它的大小能反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。隨著負(fù)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(dòng)機(jī)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(gè)上翹的曲線（近似直線） 。當(dāng)用標(biāo)幺值時(shí)， =1, 2NP==1,曲線通過(guò)此點(diǎn)。2NT=（3）電流特性 空載時(shí)電流很小，隨著負(fù)載電流增大，電機(jī)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(dòng)機(jī)的總損耗， = 。p?p?admFeCu1空載時(shí)，輸出功率為 0，故效率也為 0。隨著負(fù)載增加，總損耗 增加較p?慢，則 上升較快，當(dāng)負(fù)載增大到可變損耗與不變損耗相等時(shí)， 達(dá)到最高。? ?隨著負(fù)載繼續(xù)增大， 也將下降。（5）功率因數(shù)特性三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從交流電網(wǎng)吸收滯后性無(wú)功功率來(lái)滿足勵(lì)磁和漏電抗的需要，因此 永遠(yuǎn)小于 ， 提高，一般在額定1cos?1cos?負(fù)載附近達(dá)到最大值。若負(fù)載繼續(xù)增加，則轉(zhuǎn)差率較大，轉(zhuǎn)子回路阻抗角變大，開(kāi)始下降。 1cos? 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式有全壓?jiǎn)?dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)。（1）全壓起動(dòng)將額定電壓直接加到定子繞組上，稱(chēng)為直接起動(dòng)。直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)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(dòng)電流很大，容易引起電機(jī)發(fā)熱影響其壽命。（2）降壓起動(dòng)降壓?jiǎn)?dòng)是指在啟動(dòng)時(shí)，降低定子電壓，這就是降壓起動(dòng)。下面介紹三種常用的降壓起動(dòng)方法。1) 電抗器起動(dòng)2) YΔ 降壓起動(dòng)3) 自耦變壓器降壓起動(dòng) 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為： ??pfsns1160)(??16可知，可以從以下三個(gè)方面來(lái)調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：1）改變轉(zhuǎn)差率 調(diào)速；s2）改變極對(duì)數(shù) 調(diào)速，稱(chēng)為變極調(diào)速；p3）改變電動(dòng)機(jī)供電電源頻率 調(diào)速，稱(chēng)為變頻調(diào)速。1f17第 3 章 三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)與方案調(diào)整本章詳細(xì)闡述 Y200L1—6 kW 異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，該電機(jī)為一般用途的鼠籠式全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組為銅線，絕緣等級(jí)為 B 級(jí)，其基本結(jié)構(gòu)防護(hù)要求達(dá)到國(guó)家電工委員會(huì)外殼防護(hù)等級(jí) IP44 的要求。滿足國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，向某些國(guó)際表準(zhǔn)及某些發(fā)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)靠攏，貫徹“三化”——標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的要求。 鼠籠式電動(dòng)機(jī)電磁方案的設(shè)計(jì) 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(jiàn)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(dǎo)體數(shù) 1Z=40 1 =401Z16．每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù) 1?Z= =32022amZQ???*32048=320?式中： =11 =11a17．繞組線規(guī)（估算）式中：導(dǎo)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(dǎo)體絕緣后外 = =槽契厚度 hh= h=19．鐵心長(zhǎng) l鐵心有效長(zhǎng) 無(wú)徑向通風(fēng)道 glef2?? =20+*2 ==凈鐵心長(zhǎng) Fel無(wú)徑向通風(fēng)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(dǎo)體數(shù)1dpdKZ????? =320* ==??32二、 磁路計(jì)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(jì)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(jì)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??**