電動機的基本知識湖南鐵路科技課件

電動機的基本知識湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院城軌機電技術(shù)專業(yè)教研室7-2任務(wù)一認識三相異步電動機知識目標了解三相異步電動機在工農(nóng)業(yè)和日常生活中的典型應(yīng)用。熟悉三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)技能目標將三相異步電動機的定子繞組星形連接或三角形連接。應(yīng)用目標認識三相異步電動機的定子和轉(zhuǎn)子，讀懂三相異步電動機的銘牌電動機：是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的設(shè)備。

異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運行可靠、維護方便，應(yīng)用十分廣泛。異步電動機同步電動機電動機的分類按轉(zhuǎn)速的特點分按所接電源分三相電動機單相電動機直流電動機任務(wù)一認識三相異步電動機1、三相異步電動機的應(yīng)用（a）車床（b）卷揚機（c）收割機（d）鼓風機（e）離心式水泵（f）混凝土攪拌機2、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三相異步電動機定子（固定部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）風罩風扇后端蓋定子鐵心出線盒定子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵心前端蓋機座三相異步電動機的結(jié)構(gòu)（1）定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。定子是由鐵芯、定子繞組和機座組成。定子繞組：是電動機的電路部分，由三相對稱繞組組成，即U1-U2、V1-V2、W1-W2，定子繞組接成Y或Δ。定子繞組的Y和Δ連接定子機座：由鑄鋼或鑄鐵制成，作為電動機的支架（1）定子（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組：分為鼠籠式和繞線式鐵芯：由外周有槽的硅鋼片疊成。轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。(a)鼠籠式轉(zhuǎn)子

鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)短接，或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。銅條轉(zhuǎn)子鑄鋁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯(b)繞線式轉(zhuǎn)子

與定子繞組相似，在轉(zhuǎn)子鐵芯中放置三相繞組，并且接成星形。轉(zhuǎn)子的作用：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流。（3）氣隙

為了保證三相異步電動機的正常運轉(zhuǎn)，在定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙，氣隙的大小對三相異步電動機的性能影響極大。氣隙大，則磁阻大，由電源提供的勵磁電流大，使電動機運行的功率因素低；但氣隙過小，使裝配困難，容易造成運行中定子和轉(zhuǎn)子鐵芯相碰，一般三相異步電動機的氣隙控制在0.2mm～1.5mm。氣隙（4）附件

附件主要包括軸承、軸承端蓋和風扇等。軸承：用來連接轉(zhuǎn)動部分和固定部分。同時采用滾動軸承以減小摩擦阻力。軸承端蓋：主要用來保護軸承，使軸承內(nèi)潤滑脂不易溢出，并防止灰、砂等浸入潤滑脂內(nèi)。風扇：主要用于冷卻三相異步電動機。（5）電動機銘牌

型號：Y100L-2功率：3KW頻率：50Hz電壓：380V電流：6.4A接法：Y轉(zhuǎn)速：2680r/min絕緣等級：B工作方式：連續(xù)年月編號電機廠1、型號

Y100L－2Y系列異步機機座中心高度機座長度代號

2p=2→n0=3000r/min2、額定功率PN

PN=3kW電動機在額定運動時軸上輸出的機械功率PN，它不等于從電源吸取的電功率P1N。磁極數(shù)鼠籠式電機：在額定功率的75%左右效率最大（5）電動機銘牌

型號：Y100L-2功率：3KW頻率：50Hz電壓：380V電流：6.4A接法：Y功率因素：0.8轉(zhuǎn)速：2680r/min絕緣等級：B工作方式：連續(xù)年月編號電機廠4、額定電流IN

IN=6.4A→定子三相繞組的額定線電流5、額定功率因數(shù)λN=cos

N6、額定轉(zhuǎn)速nN：電動機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。3、額定電壓UN

UN=380V→定子三相繞組應(yīng)施加的線電壓（5）電動機銘牌

型號：Y100L-2功率：3KW頻率：50Hz電壓：380V電流：6.4A接法：Y功率因素：0.8轉(zhuǎn)速：2680r/min絕緣等級：B工作方式：連續(xù)年月編號電機廠7、溫升及絕緣等級

電動機運行時繞組溫度允許高出周圍環(huán)境溫度的數(shù)值8、工作方式溫升絕緣等級所用絕緣材料的耐熱等級(A/E/B/F/H)連續(xù)工作制（S1）短時工作制（S2）斷續(xù)周期工作制（S3）105℃180℃120℃130℃1.三相異步電動機的工作原理

在空間對稱（空間互差120°電度角）的三線繞組內(nèi)通入時間上對稱的三相電流（時間互差120°）后，在電機內(nèi)產(chǎn)生了空間旋轉(zhuǎn)磁場。

閉合的轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下感應(yīng)出感生電流，有電流流通的轉(zhuǎn)子繞組（導(dǎo)條）在磁場中受到力的作用從而使轉(zhuǎn)子隨旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動。任務(wù)二三相異步電動機工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生任務(wù)二三相異步電動機工作原理規(guī)定i＞0

首端流入，尾端流出。i＜0

尾端流入，首端流出。(?)電流出(

)電流入任務(wù)二三相異步電動機工作原理

三相電流合成磁

場的分布情況合成磁場方向向下600合成磁場旋轉(zhuǎn)60°合成磁場旋轉(zhuǎn)90°任務(wù)二三相異步電動機工作原理分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場是一旋轉(zhuǎn)的磁場

即：一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360°任務(wù)二三相異步電動機工作原理2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序旋轉(zhuǎn)磁場是沿著U1V1W1與三相繞組中的三相電流的相序i1、i2、i3一致U1U2V1V2W2W1任務(wù)二三相異步電動機工作原理結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進線，則旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。若任意調(diào)換兩根電源進線(電路如圖)600任務(wù)二三相異步電動機工作原理3.旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)

當三相定子繞組按圖示排列時，產(chǎn)生一對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場，即：旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)任務(wù)二三相異步電動機工作原理

若定子每相繞組由兩個線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°,將形成兩對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。任務(wù)二三相異步電動機工作原理p=2

若定子每相繞組由三個線圈串聯(lián)

,繞組的始端之間互差40°,將形成三對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。600極對數(shù)任務(wù)二三相異步電動機工作原理任務(wù)二三相異步電動機工作原理4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)P對磁極p123456n0/(r/min)30001500100075060050050Hz時,不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下f=任務(wù)二三相異步電動機工作原理2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理1.轉(zhuǎn)動原理定子三相繞組通入三相交流電

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則E20旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場左手定則電磁力F電磁轉(zhuǎn)矩Tn0n???轉(zhuǎn)子導(dǎo)體e(i)nFF方向:順時針任務(wù)二三相異步電動機工作原理2.轉(zhuǎn)差率

由前面分析可知，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即

旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。異步電動機如果:無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流

轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。任務(wù)二三相異步電動機工作原理轉(zhuǎn)差率s例：三相異步電動機定子繞組中的交流電頻率f=50Hz，額定轉(zhuǎn)速nN=1440r/min，試求電動機的磁極對數(shù)P和額定轉(zhuǎn)差率SN。解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1500r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為任務(wù)二三相異步電動機工作原理

電氣原理圖是用來表示電路中各電器元件的導(dǎo)電部件的連接關(guān)系和工作原理。它應(yīng)根據(jù)簡單、清晰的原則，采用電器元件展開的形式來繪制，而不按電器元件的實際位置來畫，也不反映電器元件的大小。其作用是為了分析電路的工作原理，指導(dǎo)控制系統(tǒng)或設(shè)備的安裝、調(diào)試與維修。第二章電氣原理圖一、

電氣原理圖原理圖（一）原理圖繪制原則

1.原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。主電路包括從電源到電動機的電路，是強電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖的左邊:控制電路是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸點等組成，用細線條畫在原理圖的右邊；2.控制電路一般是由開關(guān)、按鈕、信號指示、接觸器、繼電器的線圈和各種輔助觸點構(gòu)成，無論簡單或復(fù)雜的控制電路，一般均是由各種典型電路(如延時電路、聯(lián)鎖電路、順控電路等)組合而成，用以控制主電路中受控設(shè)備的“起動”、“運行”、“停止”使主電路中的設(shè)備按設(shè)計工藝的要求正常工作。第二章電氣原理圖3.電氣原理圖中，所有電氣元件的圖形、文字符號必須符合國家標準，QS刀開關(guān)、FU熔斷器、KM接觸器、KA中間繼電器、KT時間繼電器、KS速度繼電器、FR熱繼電器、SB按鈕、SQ行程開關(guān)等；4.采用電器元件展開圖的畫法:同一-電器元件的各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號標出。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字序號，如KM1、KM2等:5.所有電器的觸點都是按不通電、不受外力作用的斷、合狀態(tài)畫出;6.各電器元件的動作順序通常按從左到右、從上到下的規(guī)律排列，既可水平布置也可豎直布置；7.原理圖中，有直接電連接的交又導(dǎo)線，要用黑圓點標注在連接點上。第二章電氣原理圖第二章電氣原理圖原理圖

電氣布置安裝圖主要用來表明電氣設(shè)備上所有電機、電器的實際位置，為機械電氣在控制設(shè)備的制造、安裝、維護、維修提供必要的資料。布置圖根據(jù)設(shè)備的復(fù)雜程度或集中繪制在一張圖上或?qū)⒖刂乒衽c操作臺的電氣元件布置圖分別繪制。第二章電氣原理圖二、布置圖內(nèi)部元件布置圖面板元件布置圖（一）布置圖設(shè)計的原則

1.必須遵循相關(guān)國家標準設(shè)計和繪制電器元件布置圖。

2.相同類型的電器元件布置時，應(yīng)把體積較大和較重的安裝在控制柜或面板的下方。3.發(fā)熱的元器件應(yīng)該安裝在控制柜或面板的上方或后方，但熱繼電器一般安裝在接觸器的下面，以方便與電機和接觸器的連接。4.需要經(jīng)常維護、整定和檢修的電器元件、操作開關(guān)、監(jiān)視儀器儀表，其安裝位置應(yīng)高低適宜，以便工作人員操作。5.強電、弱電應(yīng)該分開走線，注意屏蔽層的連接，防止干擾的竄入。6.電器元器件的布置應(yīng)考慮安裝間隙，并盡可能做到整齊、美觀。第二章電氣原理圖

電氣安裝接線圖是為進行裝置、設(shè)備或成套裝置的布線提供各個安裝接線圖項目之間電氣連接提供詳細信息，包括連接關(guān)系，線纜種類和敷設(shè)線路。按照電氣元件的實際位置和實際接線繪制，繪制應(yīng)根據(jù)電氣元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟等原則來安排。第二章電氣原理圖三、接線圖接線圖（一）接線圖遵循的原則1.必須遵循相關(guān)國家標準繪制電氣安裝接線圖。2.各電器元器件的位置、文字符號必須和電氣