第五章异步电动机
交流旋转电机可分为同步电机和异步电机两大类。转子转速与旋转磁场转速相同的称为同步电机，不同的称为异步电机，异步电机主要作为电动机运行。异步电动机具有结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便、成本较低、效率较高等优点，是现代化工农业生产中应用最广泛的一种动力设备。
异步电动机的缺点主要是不能经济地实现范围较广的平滑调速，且异步电动机是一感性负载，需从电网吸收无功电流建立磁场，从而使电网的功率因数降低，必须采用相应的无功补偿措施。因而对一些调速性能要求较高的机械负载，仍须使用调速性能较好的直流电动机拖动，对于单机容量较大、恒转速运转的机械负载，常采用改善系统功率因数的同步电动机拖动。
异步电动机种类很多，根据其特征可作以下分类：按电源相数可分为单相、两相、三相异步电动机；按转子结构型式可分为鼠笼式、绕线式异步电动机；按外壳的防护形式可分为开启式、防护式、封闭式异步电动机。
第一节三相异步电动机的工作原理和基本结构
一、三相异步电动机的基本结构
异步电动机有鼠笼式和绕线式两类，结构如图5—1及5—2所示。它们的区别在于转子结构不同。异步电动机结构主要由固定不动的定子和旋转的转子所组成，定子与转子间存在很小的间隙，称为气隙。
图5—1 鼠笼式异步电动机的结构
1—定子；2—定子绕组；3—转子；
4—线盒；5—风扇；6—轴承；7—端盖；
8—内盖；9—外盖；10—风罩
图5—2 绕线式异步电动机的结构
1—定子；2—定子绕组；3—转子；4—转子绕组；
5—滑环风扇；6—出线盒；7—轴承；
8—轴承盒；9—端盖；10—内盖；11—外盖
（一）定子
异步电动机定子由定子铁芯、定子绕组和机座等部件组成，定子的作用是用来产生旋转磁场。
1．定子铁芯
定子铁芯是电机磁路的一部分，由于异步电动机中的磁场是旋转的，定子铁芯中的磁通为交变磁通。为了减小磁场在铁芯中引起的涡流及磁滞损耗，定子铁芯由导磁性能较好的0.5mm厚、表面具有绝缘层(涂绝缘漆或硅钢片表面具有氧化膜绝缘层)的硅钢片叠压而成。定子铁芯叠片内圆冲有均匀分布的一定形状的槽,用以嵌放定子绕组。中小型电机的定子铁芯采用整圆冲片,如图5—3所示。大、中型电机常采用扇形冲片拼成一个圆。
图5—3 定子机座和铁芯冲片
（a）定子机座；（b）定子铁芯冲片
2．定子绕组
定子绕组是电机的电路部分，由许多线圈按一定的规律连接而成。小型异步电动机的定子绕组由高强度漆包圆铜线或铝线绕制而成，一般采用单层绕组；大、中型异步电机的定子绕组用截面较大的扁铜线绕制成型，再包上绝缘，一般采用双层绕组。
3．机座
机座是电机的外壳，用以固定和支撑定子铁芯及端盖，机座应具有足够的强度和刚度，同时还应满足通风散热的需要。小型异步电机的机座一般用铸铁铸成，大型异步电机机座常用钢板焊接而成。为了增加散热面积、加强散热，封闭式异步电动机机座外壳上面有散热筋，防护式电动机机座两端端盖开有通风孔或机座与定子铁芯间留有通风道等。
（二）转子
转子由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件构成。转子的作用是用来产生感应电流，形成电磁转矩，从而实现机电能量转换。
１．转子铁芯
转子铁芯也是电机磁路的一部分。通常用定子冲片内圆冲下来的原料做转子叠片，即一般仍用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，套装在转轴上，转子铁芯叠片外圆冲有嵌放转子绕组的槽。如图5—4所示。
图5—4 转子铁芯冲片
2．转子绕组
转子绕组的作用是感应电动势和电流并产生电磁转矩。其结构型式有鼠笼式和绕线式两种，现分述如下。
（1）鼠笼式转子绕组。在每个转子槽中插入一铜条，在铜条两端各用一铜质端环焊接起来形成一个自身闭合的多相短路绕组，形如鼠笼，称为铜条转子，如图5—5所示。也可以用铸铝的方法，把转子导条和端环、风扇叶片用铝液一次浇铸而成，称为铸铝转子，如图5—6所示。中小异步电动机的鼠笼转子一般采用铸铝转子。
为了提高电动机的起动转矩，在容量较大的异步电动机中，可采用双鼠笼式或深槽式结构的转子，在第六章中将会介绍其结构特点和工作原理。
因鼠笼式转子结构简单、制造方便、运行可靠，所以得到广泛应用。
图5—5 铜条转子结构
（a）铜条转子绕组；（b）铜条转子
1—铁芯；2—导条短路坏；3—嵌入的导条
图5—6 铸铝型转子结构
（a）铸铝转子绕组；（b）铸铝转子
1—端环；2—风叶；3—铝条；4—转子铁芯
（2）绕线式转子绕组。绕线式转子绕组与定子绕组相似，也是制成三相绕组，一般作星形连接。三根引出线分别接到转轴上彼此绝缘的三个滑环上，通过电刷装置与外部电路相连，如图5—7所示。转子绕组回路串入三相可变电阻的目的是为了改善起动性能或调节转速。为了消除电刷和滑环之间的机械摩擦损耗及接触电阻损耗，在大中型绕线式电动机中，还装设有提刷短路装置。起动时转子绕组与外电路接通，起动完毕后，在不需调速的情况下，将外部电阻全部短接。
图5—7 绕线式转子
（a）绕线转子；（b）绕线转子回路接线示意图
3．转轴
转轴一般用强度和刚度较高的低碳钢制成，其作用是支撑转子和传递转矩。整个转子靠轴承和端盖支撑着，端盖一般用铸铁或钢板制成，它是电机外壳机座的一部分。
（三）气隙
在电机定子和转子之间留有均匀的气隙，气隙的大小对异步电动机的参数和运行性能影响很大。为了降低电机的励磁电流和提高功率因数，气隙应尽可能做得小些，但气隙过小，将使装配困难或运行不可靠，因此气隙大小除了考虑电性能外，还要考虑便于安装。气隙的最小值常由制造加工工艺和安全运行等因素来决定，异步电动机气隙一般为0.2～２mm左右，比直流电机和同步电机定、转子气隙小得多。
二、三相异步电动机的工作原理
（一）工作原理
在异步电动机的定子铁芯里，嵌放着对称的三相绕组、、，如图5—8所示。以鼠笼式异步电动机为例，转子是一闭合的多相绕组，下面分析异步电动机工作原理。
当异步电动机三相对称定子绕组中通入、、相序的三相对称交流电流时，定子
电流便产生一个以同步转速旋转的圆形旋转磁场，且，旋转方向取决于定子三相绕组的排列以及三相电流的相序。图中、、三相绕组顺时针排列，当定子绕组中
通入、、相序的三相交流电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。转子开始是静止的，故转子与旋转磁场之间存在相对运动，转子导体切割定子磁场而感应电动势，因转子绕组自身闭合，转子绕组内便产生了感应电流。转子有功分量电流与转子感应电动势同相位，其方向由右手定则确定。载有有功分量电流的转子绕组在磁场中受到电磁力作用，由左手定则可判定电磁力的方向。电磁力对转轴形成一个电磁转矩，其作用方向与旋转磁场方向一
《三相异步电动机的正反转控制线路》 教学设计
课题：三相异步电动机的正反转控制线路 授课班级：电子中职高一年级下学期 授课时间：2014年4月11日星期五 授课教材： 中国劳动社会保障出版社《电力拖动控制线路与技能训练》 教材分析： 《三相异步电动机的正反转控制线路》这节内容选自第二单元课题三“三相异步电动机的正反转控制线路”第二部分。 正反转控制在现代化生产中属于绝对不可缺少的生产控制环节，如机床工作台的前进与后退、万能铣床主轴的正传与反转、起重机的上升与下降等。它在电动机的基本控制中，前面与电动机的正转控制紧密相连，后面与位置控制、顺序控制、多地控制、启动控制、制动控制等密切相关，对今后进一步进行电工技能实训及培养学生的实际动手操作能力起着举足轻重的作用。 教学目标： 知识与技能: 1）理解三相异步电动机三种正反转控制线路； 2）掌握三相异步电动机正反转的工作原理。 过程与方法： 1）通过分析三种控制电路的渐进过程，培养学生的识图能力以及比较分析和归纳总结的能力。 2）通过引导学生分析工作原理、培养和训练学生综合分析电路的能力。 情感态度与价值观： 培养学生严谨认真的职业工作态度。增强学生发现问题、认识问题、解决问题。 教学重点： 1）接触器联锁的正反转控制线路的组成与工作原理 2）对控制线路的每个元件都要明确其位置和作用。 教学难点： 1）如何改变三相电源相序。 2）引导学生思考如何实现双重联锁。 教法： 提问、启发引导法（重点）：先不给出线路图，在教师的步步启发下，学生积极思考，由师生共同画出接触器联锁的正反转控制线路图。这样，便于学生掌握线路的组成与工作原理。
普通三相异步电动机与变频电动机的区别 普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗 普通的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何区别 普通异步电机与变频电机的区别——普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。据资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。
第三章 三相异步电动机的电力拖动 3-1 何谓三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性? 答：固有特性：异步电机在额定电压和频率下，按规定的接线方式接线，定、转子外接 电阻为零时的n 与T 的关系。 人为特性：人为改变电动机参数或电源参数而得到的机械特性。 3-2 三相笼型异步电动机的起动电流一般为额定电流的4～7倍，为什么起动转矩只有额定转矩的0.8～1.2倍? 答：由起动时s=1，由22 2222)(cos x s r s r '+' '= θ很小，约0.2左右； 另一方面，st I 大，引起定子漏阻抗压降大，电动势E 1减小，主磁通m φ减小。 由于这两方面原因所致。 3-3 异步电动机的最大转矩T max 受哪个参数变化的影响最大?试从物理意义上解释其原。 解：m ax T 受电压参数变化影响很大。 3-4 三相异步电动机的机械特性，当0＜s ＜s m 时，电磁转矩T 随转差率s 的增大而增加，当s m ＜s ＜1时，电磁转短随转差率的增大而减小，为什么? 答：由于2 21212221212111) ()()( L L w s r sr r sw w u p m T '++'+'= 当s 很小时，忽略分母中s 各项， s r sw w u p m T ∝' ≈21 2111)( ； 当)1,(m s s ∈时，可以忽略式中分母中的2r '，即 s L L w r s r w w u p m T 1])([)( 22 12121212111∝'++'≈ 3-5 为什么通常把异步电动机机械特性的直线段称为稳定运行区，而把它的曲线段称为不稳定运行区?曲线段是否有稳定运行点? 答：对于恒转矩负载而言，只有特性的直线段满足稳定运行条件，曲线段不满足。但若是对于风机、泵类负载整条特性都满足条件，都是稳定工作区域。
1 电动机分为（交流电动机）（直流电动机），交流电动机分为（同步电动机）（异步电动机）异步电动机分为（三相电动机）（单相电动机） 2电动机主要部件是由（定子）和（转子）两大部分组成。此外，还有端盖、轴承、风扇等 部件。定子铁心：由内周有槽的（硅钢片）叠成三相绕组，机座：铸钢或铸铁。 3根据转子绕组结构的不同分为：（笼型转子转子）铁心槽内嵌有铸铝导条，（绕线型转子）转子铁心槽内嵌有三相绕组。 4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠；（不能人为）改变电动机的机械特性。绕线 式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子（外加电阻可人为改变）电动 机的机械特性。 5分析可知：三相电流产生的合成磁场是一（旋转的磁场），即：一个电流周期，旋转磁场在空 间转过（360°）旋转磁场的旋转方向取决于（三相电流的相序），任意调换两根电源进线则旋 转磁场（反转）。 6若定子每相绕组由两个线圈（串联），绕组的始端之间互差（60°），将形成（两对）磁 极的旋转磁场。旋转磁场的磁极对数与（三相绕组的排列）有关。旋转磁场的转速取决于磁 场的（极对数）。 p=1 时 (n0=60f 1)。旋转磁场转速n0 与（频率f1）和（极对数p）有关。 7 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为（转差率S）异步电动机运行中S=（ 1--9）％。 8 一台三相异步电动机，其额定转速 n=1460 r/min ，电源频率 f1=50 Hz 。试求电动机在额定负载 下的转差率。 解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1500 r/min ,即 s n0 n 100% 1500 1460 100% 2.7% n0 1500 9 定子感应电势频率 f 1 不等于转子感应电势频率 f 2。 10 电磁转矩公式 sR2 U 12 T K ) 2 R2 (sX 20 2 2 由公式可知 :1. T 与定子每相绕组电压 U 成（正比）。 U 1 ↓则 T↓ 。 2.当电源电压 U1 一定时， T 是 s 的函数 , 3. R2 的大小对T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变（转子电阻R2 ），从而改变转距。 11 三个重要转矩：(1) ( 额定转矩 TN) 电动机在额定负载时的转矩(2) (最大转矩Tmax) 电机带动最大负载的能力,(3) ( 起动转矩Tst)电动机起动时的转矩。 12 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4 型 ) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为（T P N 9550 7 . 5 N . m ）。 N 9550 49 . 7 n N 1440 13 转子轴上机械负载转矩T2 不能（大于 Tmax ），否则将造成堵转(停车 )。 过载系数 (能T m ax 一般三相异步电动机的过载系数为 1.8 ~ 2.2 T N 力 ) 14 K st T st 启动条件（ Tst>TL ）否则电动机不能启动，正常工作条 起动能力 T N 件：所带负载的转矩应为（TL 第6章三相异步电动机的继电接触控制习题参考答案 6.1交流接触器有何用途，主要有哪几部分组成，各起什么作用？ 答：交流接触器主要用来频繁地远距离接通和切断主电路或大容量控制电路的控制电器。它主要由触点、电磁操作机构和灭弧装置等三部分组成。触点用来接通、切断电路；电磁操作机构用于当线圈通电，动铁心被吸下，使触点改变状态；灭弧装置用于主触点断开或闭合瞬间切断其产生的电弧，防止灼伤触头。 6.2简述热继电器的主要结构和动作原理。 答：热继电器主要由发热元件，双金属片和脱扣装置及常闭触头组成。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开而使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路 6.3自动空气开关有何用途？当电路出现短路或过载时，它是如何动作的？ 答：自动空气开关是常用的一种低压保护电器，当电路发生短路、严重过载及电压过低等故障时能自动切断电路。开关的自由脱扣机构是一套连轩装置，有过流脱扣器和欠压脱扣器等，它们都是电磁铁。当主触点闭合后就被锁钩锁住。过流脱扣器在正常运行时其衔铁是释放着的，一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈流过大电流而产生较强的电磁吸力把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开，起到了过流保护作用。欠压脱扣器的工作恰恰相反，当电路电压正常时，并在电路上的励磁线圈产生足够强的电磁力将衔铁吸住，使料杆同脱扣机构脱离，主触点得以闭合。若失压（电压严重下降或断电），其吸力减小或完全消失，衔铁就被释放而使主触点断开。 6.4 行程开关与按钮有何相同之处与不同之处？ 答：行程开关与按钮都有一组动断（常闭）静触点和一组动合（常开）静触点；行程开关是自动电器，依靠机械机构动作而改变触头状态，而按钮是手动电器，根据需要进行控制。 6.5在电动机主电路中既然装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们各起什么作用？ 答：熔断器用以切断线路的过载和短路故障，当线路过载或短路时，由于大电流很快将熔断器熔断，起到保护电路上其他电器设备的作用。但因电动机主电路中选用的熔断器就不能起到过载保护作用，因电动机启动时启动电流较大，选用熔丝也大，当电动机过载时熔断器不会熔断，起不到过载保护作用。因此在电动机主电路中还要装热继电器。由于热惯性，热继电器又不能作短路保护。因为发生短路事故时，就要求电路立即断开，而热继电器是不能立即动作的。但是这个热惯性也是合乎要求的，在电动机启动或短时过载时，热继电器不会动作，这可避免电动机的不必要的停车。在电动机主电路中熔断器起短路保护用，而热继电器起过载保护作用。 异步电动机的启动和调速 一、思考题 1．三相异步电动机的最初启动电流与外加电压，电机所带负载是否有关？关系如何？是否起动电流越大，启动转距也越大？负载转距的大小，会对起动过程产生什么影响？ 2．试分析与比较绕线式异步电动机在转子回路串电阻和不串电阻起动时的122,cos ,,I I m φφ有何不同，是否所串电阻越大，起动转距也越大？ 3．深槽和双鼠笼异步电动机为什么能减小最初起动电流同时增大最初起动转距？ 4． 鼠笼型异步电动机和绕线型异步电动机各有哪些调速方法？各有何特点？ 5． 画出表示异步发电机各种功率和损耗的分配、传递情况的功率流程图。 6. 并网运行的异步发电机能否发出滞后的无功功率？为什么？ 7. 单独运行的异步发电机建立电压需哪些条件？当负载增加时，为维持发电机 端电压和频率不变，应采取什么措施？ 8. 试画出异步发电机的相量图并简述异步发电机的启动条件？ 二、计算题 1、一台三相四极绕线式异步电动机，1f =50Hz ，转子每相电阻2R =0.02Ω，额定负载时N n =1480r/min ，若负载转矩不变，把转速降到1100r/min ，问应在转子每相串入多大电阻。 2、三相绕线式异步电动机：P ＝２，1f =50Hz ，N U =380V ，Ｙ接法，1R =2R =0.02Ω，1X =2X =0.06Ω，额定负载时N n =1440r/min 。若f 仍为50Hz ，负载转矩不变，求需在转子每相绕组内串入多大电阻使n =1 050r/min ，若改变外施电压以达到上面的运行情况，其线电压应为多少？并说明是否可能。 3、一台三相异步电动机，N P =1000kW, f =50Hz ，2P=6，N n =980r/min ，机械损耗为额定输出的１％，如在负载转矩不变的情况下，在转子绕组中接入电阻，使转速下降到750r/min ，试求消耗在这个电阻中的功率。（附加损耗不计） 4、一台三相异步电动机，N U =380V （Ｙ接），N I =14A ，N n =1440r/min ，已知加25.5％额定电压做堵转实验测得定子电流为额定值，定子输入功率为588W ，若不考虑激磁电流、空载损耗及附加损耗，并且认为1Z =2Z ，试求： ⑴额定运行时的电磁转矩和输出功率；⑵直接起动电流st I 和用变比为２的自耦变压器起动时的起动电流st I ；⑶保持额定转矩不变，在转子每相绕组中串入12倍转子绕组电阻。 第六章 交流异步电动机变压变频调速系统 本章主要问题： 1． 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？ 2． 交-直-交电压源型变频器调压、调频的有哪几种电路结构,并说明各种电压结构的优缺点。 3． SPWM 控制的思想是什么? 4． 什么是1800导通型变频器？什么是1200导通型变频器？ 5． 电压、频率协调控制有几种控制方式，各有哪些特点？ 6． 在转速开环恒压频比控制系统中，绝对值单元GAB 的作用？函数发生器GFC 的作用？如 何控制转速正反转。 7． 总结恒11 ωU 、恒1ωg E 、恒1ωr E 三种控制方式的特点。 ———————————————————————————————————————— §6-1 交流调速的基本类型 要求：掌握交流调速哪几种基本类型有以及各种调速方法的特点。 目的：能根据不同应用场合选择出相应的调速方式。 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（交流调速的基本类型、变频调速的基本要求） 思考： 1. 交流异步电动机调速的方式有哪几种？并写出各方式的优缺点？ 2. 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？ 教学设计：交流调速的基本类型采用多媒体课件讲授，用大量的实例，说明几种类型的应用场合。 复习感应电动机转速表达式： )1(60)1(1 0s n f s n n p -= -= 异步电动机调速方法：?? ?? ??? ?????? ? ??型变频调速：绕线式、笼：绕线式串级调速（转差电压）电磁转差离合器调转子电阻：绕线式、调压（定子电压）变转差率调速变极调速：笼型异步机异步电动机 §6-2 变频调速的构成及基本要求 目的、教学要求：掌握变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（变频调速的基本要求） 第六章控制电动机 6.1、有一台交流伺服电动机，若加上额定电压，电源频率为50Hz，极对数p=1，试问它 的理想空载转速是多少？ 解：n0=60*f/p=60*50/1=3000r/min 6.2、何谓“自转”现象？交流伺服电动机是怎样克服这一现象，使其当控制信号消失时能 迅速停止？ 答：自转是伺服电动机转动时控制电压取消，转子利用剩磁电压单相供电，转子继续转动。 克服这一现象方法是把伺服电动机的转子电阻设计的很大，使电动机在失去控制信号，即成单相运行时，正转矩或负转矩的最大值均出现在S m>1的地方。当速度n为正时，电磁转矩T为负，当n为负时，T为正，即去掉控制电压后，单相供电时的电磁转矩的方向总是与转子转向相反，所以是一个制动转矩。由于制动转矩的存在，可使转子迅速停止转动，不会存在自转现象。 6.3、有一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不变，当负载增加时，电动 机的控制电流、电磁转矩和转速如何变化？ 答：当负载增加时，电磁转矩增大；由n=U c/(K eΦ)-RT/(K e K tΦ2)可知，负载增大后，转速变慢。根据T= K tΦI a可知，控制电流增大。 6.4、有一台直流伺服电动机，当电枢控制电压U c=110V时，电枢电流I a1=0.05A，转速 n1=3000r/min；加负载后，电枢电流I a2=1A，转速n2=1500r/min。试作出其机械特性n=f(T)。 解：由电动机电压平衡方程式得： U c=E+I a R a=K eΦn+ I a R a 所以110=K e Φ×3000+0.05R a 110=K e Φ×1500+1×R a 解得：K e Φ=0.0357；R a =56.41Ω 所以T 1=K t ΦI a1=9.55 K e ΦI a1=9.55×0.0357×0.05=0.017N ·m T 2=K t ΦI a2=9.55 K e ΦI a2=9.55×0.0357×1=0.341N ·m 由（n=n 1=3000r/min ，T 1=0.017 N ·m ）和（n=n 2=1500r/min ，T 2=0.341 N ·m ）两点在n-T 特性表达式为 6.5、若直流伺服电动机的励磁电压一定，当电枢控制电压U c =100V 时，理想空载转速 n 0=3000r/min ；当U c =50V 时，n 0等于多少？ 解：根据直流伺服电动机的机械特性公式可知n 0=U c /( K e Φ)，所以理想空载转速与电枢控 制电压成正比。所以当U c =50V 时，理想空载转速n 0等于1500r/min 。 6.6、为什么直流力矩电动机要做成扁平圆盘状结构？ 答：直流力矩电动机的电磁转矩为T=BI a NlD/2，在电枢体积相同的条件下，D 增大时，铁 心长度l 就应减小；其次，在相同电流I a 以及相同用铜量的条件下，电枢绕组的导线 3000 1500 0.017N ·m (0.05A) 0.341N ·m (1A) 安徽新闻出版职业技术学院教案 科目电机与拖动技术基础年级15 包装自动化技术 1 班任课教师付学敏第 4 章三相异步电动机 课 题 1、知识方面：了解三相异步电动机的基本结构、理解工作原理、电磁转矩和机械特教 性，理解起动、调速、制动方法。 学 2、德育方面：科学技术就是生产力。 目 3、技能方面：识别三相异步电动机的基本结构。 的 重三相异步电动机的感应电动式和磁动势 点三相异步电动机的工作原理 难三相异步电动机的工作特性 点 挂（ a）简化的三相绕组分布图 图（ b）按星形连接的三相绕组接通三相电源 或（ c）三相对称电流波形图 实（ d）两极绕组的旋转磁场 验 用 具 作 业 本 课 小 结 安徽新闻出版职业技术学院教师专用纸 导入：三相异步电动机结构简单、制造方便、坚固耐用、维护容易、运行效率高、工作特性好；和同容量的直流电动机相比，异步电动机的 重量约为直流电动机的一半，其价格仅为直流电动机的 l/3 左右；而且异步电动机的交流电源可直接取自电网，用电既方便又经济。所以大部 分的工业、农业生产机械，家用电器都用异步电动机作原动机，其单机容量从几十瓦到几千千瓦。我国总用电量的 2/3 左右是被异步电动机消耗掉 的。 教三相异步电动机的基本结构与工作原理 学过程一、基本结构 三相异步电动机主要是由定子部分（静止的）和转子部分（转动的）两大部分组成，定、转之间是空气隙。另外还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。 （一）异步电动机的定子结构 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。 1.机座 异步电动机的机座主要是固定和支撑定子铁心和绕组。中小型电机 一般采用铸铁机座、大中型电机采用钢板焊接的机座。电机损耗变成的 热量主要通过机座散出，为了加强散热面积，机座外部有很多均匀分布 的散热筋。机座两端面上安装端盖，端盖支撑转子，保持定、转子之间 的气隙值。 2.定子铁心 定子铁心是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心 的铁损耗，定子铁心用厚的硅钢冲片叠成，硅钢片两面还应涂上绝缘漆，用以降低交变磁通在铁心中产生的涡流损耗。在定子铁心内圆上开有 槽，槽内放置定子绕组 ( 也叫电枢绕组 ) 。 3.定子绕组 异步电机的定子绕组是电动机电路部分。小型异步电动机定子绕组 通常由高强度漆包圆线绕成线圈嵌入铁心槽内；大、中型电机使用矩形 截面导线预先制成成型线圈，再嵌入槽内。每相绕组按一定规律连接， 电工电子技术第六章异步电动机试题库 一、填空题 1、三相异步电动机主要由（）和（）两部分组成。 2、按转子的结构三相异步电动机可分为（）和（）两种。 3、三相异步电动机的制动方法有（）、（）和（）三种。 4、笼型异步电动的起动方法分为（）和（）两种。 5、三相异步电动机的调速方法有（）、（）和（）三种。 6、三项异步电动机的电磁转矩表达式有（）、（）和（） 三种。 7、三相异步电动机的机械特性分为（）和（）。 8、三相异步电动机的选择包括（）、（）、（）、（）和（）五个方面。 9、三相异步电动机圆形旋转磁场产生的条件是（）和（）。 10、三相异步电动机的工作方式分为（）、（）和（）三种方式。 二、选择题 1、三相异步电动机的转动方向和三相电源接入定子的相序方向（）。 A、一致 B、相反 C、无关 D、可能一致也可能相反 2、三相异步电动机电动运行时（）。 A、0 7、三相异步电动机制动运行时转动方向和电磁转矩方向（） A、一致 B、相反 C、无关 D、可能一致也可能相反 8、三相异步电动机起动时要求起动转矩（）。 A、小于负载转矩 B、等于负载转矩 C、和负载转矩无关 D、大于负载转矩 9、三相笼型异步电动机Y-Δ变换起动适用于（）的电动机。 A、定子绕组为Δ形联接 B、所有 C、定子绕组为Y形联接 D、绕线式异步电动机 10、三相绕线型异步电动机的转速和转子电路的电阻（） A、成正比 B、成反比 C、无关 D、平方成正比 三、分析题 1、简析三相异步电动机的转动原理？ 2、三相异步电动机在一定负载转矩下运行，如电源电压降低，电动机的电磁转矩，电流和转速如何变化？ 3、三相异步电动机正常运行时，转子如果被卡住，有何危险，为什么？ 4、三相绕线型异步电动机负载转矩一定时，增大转子电阻，电动机转速将如何变化？ 5、三相异步电动机电动运行时转子转动速度必须小于旋转磁场的速度，为什么？ 6、三相绕线型异步电动机反接制动时为什么要在转子电路中串入制动电阻？ 7、三相异步电动机在满载和空载起动时起动电流和起动转矩是否一样，为什么？ 8、在三相异步电动机机械特性的稳定区电动机为什么能稳定运行？ 9、改变电源频率为什么能实现三相异步电动机速度的调节？ 10、增大三相异步电动机的气隙对励磁电流、最大转矩和起动转矩有何影响？ 四、计算题 1、有一台三相八极异步电动机，频率为50Hz，额定转差率为4%，求电动机的转速是多大? 2、已知三相异步电动机的P N=55kw，U1N=380V，I1N=120A，n N=570r/min， cosφN=0.79，f1=50Hz,求该电动机的同步速度、极对数、额定负载时的效率和转差率？ 3、一台三相异步电动机的数据为P N=50kw，U1N=380V，f1=50Hz，2p=8，额定负载时转差率为0.025,过载能力β=2,试求最大转矩T m? 4、一台Δ形联结的三相笼型异步电动机，若载额定电压下起动，流过每相绕组的电流 I st=20.84A，起动转矩T st=26.39N.m，试求下面两种情况下的起动电流和起动转矩？ ①、Y-Δ变换起动； ②、用电压比K＝2的自耦补偿器起动。 A n h u i Vo c a c t i o n a l& Te c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y&Tr a d e 毕业论文 PLC控制三相异步电动机正反转设计Plc control with a three wire asynchronous motor is inverting design 所在系院： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 2013年03 月02日 A n h u i Vo c a c t i o n a l& Te c h n i c a l C o l l e g e o f I n d u s t r y&Tr a d e 毕业设计说明书 PLC控制三相异步电动机正反转设计Plc control with a three wire asynchronous motor is inverting design 所在系院： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 2013年03 月02 日 毕业设计（论文）任务书 系（院）专业班级1 学生姓名学号2010050205 一、题目：PLC控制三项异步电动机正反转设计 二、内容与要求： 内容：1.三相异步电动机的基本结构；2.PLC的基础知识；3三项异步电动机的PLC控制 要求：了解三相异步电动机的基本结构，运用学过的PLC知识对三项异步电动机正反转进行程序设计。运用所学理论知识与实践相结合，利用PLC控制三项异步电动机正反转，以达到方便，简单，易于操作的目的。 三、设计（论文）起止日期： 任务下达日期： 2012 年 1 月 15 日 完成日期： 2013 年 3 月 2 日 指导教师签名： 年月日四、教研室审查意见： 教研室负责人签名： 年月日 5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n 0=60f/p S=(n -n)/ n =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f 2=Sf 1 =0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C 两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N =1470r/min,电源频率为50H Z 。设在额定负载 下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 因为负载增加n 减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V 时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n 0,p,S N ,T N ,T st ,T max 和I st ； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ① 线电压为380V 时，三相定子绕组应为Y 型接法. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min SN= (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？ 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁. 阳江市第一职业技术学校 三相异步电动机正反转控制线路教案 电子教研组 课题：三相异步电动机的正反转控制线路 教学内容及目的： 知识目标：掌握三相异步电动机正反转控制的设计思路，理解 其工作原理。 技能目标：能够完成三相异步电动机正反转控制的接线。 情感目标：培养学生自主学习能力，树立互帮互助的团队合作 意识。 教学重点： 设计三相异步电动机正反转控制线路。 教学难点： 分析三相异步电动机正反转控制线路的工作原理。 授课类型： 专业实操课 授课方法： 理论与实践一体化 教具准备 接线控制面板、剥线钳、尖嘴钳、一字起、十字起、若干导线。 教学内容教法与学法 一、新课导入（2分钟） 提问：（1）你见过升降机吗？ 如：工地上的起重设备，医院、高层住宅的电梯等。 （2）升降机的上升和下降是如何实现的？ 一般是通过电动机的正反转来实现，我们可以规定电动机正转 时为升降机的上升，反转时为升降机的下降。 （3）电动机又是如何实现正转和反转的呢？ 二、知识铺垫（3分钟） 电动机反转的条件：改变通入电动机定子绕组三相电源的相序。通过现实生活中我们熟悉的升降机引出今天上课的主题——电动机的正反转控制。 换相的方法：改变电源任意两相的接线。 三、学生自主设计（任务驱动法）（20分钟） 设计任务：要求完成一台三相异步电动机的正反转控制，当按下正转按钮时，电动机起动并正转运行；当按下停止按钮时，电动机停止运行，再按下反转按钮时，电动机起动并反转运行。 任务一：电动机正转线路设计 任务二：电动机反转线路设计简单回顾电工基础内容，为本次课找到突破口。 动画演示如何换相，让学生看的更直观、学的更容易、记得更清楚。 教学重点 给定任务，引导、启发学生循序渐进分步完成，培养学生自主学习和思维创新能力。（该设计任务课前发给学生，让学生预习。） 根据前面所学单向运转控制电路得出，既能巩固所学知识，也能为本次新课做铺垫。 电气原理分析电机要实现正反转控制，将其电源的相序中任意两相对调即可（我们称为换相），通常是V相不变，将U相与W相对调节器，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。由于将两相相序对调，故须确保二个KM线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。为安全起见，常采用按钮联锁（机械）与接触器联锁（电气）的双重联锁正反转控制线路（如下图所示）；使用了按钮联锁，即使同时按下正反转按钮，调相用的两接触器也不可能同时得电，机械上避免了相间短路。另外，由于应用的接触器联锁，所以只要其中一个接触器得电，其长闭触点就不会闭合，这样在机械、电气双重联锁的应用下，电机的供电系统不可能相间短路，有效地保护了电机，同时也避免在调相时相间短路造成事故，烧坏接触器。 3电气原理说明图中主回路采用两个接触器，即正转接触器KM1和反转接触器KM2。当接触器KM1的三对主触头接通时，三相电源的相序按U―V―W接入电动机。当接触器KM1的三对主触头断开，接触器KM2的三对主触头接通时，三相电源的相序按W―V―U接入电动机，电动机就向相反方向转动。电路要求接触器KM1和接触器KM2不能同时接通电源，否则它们的主触头将同时闭合，造成U、W两相电源短路。为此在KM1和KM2线圈各自支路中相互串联对方的一对辅助常闭触头，以保证接触器KM1和KM2不会同时接通电源，KM1和KM2的这两对辅助常闭触头在线路中所起的作用称为联锁或互锁作用，这两正向启动过程对辅助常闭触头就叫联锁或互锁触头。正向启动过程按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，与SB2并联的KM1的辅助常开触点闭合，以保证KMl线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。停止过程按下停止按钮SB1，接触器KMl线圈断电，与SB2并联的KM1的辅助触点断开，以保证KMl线圈持续失电，串联在电动机回路中的KMl的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。反向起动过程按下起动按钮SB3，接触器KM2线圈通电，与SB3并联的KM2的辅助常开触点闭合，以保证KM2线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。[1] 参考资料 1．电机的正反转控制．临清市顺发液压机械厂．2012-10-20 [引用日期2012-10-20] ． 1、如下图所示电路，为电动机自锁连续控制和点动控制局部电路，当按下______可实现______控制。 A．SB2／自锁连续控制 B．SB2／点动控制 C．SB1／点动控制 D．SB3／自锁连续控制 2、如图，为电动机的控制线路局部，KM为控制该电动机的接触器，则此电路可实现______。 A．点动控制 B．自锁控制 C．互锁控制 D．连续运转控制 3、如图所示，下列______原因会使电动机在合上QS后便转动，按下SB1后停机，松手后电机又转动。 A．将KM常开辅助触头误接成常闭辅助触头 B．SB2故障，粘牢导通，断不开 C．将SB1和SB2位置互换 D．将KM常开辅助触头误接成常闭辅助触头和SB2粘牢导通，断不开同时存在 4、如图所示，如果将KM的常开辅助触点一端由b接至a，则会出现______。A．电机仍能正常起动、停机 B．电机不能起动 C．不能进行点动 D．按下SB2电机可起动，但按下SB1不能停机 5、如图所示，如果在接线时误把双层按钮的常开和常闭触点互换，则会出现______。 A．合上QS三相电源开关后，电机立即转动起来 B．合上QS三相电源开关后，FU4、FU5烧断 C．合上QS三相电源开关后，按下SB2电机不动 D．合上QS三相电源开关后，热继电器动作，电机不转 6、如图所示，如果将KM的常开辅助触头误接成常闭辅助触头，则会出现______。A．合上QS三相电源开关后，FU4、FU5烧断 B．合上QS三相电源开关后电机立即转动起来 C．合上QS三相电源开关后，接触器线圈反复有电、断电，致使电机不能转起来D．合上QS三相电源开关后，电机只能点动，不能连续运转 实验目的 ⑴了解三相异步电动机接触器联锁正反转控制的接线和操作方法。 ⑵理解联锁和自锁的概念。 ⑶掌握三相异步电动机接触器的正反转控制的基本原理与实物连接的要求。 实验器材 三相异步电动机（M 3～）、万能表、联动空气开关（QS1）、单向空气开关（QS2）、交流接触器（KM1，KM2）、组合按钮（SB1，SB2，SB3）、端子排7副、导线若干、螺丝刀等。实验原理 三相异步电动机的旋转方向是取决于磁场的旋转方向，而磁场的旋转方向又取决于电源的相序，所以电源的相序决定了电动机的旋转方向。任意改变电源的相序时，电动机的旋转方向也会随之改变。 实验操作步骤 连接三相异步电动机原理图如图所示，其中线路中的正转用接触器KM1和反转用的接触器KM2，分别由按钮SB2和反转按钮SB2控制。控制电路有两条，一条由按钮SB1和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条由按钮SB2和KM2线圈等组成的反转控制电路。 当按下正转启动按钮SB1后，电源相通过空气开关QS1,QS2和停止按钮SB3的动断接点、正转启动按钮SB1的动合接点、接触器KM和其他的器件形成自锁，使得电动机开始正转，当按下SB3时，电动机停止转动，在按下SB2时，接触器KM和其他的器件形成自锁反转。安装接线 1在连接控制实验线路前，应先熟悉各按钮开关、交流接触器、空气开关的结构形式、动作原理及接线方式和方法。 2 在不通电的情况下，用万用表检查各触点的分、合情况是否良好。检查接触器时，特别需要检查接触器线圈电压与电源电压是否相符。 3将电器元件摆放均匀、整齐、紧凑、合理，并用螺丝进行安装，紧固各元件时应用力均匀，紧固程度适当。 三相交流异步电动机练习题 1、异步电动机空载时的功率因数与满载时比较，前者比后者______。 A ．高 B ．低 C ．都等于1 D ．都等于0 2、三相异步电动机的转矩与电源电压的关系是______。 A ．成正比 B ．成反比 C ．无关 D ．与电压平方成正比 3、三相异步电动机的转差率计算公式是______。（0n ：旋转磁场的转速，n ：转子 转速） A ．00/)(n n n s -= B ．n n n s /)(0+= C ．)/(00n n n s -= D ．)/(0n n n s += 4、三相异步电动机的转速越高，则其转差率绝对值越______。 A ．小 B ．大 C ．不变 D ．不一定 5、三相异步电动机的同步转速与电源频率f 磁极对数p 的关系是______。 A ．p f n /600= B ．f p n /600= C ．60/0pf n = D ．f p n 60/0= 6、三相异步电动机处于电动机工作状态时，其转差率一定为______。 A ．s ＞1 B ．s = 0 C ．0＜s ＜1 D ．s ＜0 7、三相对称电流电加在三相异步电动机的定子端，将会产生______。 A ．静止磁场 B ．脉动磁场 C ．旋转圆形磁场 D ．旋转椭圆形磁场 8、异步电动机在起动瞬间的转差率s =______，空载运行时转差率s 接近______。 A ．1／0 B ．0／1 C ．1／1 D ．0／0 9、计算异步电动机转差率s 的公式是 00/)(n n n s -=，其中0n 表示______，n 表示______。 A ．同步转速，旋转磁场的转速， B ．转子空载转速，转子额定转速 C ．旋转磁场的转速，转子转速 D ．旋转磁场的转速，同步转速 10、一般三相异步电动机在起动瞬间的转差率______，在空载时的转差率______，在额定负载时的转差率为______。 A ．≈0／≈1／0.02～0.06 B ．=1／≈0／0.002～0.006 C ．= 1／≈0／0.02～0.06 D ．=1／=1／≈0 11、异步电动机在______运行时转子感应电流的频率最低；异步电动机在______运行时转子感应电流频率最高。 A ．起动/空载 B ．空载/堵转 C ．额定/起动 D ．堵转/额定 12、当三相异步电动机转差率0＜s ＜1及-1＜s ＜0时，电动机分别工作处于______状态。 A ．正向电动/反向电动 B ．正向电动/反接制动 C ．正向电动/再生制动 D ．再生制动/反向电动 14、一台八极三相异步电动机，其同步转速为6 000 r /min ，则需接入频率为的三相交流电源______。 A ．50 Hz B ．60 Hz C ．100 Hz D ．400 Hz 15、三相异步电动机的旋转方向与______有关。 A ．三相交流电源的频率大小 B ．三相电源的频率大小 C ．三相电源的相序 D ．三相电源的电压大小 16、三相异步电动机的最大转矩为900 N ·m ，额定转矩为450 N ·m ，则电动机的 普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗？普通的三相异步电动机与变频调速的三相异步电动机有何区别？普通异步电机与变频电机的区别一一 普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。以下为变频器对电机的影响: 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波 频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1 （u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%?20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动 机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。 变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输岀。 6、电磁设计 对普通异步电动机来说，在设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启 动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加 2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。第6章 三相异步电动机的继电接触控制 习题参考答案
第三章 异步电机补充知识习题
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统精讲
第六章--控制电动机
第4章三相异步电动机基础教案.doc
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