【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。 繞線式三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)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(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 按轉(zhuǎn)速分類 按運(yùn)轉(zhuǎn)速度 根據(jù)電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn) 速度不同，可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。 調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無(wú)級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、 PWM 變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的 同步轉(zhuǎn)速 。 同步電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。 第二章 三相異步電機(jī)的概述 簡(jiǎn)單介紹 簡(jiǎn)單介紹 電機(jī) 的形式很多，但其工作原理都基于 電磁感應(yīng) 定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生 電磁功率 ，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。 三相異步電動(dòng)機(jī) 三相異步電機(jī)是感應(yīng)電機(jī)的一種， 定子 通入電流以后，部分磁通穿過(guò)短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒(méi)有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通電啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，即旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng) 與 轉(zhuǎn)子 存在相對(duì)轉(zhuǎn)速，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁 轉(zhuǎn)矩 ，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)能量變換。 工作原理 工作原理 當(dāng) 電動(dòng)機(jī) 的三 相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相 三相異步電機(jī)工作原理圖 同 . 當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流， “ 感應(yīng)電機(jī) ” 的名稱由此而來(lái)。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。 我們讓閉合線圈 ABCD 在磁場(chǎng) B 內(nèi)圍繞軸 xy 旋轉(zhuǎn)。如果沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 (法拉第定律 )。根據(jù)楞次定律，電流的方向?yàn)?:感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因。因此，每個(gè)導(dǎo)體承受相對(duì)于感應(yīng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向相反的洛侖茲力 F。 確定侮個(gè)導(dǎo)體力 F 方向的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是采用右手三手指定則 (磁場(chǎng)對(duì)電 流作用將拇指置于感應(yīng)磁場(chǎng)的方向，食指為力的方向。將中指置于感應(yīng)電流的方向。這樣一來(lái)，閉合線圈承受一定的轉(zhuǎn)矩，從而沿與感應(yīng)子磁場(chǎng)相同方向旋轉(zhuǎn)，該磁場(chǎng)稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。閉合線圈旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡了負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生 三組繞組問(wèn)彼此相差 120 度，每一組繞組都由三相交流電源中的一相供電 . 繞組與具有相同電相位移的交流電流相互交叉，每組產(chǎn)生一個(gè)交流正弦波磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)總是沿相同的軸，當(dāng)繞組的電流位于峰值時(shí)，磁場(chǎng)也位于峰值。每組繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)是兩個(gè)磁場(chǎng)以相反方向旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，這兩個(gè)磁場(chǎng)值都是恒定的，相當(dāng)于峰值磁場(chǎng) 的一半。此磁場(chǎng) .在供電期內(nèi)完成旋轉(zhuǎn)。其速度取決于電源頻率 (f)和磁極對(duì)數(shù) (P)。這稱作 “ 同步轉(zhuǎn)速 ” 轉(zhuǎn)差率 只有當(dāng)閉合線圈有感應(yīng)電流時(shí)，才存在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩由閉合線圈的電流確定，且只有當(dāng)環(huán)內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)才存在。因此，閉合線圈和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間必須有速度差。因而，遵照上述原理工作的電機(jī)被稱作 “ 異步電機(jī) ” 。同步轉(zhuǎn)速 (ns)和閉合線圈速度 (n)之問(wèn)的差值稱作 “ 轉(zhuǎn)差 ” ，用同步轉(zhuǎn)速的百分比表示。 s=[(nsn)/ ns] x 100% （ s為下標(biāo)）運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子電流頻率為電源頻率乘以轉(zhuǎn)差率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子 電流頻率處于最大值，等于定子電流頻率。 轉(zhuǎn)子電流頻率隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而逐步降低。處于恒穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)差率與電機(jī)負(fù)載有關(guān)系。它受電源電壓的影響，如果負(fù)載較低，則轉(zhuǎn)差率較小，如果電機(jī)供電電壓低于額定值，則轉(zhuǎn)差率增大。 同步轉(zhuǎn)速 三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與定子的對(duì)數(shù)成反比。 例如 :ns=60 f/p 式中 ns— 同步轉(zhuǎn)速，單位為 r/lmin f頻率，單位為 Hz, P 磁極對(duì)數(shù)給出了在 50Hz, 60Hz 以及 100Hz 工業(yè)頻率下，對(duì)應(yīng)于不同磁極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速。 實(shí)際上，即使電壓 .正確無(wú)誤，如果 供電頻率高于異步電機(jī)的額定頻率，一也未必能夠提高電機(jī)轉(zhuǎn)速。必須首先確定其機(jī)械和電氣容量。由于存在轉(zhuǎn)差率，帶負(fù)載的異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速稍稍低于表格中給出的同步轉(zhuǎn)速。改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 ,改變電源的相序即可實(shí)現(xiàn) ,即交換通入到電機(jī)的三相電壓接到電機(jī)端子中任意兩相就行。 因?yàn)槿喈惒诫姍C(jī)轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電流是由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會(huì)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步，更不會(huì)超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。如果三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速成大小相等，那么，磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體不能切割磁力線， 因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中也就不會(huì)受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。因而三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。但在 特殊運(yùn)行方式 下（如發(fā)電制動(dòng)），三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。 電機(jī)的參數(shù) 電機(jī)轉(zhuǎn)矩 對(duì)稱 3 相繞組通入對(duì)稱 3 相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)線切割轉(zhuǎn)子繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子 繞組中產(chǎn)生 e 和 i，轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)，轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械能量，帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來(lái)。 在交流電機(jī)中，當(dāng)定子繞組通過(guò)交流電流時(shí)，建立了電樞磁動(dòng)勢(shì)，它對(duì)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)行性能都有很大影響。所以三相交流繞組通入三相交流產(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和，從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。 該電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企 圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩疊加起來(lái)就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩。 電機(jī)轉(zhuǎn)速 在電機(jī)定子中通入 3 相交流電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速為 n0。不同的磁極對(duì)數(shù) p，在相同頻率 f=50Hz 的交流電作用下，會(huì)產(chǎn)生不同的同步轉(zhuǎn)速 n0， n0=60f/p。 電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，它和感應(yīng)電機(jī)基本上是相同的。 s=(nsn)/ns。 s 為轉(zhuǎn)差率， ns 為磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速， n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 啟動(dòng)與運(yùn)行 啟動(dòng)與運(yùn)行 (1)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源 (各相差 120 度電角度 )時(shí)，三相定子繞組流過(guò)三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)（定 子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)）并產(chǎn)生旋