电工学第六章电动机

电工学思维导图，包含三相异步电动机的工作原理、 三相异步电动机的基本结构、 三相异步电动机的铭牌数据、机械特性、 起动、 调速等。

第六章电动机

• 电机概述
  • 动力电机
    • 发电机
    • 电动机
  • 信号电机
• 三相异步电动机的工作原理
  • 旋转磁场的产生、方向和大小
    • 旋转磁场的产生﹣﹣多相电流通过多相绕组产生 定子三相绕组通入三相交流电 （星形联接）
    • 旋转磁场的旋转方向 任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。
    • 旋转磁场的极对数 P 当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场
    • 旋转磁场的转速
  • 工作原理
    • 电磁转矩的产生： 定子三相绕组通入三相交流电 方向：顺时针 切割转子导体 感应电流旋转磁场 电磁转矩 T
  • 转矩平衡
  • 工具传递
• 三相异步电动机的基本结构
  • 主要部件：
    • 定子（固定部分）
    • 转子（旋转部分）
      • 鼠笼实
      • 绕线试
  • 构成：由机座、定子铁心、定子绕组和端盖组成 作用：产生旋转磁场
  • 外形结构 (1）防护型：遮盖装置，能防止水滴、铁屑或其他杂物在与垂直方向成45度以内的角度落入电动机内部。水泵、鼓风机。 (2）封闭型：完全封闭，防灰、水土飞溅等。磨床、铣床和球磨机等。 (3）防爆型：严密的封闭结构，外壳机械强度较强，需能承受爆炸压力。矿山、化工车间等等。
• 三相异步电动机的铭牌数据
  • 1.型号
  • 2.额定转速
  • 3.联结方式：定子三相绕组的联结方法
  • 4．额定电压 UN : U =380 V 定子绕组在指定接法下应加的线电压． 说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5%。
  • 5．额定电流 IN 定子绕组在指定接法下的线电流。
  • 6．额定频率 50 Hz 电动机正常工作时，定子绕组所接交流电压的频率。
  • 7．额定功率 3 kW 额定功率指电机在额定运行时转轴上输出的功率。
  • 8．额定功率因数 0.76 注意：实用中应选择合适容量的电动机，应使它略大于或等于负载所需功率值，尽量避免用大容量的电动机带小的负载，即防止"大马"拉"小车"的现象。
  • 9．绝缘等级 绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时允许 的极限温度来分级的。 极限温度，是指电动机绝缘结构中最热点的最高允许温度。
• 三相异步电动机的机械特性
  • 固有特性
    • (1）额定状态：额定转矩 电动机在额定负载时的转矩。
    • (2）临界状态：最大转矩 TM 电机带动最大负载的能力。 转子轴上机械负载转矩T2不能大于 TM ，否则将因带不动负载而造成堵转（停车）.
    • (3）起动状态：起动转矩 T 电动机起动时的转矩。
    • (4)电动机的运行分析 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。 自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载）.
  • 人为特性
    • (1）定子电压U1变化对机械特性的影响
    • (2）转子电阻R2变化对机械特性的影响
  • 不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。 TT 硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。 软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩大，起动特性好。
• 三相异步电动机的起动
  • 起动性能
    • 选择起动方法要考虑的问题： (1）足够的起动转矩 (2）限制起动电流
  • 起动方法
    • 1．笼式异步电动机的起动
      • (1）直接起动（全压起动）直接起动是在起动时把电动机的定子绕组直接接入电网，所加电源电压等于电动机的额定电压． 特点：起动电流大，比额定值大4~7倍，但起动时间短；起动 优点：简单、方便、经济、起动过程快，多用于小型笼式异步电动机起动。
      • (2）降压起动 起动时降低定子绕组上的电压，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常。
        • a.降压起动法
        • b ．自耦变压器降压起动 起动时通过自耦变压器降低定子绕组上的电压，定子绕组联接方式不变。
        • 3.软启动器启动
    • 2．绕线式异步电动机的起动
      • (1）转子电路串电阻起动转子 起动时将适当的 Rs 串入转子绕组中，起动后将 短路
• 三相异步电动机的调速
  • 1、变频调速 f （无级调速
  • 2.变极调速（有级调速）
  • 3、变转差率调速（无级调速）
  • 4.变压调速