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知识点13.5 三相异步电动机的使用
首先来看电动机的铭牌数据
这是一个电动机的一个名牌
其中最主要的数据一个是型号
从这个型号里面我们最需要了解的
就是它的极对数—4 表明它的极数是4
所以我们可以断定该电动机是
一个两对极的三相异步电动机
同步转速为1500转/分
转速是指电动机的转速n
例如转速n等于1440r/min
可以断定它的同步转速为1500转/分
转差率为0.04
电动机的联接方式
电动机作为三相负载有星形接法和三角接法两种
它的接线盒有6个接线柱
分别是三相定子绕组的首
是相应的这个绕组的尾
电动机的定子绕组采用星形接法的时候
它的连接方式是把接线盒下边的连在一起
在采用三角形接法的时候
是要将三相绕组的首尾相接
因此在接线的时候只需要把接线盒的
上下接线柱连接在一起
再引线到三相电源的ABC相即可
三相异步电动机的额定电压
是指定子绕组在指定接法下应加的线电压
例如380/220V Y/Δ
该项参数是指当线电压是380V的时候
定子绕组要采用星形接法
当线电压是220V的时候
定子绕组要采用三角形接法
电动机工作的时候
电压的变化不超过额定电压的±5%
下面讨论一下电源电压波动对电动机的影响
当电源电压增加的时候电动机的电流会增加
因为电动机在工作的时候
它的工作点靠近铁芯的饱和区
因此当电源电压增加的时候
φ虽然增加的不多但是电流会有很大的增加
当三相电源的电压降低的时候
电动机的电流也会增加
主要的原因是当电源的电压减小的时候
我们从它的特性曲线上可以知道
转速会减小
转速减小的话那么在转子里
产生的感应电动势和感应电流就会增加
那么这个电流的增加比那个电源的减小
引起的电流减小要大得多
所以它表现出来的电动机的电流会增加
所以当电压降低比较多的时候
这个电动机也会烧掉
因此电动机在工作的时候
对电压的要求是比较高的
不允许超过它额定值的±5%
电动机的额定电流是指
定子绕组在指定接法下的线电流
例如 Δ/Y 电流11.2A/6.48A
是指在定子绕组采用三角接法的时候
它的线电流是11.2
当它的定子绕组是采用星形接法的时候
它的线电流是6.48
电动机的额定功率是指
电动机在额定条件下运行的时候
从转轴上输出的功率
不等于从电源吸收的功率
电动机从电源吸收的功率
可以通过它的额定参数来计算
笼型三相异步电动机的效率在72%到93%之间
功率因数cosφ
电动机在额定负载的时候
功率因数在0.7到0.9之间
空载的时候功率因数是在0.2-0.3之间
因此我们在选用电动机的时候
一定要选择容量合适的电动机
防止大马拉小车的现象
三相异步机的起动
首先来看三相异步电动机的启动电流
三相异步电动机在启动的时候转速n=0
因此在启动的时候
转子与旋转磁场的相对速度很大
在转子绕组中会产生
很大的感应电流和感应电动势
因此启动电流很大
那么中小型笼型电动机
起动电流为额定电流的5到7倍
启动电流大会造成的主要危害
一个是对频繁启动的电动机
会造成热量的积累烧毁电机
启动时的大电流会使电网电压降低
会影响其它负载的工作尤其是电动机负载
减小启动电流的方法
一种是采用降压启动
减小旋转磁场强度以减小感应电动势和感应电流
第二种方法是增大转子电阻以减小转子电流
三相异步机的起动的方法
对于小型的电动机可以采用直接启动的方法
对于中型大型的电动机通常采用的方法有
降压启动和转子串电阻启动
我们重点介绍一下降压启动中的Y/Δ启动
和转子串电阻启动
Y/Δ启动是当电动机正常工作的时候
定子绕组采用三角接法
那么在启动的时候可以将定子绕组采用星形接法
以减小负载的启动电压
当采用星三角启动的时候
每相负载启动的电压为电源的相电压
假定电动机定子绕组的每一项阻抗为Z
那么在启动的时候如果是采用三角接法
所以采用星形接法的启动电流
是采用三角接法的启动电流的1/3
采用Y/Δ启动的时候电动机的起动转矩
根据电动机的转矩公式
它的起动转矩是和电压的平方成正比
因此在采用星形接法的时候
它的起动转矩是三角接法的转距的1/3
因此Y/Δ启动在使用的时候
要求电动机在工作的时候绕组是采用三角形接法
第二个要求电动机在启动的时候
必须是空载或者是轻载启动
转子串电阻启动适用于绕线型的三相异步电动机
在启动的时候可以串电阻
当启动完成后将电阻短路
转子串电阻启动会增大电动机的启动转距
所以转子串电阻启动可以带载启动
转子串电阻启动适于线绕式的电动机起动
转子串电阻既可以降低起动电流
又可以增加它的启动转距
因此转子串电阻启动可以带载启动
三相异步电动机的正反转
将和三相电源相接的任意两相互换位置
就可以改变三相异步电动机的转向
三相异步电动机的制动方式
一种是抱闸 这是一个示意图
在工作的时候线圈通电
杠杆右边受向下的磁场力弹簧拉伸
杠杆左边受力向上抱闸松开
电动机正常的工作
当电动机停车的时候线圈断电弹簧恢复原位
杠杆左边受向下的力抱闸压紧转子
产生阻力矩使电机能很快停下
第二种制动方式反接制动
停车的时候先将电动机接电源的任意两相交换
这样旋转磁场方向和电磁转矩的方向
与电动机转动的方向相反电动机制动
在采用反接制动的时候需要注意
电动机转速下降后应及时断电
二是在制动的时候由于旋转磁场与转子的线圈
相对运动的速度近似的是旋转磁场转速的两倍
因此会在转子绕组中产生
非常大的感应电动势和感应电流
因此在采用反接制动的时候
需要在转子或者定子回路中串电阻限流
第三种制动方式是能耗制动
在停车的时候断开三相交流电源
接入直流电源以产生制动转矩
假定直流电源产生的磁场向下
转子是顺时针旋转
在转子绕组中会产生感应电动势
用右手定则可以判断
产生的感应电动势和感应电流的方向
然后用左手定则来判断转子绕组中
产生感应电流以后产生的磁场力的方向
可以判定产生的电磁转矩的方向
和电动机的转动方向相反起到制动的作用
发电回馈制动
当三相异步电动机的转速超过同步转速的时候
电磁转矩则成为制动转矩
例如起重机在起吊重物下降的时候
作用在电动机转子上的两个力矩
重物的重量产生的力矩始终为驱动力矩
作用在转子上电磁转矩的方向
取决于转子与旋转磁场的相对转速
起重机的工作的时候它的工作情况
在刚刚启动的时候
因此重力矩和电磁转距都为驱动转矩转速增加
因此这种制动的方式称作是发电回馈制动
三相异步电动机的调速
从转速的公式来看
可以调节三个变量来调节三相异步电动机的速度
电源的频率 极对数和转差率
改变极对数的调速方式称作为有级调速
当改变极对数的时候
三相异步电动机的转速是断续调速
所以这种调速方式称作是有级调速
第二种调速方式为调转差率调速
绕线型的三相异步电动机
可以通过给转子绕组外接电阻来改变转差率
图中所示为绕线型的三相异步电动机的
机械特性曲线
当串入的电阻可以连续调节的时候
这种调速方式属于无级调速
就是在一定的范围内连续的变化
第三种调速方式叫变频调速
改变电源的频率来调速
把50Hz的正弦交流电通过变频电源转换成直流
然后再转换成频率和电压可调的交流电源
这种调速方式称作是变频调速
变频调速的范围比较大
可以是基准速度的5%到200%
-1.1 电路变量及方向
--作业
-1.2 基尔霍夫定律
--作业
-1.3 电路元件
--作业
-1.4 两种电源的等效互换
--作业
-1.5 支路电流法
--作业
-1.6 节点电位法
--作业
-2.1 叠加定理
--作业
-2.2 等效电源定理之戴维宁定理
--作业
-2.3 等效电源定理之诺顿定理
--作业
-2.4 含受控源电路的分析方法
--作业
-3.1 SPICE电路文件
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.1 SPICE电路文件
-3.2 元件语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.2 元件语句
-3.3 直流分析与输出语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.3 直流分析与输出语句
-3.4 子电路与模型语句
-3.5 Aim-spice使用方法
-4.1 正弦交流电路的概念
-第4讲 正弦交流电路基础--4.1 正弦交流电路的概念
-4.2 正弦量的相量表示法
-第4讲 正弦交流电路基础--4.2 正弦量的相量表示法
-4.3 纯电阻交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.3 纯电阻交流电路
-4.4 纯电感交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.4 纯电感交流电路
-4.5 纯电容交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.5 纯电容交流电路
-5.1 RLC串联的交流电路
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.1RLC串联的交流电路
-5.2 交流电路的一般分析方法
-第5讲正弦交流电路的分析方法--5.2交流电路的一般分析方法
-5.3 功率因数的提高
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.3 功率因数的提高
-5.4正弦信号源与.tran分析语句
-第5讲--5.4正弦信号源与.tran分析语句
-6.1 串联谐振
--作业
-6.2 并联谐振
--作业
-6.3 电路的频率特性
--作业
-6.4 ac交流扫描分析语句及其应用
--作业
-6.5 RLC电路的串联谐振实验
--6.5Video
-7.1 三相交流电源
-第7讲 三相交流电路--7.1 三相交流电源
-7.2 负载星形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.2 负载星形连接的三相电路分析
-7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-7.4 三相电路功率
-第7讲 三相交流电路--7.4 三相电路功率
-7.5 安全用电常识
-7.6 用SPICE分析三相电路
-第7讲 三相交流电路--7.6 用SPICE分析三相电路
-7.7 三相电路实验
--Video
-8.1 非正弦周期交流信号的分解
--作业
-8.2 非正弦周期交流电路的分析计算
--作业
-8.3 有效值和平均功率
--作业
-8.4 用Spice分析非正弦交流电路
--作业
-9.1 换路定理与初始值的确定
--作业
-9.2 过渡过程的经典分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.2 过渡过程的经典分析方法
-9.3过渡过程的三要素分析法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.3过渡过程的三要素分析法
-9.4 过渡过程的叠加分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.4 过渡过程的叠加分析方法
-10.1 微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-第10讲--10.1微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-10.2 含有多个储能元件的一阶电路
-第10讲--10.2含有多个储能元件的一阶电路
-10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-第10讲 --10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-10.5 RC电路的过渡过程
--Video
-11.1 磁场的物理量与磁性材料
-第11讲 磁路与变压器--11.1 磁场的物理量与磁性材料
-11.2 安培环路定律和磁路的欧姆定律
-第11讲磁路与变压器--11.2安培环路定律和磁路的欧姆定律
-11.3 交流铁芯线圈
-第11讲 磁路与变压器--11.3 交流铁芯线圈
-11.4 变压器的结果与工作原理
-第11讲 磁路与变压器--11.4 变压器的结果与工作原理
-11.5 变压器的额定值及特殊变压器
-第11讲 磁路与变压器--11.5变压器的额定值及特殊变压器
-11.6 用SPICE分析变压器电路
-第11讲 磁路与变压器--11.6用SPICE分析变压器电路
-12.1 Multisim主要窗口组件
-第12讲--12.1 Multisim主要窗口组件
-12.2 电路图的编辑与测试
-第12讲 --12.2电路图的编辑与测试
-12.3 元件库
--12.3
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.3 元件库
-12.4 测试仪表
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.4 测试仪表
-12.5 Multisim的分析功能
-第12讲 --12.5 Multisim的分析功能
-12.6 用Multisim分析电路举例
-13.1 预备知识
-第13讲 电动机--13.1 预备知识
-13.2 异步电动机的转动原理
-第13讲 电动机--13.2 异步电动机的转动原理
-13.3 三相异步电动机的结构和工作原理
--作业
-13.4 三相异步电动机的机械特性
-第13讲 电动机--13.4 三相异步电动机的机械特性
-13.5 三相异步电动机的使用
-第13讲 电动机--13.5 三相异步电动机的使用
-13.6 单相异步电动机简介
-14.1 常用低压电器
-14.2 电动机的启-保-停控制及电机的保护
--作业
-14.3 基本控制环节
--作业
-14.4 综合举例
--Video
-14.5 继电器-接触器控制系统实验
--Video
-15.1 可编程控制器的组成与工作原理
--作业
-15.2 S7-200 PLC程序设计基础
--作业
-15.3 位逻辑指令
--作业
-15.4 定时器指令与计数器指令
--作业
--第十五讲讲义
-16.1 小型PLC控制系统的设计方法
-第16讲--16.1小型PLC控制系统的设计方法
-16.2 顺序功能图
-第16讲 可编程控制器之二--16.2 顺序功能图
-16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-第16讲--16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-16.4 Step7-Microwin的窗口组成
-16.5 Step7-Microwin使用举例
-期末考试--电工技术期末考试
