項目2三相交流異步電動機(jī)參數(shù)和工作特性的測試任務(wù)2.1三相交流異步電動機(jī)的拆裝任務(wù)2.2三相交流異步電動機(jī)參數(shù)的測試任務(wù)2.3三相交流異步電動機(jī)工作特性的測定任務(wù)2.1三相交流異步電動機(jī)的拆裝任務(wù)導(dǎo)入對于電機(jī)拖動系統(tǒng)的重要組成部分三相交流電動機(jī)來說，應(yīng)用的種類繁多，但他們的基本結(jié)構(gòu)和基本原理是相似的。通過本次任務(wù),即三相交流異步電動機(jī)的拆裝，能夠達(dá)到掌握三相交流異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的目的。2.1.1概述交流旋轉(zhuǎn)電動機(jī)主要分為同步電機(jī)和異步電機(jī)兩類。同步電機(jī)主要用做發(fā)電機(jī)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中所用的交流電能，幾乎全是由同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。異步電機(jī)的定子繞組接上電源以后，由電源供給勵磁電流，建立磁場，依靠電磁感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組感生電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。因其轉(zhuǎn)子電流是由電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的，因而也稱為感應(yīng)電機(jī)，是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的一種交流電機(jī)。

交流電機(jī)包括同步電機(jī)和異步電機(jī)，兩者都既可以用作發(fā)電機(jī)，也可以用作電動機(jī)。同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用較多，現(xiàn)在世界上工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中事業(yè)的交流電能幾乎全部是同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的。

異步電機(jī)主要用作電動機(jī)，拖動各種生產(chǎn)機(jī)械，用于各行各業(yè)。異步電動機(jī)是電力系統(tǒng)的主要負(fù)載。2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類1.異步電動機(jī)的用途異步電機(jī)主要用作電動機(jī)，去拖動各種生產(chǎn)機(jī)械。

例如：風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、機(jī)床、輕工及礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的脫粒機(jī)和粉碎機(jī)、農(nóng)副產(chǎn)品中的加工機(jī)械等等。2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類

在民用生活中，電扇、洗衣機(jī)、電冰箱和空調(diào)器等一般由單相異步電動機(jī)來拖動。2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類

異步電動機(jī)的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高和具有適用的工作特征。異步電動機(jī)的缺點:功率因數(shù)較差。異步電動機(jī)運行時，必須從電網(wǎng)里吸收落后性的無功功率，它的功率因數(shù)總是小于１。2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類

異步電動機(jī)運行時，定子繞組接到交流電源上，轉(zhuǎn)子繞組自身短路，由于電磁感應(yīng)的關(guān)系，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電動勢、電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以，異步電動機(jī)又叫感應(yīng)電機(jī)。異步電動機(jī)的種類很多，從不同角度看，有不同的分類法:（1）按定子相數(shù)分有①單相異步電動機(jī)；②兩相異步電動機(jī)；③三相異步電動機(jī)。（2）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分有①繞線式異步電動機(jī)；②鼠籠式異步電動機(jī)。后者又包括單鼠籠異步電動機(jī)、雙鼠籠異步電動機(jī)和深槽式異步電動機(jī)。此外，根據(jù)電機(jī)定子繞組上所加電壓的大小，又有高壓異步電動機(jī)、低壓異步電動機(jī)之分。從其它角度看，還有高起動轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)、高轉(zhuǎn)差率異步電機(jī)、高轉(zhuǎn)速異步電機(jī)等等。2.異步電動機(jī)的分類2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類按定子繞組供電電源相數(shù)按轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)單相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)兩相異步電動機(jī)異步電機(jī)鼠籠式異步電動機(jī)繞線式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，堅固，成本低，運行性能不如繞線式通過外串電阻改善電機(jī)的起動、調(diào)速等性能2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類按定子相數(shù)分單相異步電動機(jī)兩相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分繞線型異步電動機(jī)鼠籠型異步電動機(jī)2.1.2異步電動機(jī)的用途和分類三相對稱繞組：——互差120度空間電角度。三相對稱電源：——互差120度時間電角度。旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場（1）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ(?)電流出()電流入X2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理AXYCBZ2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它電流角度下的磁場方向：（2）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向：取決于三相電流的相序。2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理旋轉(zhuǎn)磁場是沿著U1V1W1與三相繞組中的三相電流的相序一致U1U2V1V2W1W2i3i1i2U1U2V1V2W2W1i1L1L1i2L2L3i3L3L22.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理極對數(shù)（p）的概念A(yù)XBYCZ此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：AXYCBZ2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。AXBYCZ2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理極對數(shù)2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理極對數(shù)（p）的概念即：（3）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1—同步轉(zhuǎn)速如何改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速？U1U2V1V2W1W2i3i1i2

以Y型接法為例，當(dāng)每相繞組只有一個線圈時，按右下圖放入定子槽內(nèi)，合成的旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。U1U2V1V2W2W12.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理即

p=2

按右圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W32.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理

以Y型接法為例，將每相繞組都改用兩個線圈串聯(lián)組成。i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈電流每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)3000圈電流每分鐘變化(50×60)周p=1時電流變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)半圈電流每秒鐘變化50周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)25圈→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)1500圈電流每分鐘變化(25×60)周p=2時2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速601pfn=min）r/(

p123456n1/(r/min)30001500100075060050050Hz時,不同極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速如下f=同步轉(zhuǎn)速表p為任意值時2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理2.基本工作原理

在電動機(jī)定子繞組中通入三相對稱交流電流后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動勢。

在電動勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力作用。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來。異步電機(jī)的工作原理定子繞組通入三相交流電流旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電流與磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩運轉(zhuǎn)2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理NS工作原理電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生*

用右手定則判斷轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的方向*

用左手定則判斷轉(zhuǎn)子繞組受到的電磁力的方向電磁力→電磁轉(zhuǎn)矩T：T與n1同方向。2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機(jī)轉(zhuǎn)速:電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，

但

異步電動機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)差率：當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速開始旋轉(zhuǎn)時，此時顯然，氣隙磁場不在以同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間有一個同方向的相對運動，即此時的氣隙磁場是以一個在切割轉(zhuǎn)子繞組。s是一個沒有量綱的數(shù)，它的大小也能反映電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速3.轉(zhuǎn)差率2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理

正常運行的異步電動機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率很小，一般s=0.01~0.05。例如時，;時，；時s為負(fù)；電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密的轉(zhuǎn)向相反時，s＞1。一般：

負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速大小或負(fù)載大小。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù)，異步電機(jī)有三種運行狀態(tài)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C(jī)械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能能量關(guān)系制動制動驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機(jī)快速旋轉(zhuǎn)外力使電機(jī)沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實現(xiàn)發(fā)電機(jī)電磁制動電動機(jī)狀態(tài)2.1.3三相異步電動機(jī)的基本工作原理異步電動機(jī)在結(jié)構(gòu)上主要由定子、轉(zhuǎn)子、氣隙組成2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)YBZXAC轉(zhuǎn)子定子定子繞組（三相）機(jī)座2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

機(jī)殼定子繞組1.定子部分:定子鐵心接線盒端蓋軸承

轉(zhuǎn)子繞組2.轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子鐵心軸

三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)3.氣隙：定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)YBZXAC定子轉(zhuǎn)子一臺三相鼠籠型異步電動機(jī)2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)機(jī)座定子繞組銘牌數(shù)據(jù)出線端子1、定子：

由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組三個部分組成的2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（1）定子繞組：

放置于定子鐵心內(nèi)圓槽中定子線圈2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

高壓大、中型容量的異步電動機(jī)定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如圖(a)所示。對中、小容量低壓異步電動機(jī)，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來，根據(jù)需要可接成Y形或△形，如圖(b)所示。定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導(dǎo)線繞成，嵌在定子槽內(nèi)。A

B

CA

B

CZ

X

YZ

X

YD聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

三相異步電動機(jī)的定子繞組的連接方式，有Y（星形）接線和△（三角形）接線兩種，使用時應(yīng)按銘牌規(guī)定連接。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（2）定子鐵心：是電動機(jī)磁路的一部分，裝在機(jī)座里。為了降低定子鐵心里的鐵損耗，定子鐵心用用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成的，在硅鋼片的兩面還應(yīng)途上絕緣漆。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)定子沖片2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（3）機(jī)座：固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機(jī)，還要支撐電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分。因此，機(jī)座應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。對中、小型異步電動機(jī)，通常用鑄鐵機(jī)座。對大型電機(jī)，一般采用鋼板焊接的機(jī)座，整個機(jī)座和座式軸承都固定在同一個底板上。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)2、轉(zhuǎn)子：

由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。

（1）轉(zhuǎn)子鐵心：是電動機(jī)磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上，整個轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。其外圍表面沖有凹槽，用以安放轉(zhuǎn)子繞組。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖

鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組由插入每個轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩側(cè)的短路端環(huán)構(gòu)成，如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，剩余的轉(zhuǎn)子繞組就像一個松鼠籠子。（2）轉(zhuǎn)子繞組：鼠籠型和繞線型2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)鼠籠式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸軸承轉(zhuǎn)子2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)斜槽形式2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

這種電機(jī)的特點是：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串入附加電阻，來改善電機(jī)的起動性能或作轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)用。

三相繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。繞組的三個出線端子接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三銅環(huán)上，通過電刷引出。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)繞線式轉(zhuǎn)子鐵心繞組轉(zhuǎn)軸2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

繞線型轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌放有用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組，一般都聯(lián)接成Y形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分別接到三個滑環(huán)上，用一套電刷裝置引出來，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉(zhuǎn)子繞組回路里去，以改善電動機(jī)的啟動性能或調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

雖然繞線式異步電動機(jī)與鼠籠式異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，但它們的工作原理是相同的。

與籠型轉(zhuǎn)子相比較，繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，價格稍貴，因此只在要求起動電流小，起動轉(zhuǎn)距大，或需平滑調(diào)速的場合使用。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)（3）轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸用來固定轉(zhuǎn)子鐵心和傳遞功率，一般用中碳鋼制成。3、氣隙

異步電動機(jī)的氣隙比同容量直流電動機(jī)的氣隙小得多，在中、小型異步電動機(jī)中，氣隙一般為0.2~1.5mm左右。

異步電動機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間很小的空氣隙是電動機(jī)磁路的一部分，氣隙的大小直接影響電動機(jī)的勵磁電流和功率因數(shù)。2.1.4三相異步電動機(jī)的主要結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的銘牌上標(biāo)明電機(jī)的型號、額定數(shù)據(jù)等。

三相異步電動機(jī)型號Y132S－6功率3kW

頻率

50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級

B2.1.5三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)異步電動機(jī)的型號：電機(jī)產(chǎn)品的型號一般采用大寫印刷體的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。其中漢語拼音字母是根據(jù)電機(jī)的全名稱選擇有代表意義的漢字，再用該漢字的第一個拼音字母組成。例如Y系列三相異步電動機(jī)表示如下：2.1.5三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)銘牌：型號，額定值，繞組聯(lián)結(jié)方式，生產(chǎn)廠家等

額定值:正常運行時的主要數(shù)據(jù)指標(biāo)。繞組聯(lián)結(jié)方式：△接法或者Y接法。型號：Y100L1—2機(jī)座中心高鐵心長度代號機(jī)座長度代號異步電動機(jī)極數(shù)2.1.5三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)我國生產(chǎn)的異步電動機(jī)種類很多，下面列出一些常見的產(chǎn)品系列。Y系列為小型鼠籠全封閉自冷式三相異步電動機(jī)。用于金屬切削機(jī)床、通用機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。也可用于拖動靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機(jī)械，如壓縮機(jī)、傳送帶、磨床、錘擊機(jī)、粉碎機(jī)、小型起重機(jī)、運輸機(jī)械等。JQ2和JQO2系列是高起動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)，用在起動靜止負(fù)載或慣性負(fù)載較大的機(jī)械上。JQ2

是防護(hù)式和JQO2是封閉式的。JS系列是中型防護(hù)式三相鼠籠異步電動機(jī)。JR系列是防護(hù)式三相繞線式異步電動機(jī)。用在電源容量小、不能用同容量鼠籠式電動機(jī)起動的生產(chǎn)機(jī)械上。2.1.5三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)JSL2

和JRL2系列是中型立式水泵用的三相異步電動機(jī)，其中JSL2

是鼠籠式，JRL2是繞線式。JZ2

和JZL2系列是起重和冶金用的三相異步電動機(jī)，JZ2是鼠籠式，JZL2是繞線式。JD2

和JDO2系列是防護(hù)式和封閉式多速異步電動機(jī)。BJO2

系列是防爆式鼠籠異步電動機(jī)。JPZ系列是旁磁式制動異步電動機(jī)。JZZ系列是錐形轉(zhuǎn)子制動異步電動機(jī)。JZT系列是電磁調(diào)速異步電動機(jī)。其他類型的異步電動機(jī)可參閱產(chǎn)品目錄。2.1.5三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)異步電動機(jī)的額定值：異步電動機(jī)的額定值包含下列內(nèi)容：（1）額定功率PN

：指電動機(jī)在額定運行時軸上輸出的機(jī)械功率，單位是kw。（2）額定電壓UN

：指額定運行狀態(tài)下加在定子繞組上的線電壓，單位為V。（3）額定電流IN

：指電動機(jī)在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時，定子繞組中的線電流，單位為A。2.1.5三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)（4）額定頻率f：指我國規(guī)定工業(yè)用電的頻率是50Hz。（5）額定轉(zhuǎn)速