電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)湖南鐵路科技課件

電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院城軌機(jī)電技術(shù)專(zhuān)業(yè)教研室7-2任務(wù)一認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)知識(shí)目標(biāo)了解三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)技能目標(biāo)將三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組星形連接或三角形連接。應(yīng)用目標(biāo)認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子，讀懂三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌電動(dòng)機(jī)：是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備。

異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，應(yīng)用十分廣泛。異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的分類(lèi)按轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)分按所接電源分三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)任務(wù)一認(rèn)識(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)1、三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用（a）車(chē)床（b）卷?yè)P(yáng)機(jī)（c）收割機(jī)（d）鼓風(fēng)機(jī)（e）離心式水泵（f）混凝土攪拌機(jī)2、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)定子（固定部分）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）風(fēng)罩風(fēng)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(jī)座三相異步電動(dòng)機(jī)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(jī)座組成。定子繞組：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，由三相對(duì)稱(chēng)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(jī)座：由鑄鋼或鑄鐵制成，作為電動(dòng)機(jī)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(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。（3）氣隙

為了保證三相異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙，氣隙的大小對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的性能影響極大。氣隙大，則磁阻大，由電源提供的勵(lì)磁電流大，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的功率因素低；但氣隙過(guò)小，使裝配困難，容易造成運(yùn)行中定子和轉(zhuǎn)子鐵芯相碰，一般三相異步電動(dòng)機(jī)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(fēng)扇等。軸承：用來(lái)連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分。同時(shí)采用滾動(dòng)軸承以減小摩擦阻力。軸承端蓋：主要用來(lái)保護(hù)軸承，使軸承內(nèi)潤(rùn)滑脂不易溢出，并防止灰、砂等浸入潤(rùn)滑脂內(nèi)。風(fēng)扇：主要用于冷卻三相異步電動(dòng)機(jī)。（5）電動(dòng)機(jī)銘牌

型號(hào)：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(jí)：B工作方式：連續(xù)年月編號(hào)電機(jī)廠1、型號(hào)

Y100L－2Y系列異步機(jī)機(jī)座中心高度機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)

2p=2→n0=3000r/min2、額定功率PN

PN=3kW電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)動(dòng)時(shí)軸上輸出的機(jī)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(jī)：在額定功率的75%左右效率最大（5）電動(dòng)機(jī)銘牌

型號(hào)：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(jí)：B工作方式：連續(xù)年月編號(hào)電機(jī)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(dòng)機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)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(dòng)機(jī)銘牌

型號(hào)：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(jí)：B工作方式：連續(xù)年月編號(hào)電機(jī)廠7、溫升及絕緣等級(jí)

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)繞組溫度允許高出周?chē)h(huán)境溫度的數(shù)值8、工作方式溫升絕緣等級(jí)所用絕緣材料的耐熱等級(jí)(A/E/B/F/H)連續(xù)工作制（S1）短時(shí)工作制（S2）斷續(xù)周期工作制（S3）105℃180℃120℃130℃1.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

在空間對(duì)稱(chēng)（空間互差120°電度角）的三線繞組內(nèi)通入時(shí)間上對(duì)稱(chēng)的三相電流（時(shí)間互差120°）后，在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生了空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

閉合的轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(chǎng)中受到力的作用從而使轉(zhuǎn)子隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)。任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)工作原理

三相電流合成磁

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

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)工作原理結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。若任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)600任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)

當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)工作原理

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

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

若定子每相繞組由三個(gè)線圈串聯(lián)

,繞組的始端之間互差40°,將形成三對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。600極對(duì)數(shù)任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P對(duì)磁極p123456n0/(r/min)30001500100075060050050Hz時(shí),不同極對(duì)數(shù)時(shí)的同步轉(zhuǎn)速如下f=任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.轉(zhuǎn)動(dòng)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(chǎng)感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(shí)針任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理2.轉(zhuǎn)差率

由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流

轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理轉(zhuǎn)差率s例：三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)P和額定轉(zhuǎn)差率SN。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)工作原理

電氣原理圖是用來(lái)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(jiǎn)單、清晰的原則，采用電器元件展開(kāi)的形式來(lái)繪制，而不按電器元件的實(shí)際位置來(lái)畫(huà)，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(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的部分，用粗線條畫(huà)在原理圖的左邊:控制電路是通過(guò)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(diǎn)等組成，用細(xì)線條畫(huà)在原理圖的右邊；2.控制電路一般是由開(kāi)關(guān)、按鈕、信號(hào)指示、接觸器、繼電器的線圈和各種輔助觸點(diǎn)構(gòu)成，無(wú)論簡(jiǎn)單或復(fù)雜的控制電路，一般均是由各種典型電路(如延時(shí)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(dòng)”、“運(yùn)行”、“停止”使主電路中的設(shè)備按設(shè)計(jì)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(hào)必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，QS刀開(kāi)關(guān)、FU熔斷器、KM接觸器、KA中間繼電器、KT時(shí)間繼電器、KS速度繼電器、FR熱繼電器、SB按鈕、SQ行程開(kāi)關(guān)等；4.采用電器元件展開(kāi)圖的畫(huà)法:同一-電器元件的各部件可以不畫(huà)在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。若有多個(gè)同一種類(lèi)的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)，如KM1、KM2等:5.所有電器的觸點(diǎn)都是按不通電、不受外力作用的斷、合狀態(tài)畫(huà)出;6.各電器元件的動(dòng)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(diǎn)標(biāo)注在連接點(diǎn)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(lái)表明電氣設(shè)備上所有電機(jī)、電器的實(shí)際位置，為機(jī)械電氣在控制設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)、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(tái)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(jì)的原則

1.必須遵循相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和繪制電器元件布置圖。

2.相同類(lèi)型的電器元件布置時(shí)，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(jī)和接觸器的連接。4.需要經(jīng)常維護(hù)、整定和檢修的電器元件、操作開(kāi)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(qiáng)電、弱電應(yīng)該分開(kāi)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(jìn)行裝置、設(shè)備或成套裝置的布線提供各個(gè)安裝接線圖項(xiàng)目之間電氣連接提供詳細(xì)信息，包括連接關(guān)系，線纜種類(lèi)和敷設(shè)線路。按照電氣元件的實(shí)際位置和實(shí)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(jì)等原則來(lái)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣安裝接線圖。2.各電器元器件的位置、文字符號(hào)必須和電氣