第四章 三相异步电动机
一、 填空（每空1分）
1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。
答 s :s)(1:1-
2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。
答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz
3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。
答 1， σσ21X X '+
4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ，
2cos ? ,主磁通比，
正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大
5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。
答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz
6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。
答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗
7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动
8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器
9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。
答 大，同步电机为双边励磁
10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。
答 265??? ??，2
65??? ?? 二、 选择（每题1分）
1. 绕线式三相感应电动机，转子串电阻起动时（ ）。
A 起动转矩增大，起动电流增大；
B 起动转矩增大，起动电流减小；
C 起动转矩增大，起动电流不变；
D 起动转矩减小，起动电流增大。
答 B
2. 一台50Hz 三相感应电动机的转速为min /720r n =，该电机的级数和同步转速为
（ ）。
Ａ ４极，min /1500r ； Ｂ ６极，min /1000r ；
Ｃ ８极，min /750r ； Ｄ １０极，min /600r 。
答 C
3. ★笼型三相感应电动机的额定状态转速下降%10，该电机转子电流产生的旋转磁动势 相对于定子的转速（ ）。
A 上升 %10；
B 下降%10；
C 上升 %)101/(1+；
D 不变。
答 D
4. 国产额定转速为min /1450r 的三相感应电动机为（ ）极电机。
A 2；
B 4；
C 6；
D 8。
答 B
5. ★一台三相感应电动机拖动额定恒转矩负载运行时若电源电压下降%10此时电机的电磁转矩（ ）。
A N T T = ；
B N T T 81.0=；
C N T T 9.0= ；
D N T T >。
答 A
6. ★三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（ ）。
A 增大 ；
B 减小 ；
C 不变 ；
D 不能确定。
答 A
7. 三相感应电动机等效电路中的附加电阻 '-2)1(R s
s 上所消耗的电功率应等于（ ）： A 输出功率2P ； B 输入功率1P ；
C 电磁功率em P ；
D 总机械功率ΩP 。
答 D
8. 与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（ ）。
A 由于2R 增大，增大了损耗；
B 由于2X 减小，使无功电流增大；
C 由于2X 的增加，使2cos ?下降；
D 由于2R 减少，使输出功率减少。
答 C
9. ★适当增加三相绕线式感应电动机转子电阻2R 时，电动机的（ ）。 A st I 减少, st T 增加, max T 不变, m s 增加；
B st I 增加, st T 增加, max T 不变, m s 增加；
C st I 减少, st T 增加, max T 增大, m s 增加；
D st I 增加, st T 减少, max T 不变, m s 增加。
答 C
10. ★三相绕线式感应电动机拖动恒转矩负载运行时，采用转子回路串入电阻调速，运行时在不同转速上时，其转子回路电流的大小（ ）。
A 与转差率反比 ； C 与转差率无关；
B 与转差率正比 ； D 与转差率成某种函数关系。
答 C
三、判断（每题1分）
1. 三相感应电动机转子为任意转数时，定、转子合成基波磁势转速不变 。 （ ） 答 对
2. ★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动转矩就越大。 （ ） 答 错
3. 当三相感应电动机转子绕组短接并堵转时，轴上的输出功率为零，则定子边输入功率亦为零 。 （ ） 答 错
4. 三相感应电动机的功率因数1cos ?总是滞后的 。 （ ） 答 对
5. ★感应电动机运行时，总要从电源吸收一个滞后的无功电流。 （ ） 答 对
6. ★只要电源电压不变，感应电动机的定子铁耗和转子铁耗基本不变。 （ ） 答 错
7. 感应电动机的负载转矩在任何时候都绝不可能大于额定转矩。 （ ） 答 错
8. 绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩。 （ ） 答 错
9. 三相感应电动机起动电流越大，起动转矩也越大。 （ ）
答 错
10. ★三相绕线式感应电动机在转子回路中串电阻可增大起动转矩，所串电阻越大，起动电流就越小。 （ ） 答 对
四、简答（每题3分）
1. 感应电动机等效电路中的s s -1(
)'2R 代表什么含义？ 能否用电抗或电容代替﹖为什么？
答 '21R s
s -代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻，消耗在此电阻中的功率2'22111R s
s I m -将代表实际电机中所产生的全（总）机械功率；不能；因为电抗、电容消耗无功功率，而电机转子所产生的全（总）机械功率为有功功率。
2. ★感应电机转速变化时，转子磁势相对定子的转速是否改变？相对转子的转速是否改
变？
答 转子磁势相对定子转速不变,相对转子转速改变。
3. ★绕线型感应电动机，若⑴转子电阻增加；⑵漏电抗增大；⑶电源电压不变，但频率由
Hz 50变为Hz 60；试问这三种情况下最大转矩，起动转矩，起动电流会有什么变化？ 答 (1)最大转矩不变，起动转矩上升，起动电流下降；
(2) 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降；
(3) 最大转矩下降，起动转矩下降，起动电流下降。
4. ★三相感应电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降%10，对电机的同步转速
1n ，转子转速n ，主磁通m Φ，功率因数1cos ?，电磁转矩em T 有何影响？
答 同步转速不变；转子转速下降；主磁通下降；功率因数下降；电磁转矩不变。
5. 说明三相异步电动机等效电路中，参数'2'211,,,,,X R X R X R m m 以及'21R s
s -各代表什 么意义？
答 定子绕组电阻；定子绕组漏抗，表征定子绕组漏磁效应；激磁电阻，表征铁心损耗；激磁电抗，表征铁心磁化性能；归算到定子侧的转子绕组电阻；归算到定子侧的转子绕组漏抗；代表与转子所产生的机械功率相对应的等效电阻。
6. 感应电动机运行时，定子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁动势以什么速度
切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？
答 定子电流的频率为1f ，转子电流的频率为12sf f =，定子磁动势以1n 速度切割定子，以（n n -1）速度即1sn 速度切割转子；转子磁动势也以1n 速度切割定子，以1sn 速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。
7. 说明三相感应电动机转子绕组折算和频率折算的意义，折算是在什么条件下进行的？
答 转子绕组折算就是用新绕组替换原绕组。为了导出等效电路，用一个与定子绕组的相相数、匝数和绕组因数相同的等效绕组替换实际转子绕组，折算前后转子绕组的磁动势和 各种功率及损耗不变，因而从定子边看转子，一切未变。频率折算即用静止的
转子替换旋转的转子，折算条件也是磁动势和各种功率及损耗不变。为此，只要将转子
电阻2
R '换成s R 2'。 8. ★普通笼型感应电动机在额定电压下起动时，为什么起动电流很大，而起动转矩并不
大？
答 起动时0=n ，1=s ，旋转磁场以同步速度切割转子，在短路的转子绕组中感应很大的电动势和电流，引起与它平衡的定子电流的负载分量急剧增加，以致定子电流很大；
起 动时1=s ，s R 2
'很小，电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。由于22cos ?I C T m T em Φ=，当1=s 、12f f =时，使转子功率因数角222arctan
R X σ?=接近 90，2cos ?很小，22cos ?I 并不大；另外，因起动电流很大，定子绕组漏抗压降大，使感应电动势1E 减小，与之成正比的m Φ也减小。起动时，m Φ减小，22cos ?I 并不大，使得起动转矩并不大。
9. 感应电动机带负载运行，若电源电压下降过多，会产生什么严重后果？如果电源电压下
降%20，对最大转矩、起动转矩、转子电流、气隙磁通、转差率有何影响（设负载转矩不 变）？
答 最大转矩和起动转矩与电压平方成正比。如果电源电压下降过多，当起动转矩下降到小于负载转矩时，电动机不能起动。当最大转矩下降到小于负载转矩时，原来运行的电动机将停转。
电源电压下降%20，则最大转矩下降到原来的%64，起动转矩也下降到原来的%64。磁通下降到原来的%20，不考虑饱和的影响时，空载电流下降到原来的%20。在负载转矩不变的情况下，22cos ?I 上升%25，定子电流相应上升，电动机的转速有所降低，s 增大，m s 不变。
10. ★漏抗大小对感应电动机的起动电流、起动转矩、最大转矩、功率因数等有何影响？
答 当电源电压和频率一定时，最大转矩近似与漏抗σσ2
1X X '+成反比，漏抗越大，起动电流、起动转矩越小，功率因数越低。
五、计算（每题5分）
1. 一台三相感应电动机，额定功率kW P N 4=，额定电压V U N 380=，?型接法，额定
转速min /1442r n N =，定、转子的参数如下：
Ω=47.41R Ω='18.32
R Ω=9.11m R ； Ω=7.61σX Ω='85.92
σX Ω=7.6m X 。
试求在额定转速时的电磁转矩、最大转矩、起动电流和起动转矩。
解：转差率 0387.01500
1442150011=-=-=n n n s 额定转速时的电磁转矩 2212212211)()(31σσX X s
R R s R U T em '++'+'Ω= m N m N T ?=?+++???=14.29)85.97.6()0387
.018.347.4(0387.018.33803601500212
22π 最大转矩为 ])([231221211211m a x σ
σX X R R U T '+++Ω= m N m N ?=?+++??=77.63])85.97.6(47.447.4[2380360
150021222
π 起动电流为 2212211
)()(σσX X R R U I st '++'+=
A A 84.20)85.97.6()18.347.4(380
22=+++=
起动线电流 A A I I st stl 05.3684.2033=?==
起动转矩 22122
12211)()(31σσX X R R R U T '++'+'Ω= m N m N ?=?+++???=39.26)85.97.6()18.347.4(18.3380360
1500212
22π 2. 一台Hz 50、八极的三相感应电动机，额定转差率s N =0.043，问该机的同步转速是多少？
当该机运行在min /700r 时，转差率是多少？当该机运行在min /800r 时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多少？
解 同步转速 m i n /750m i n /4
50606011r r p f n =?== 额定转速 m i n
/717min /750)043.01()1(1r r n s n N N =?-=-=
当min /700r n =时，转差率 067.0750
70075011=-=-=n n n s 当min /800r n =时，转差率 067.0750
80075011-=-=-=n n n s 当电动机起动时，0=n ，转差率 175075011==-=
n n n s 3. ★有一台三相四极感应电动机，Hz 50，V U N 380=，Y 接法，83.0cos =N ?，
Ω=35.01R ，Ω='34.02
R ，04.0=N s ，机械损耗与附加损耗之和为W 288。设A I I N N 5.202
1='=，求此电动机额定运行时的输出功率、电磁功率、电磁转矩和负载转矩。 解： 全机械功率 W W R s s I m P N 1028834.004
.004.015.203122221=?-??='-'=Ω 输出功率 W W p p P P ad 10000)28810288()(2=-=+-=ΩΩ
电磁功率 W W s P P em 1071604
.01102881=-=-=Ω 同步转速 min /1500min /2
50606011r r p f n =?== 额定转速 min /1440min /1500)04.01()1(1r r n s n N =?-=-=
电磁转矩 m N m N n P P T em em em ?=????==Ω=26.68150016.32601071660
211π 或 m N m N P T em ?=??=Ω=
Ω26.68601440210288π 负载转矩 m N m N P T ?=??=Ω=35.6660
144021000022π 4. ★一台三相感应电动机，W P N 5.7=，额定电压V U N 380=，定子?接法，频率为Hz 50。额定负载运行时，定子铜耗为W 474，铁耗为W 231，机械损耗W 45，附加损耗W 5.37，已知min /960r n N =，824.0cos =N ?，试计算转子电流频率、转子铜耗、定
子电流和电机效率。
解 转差率 04.01000
960100011=-=-=n n n s 转子电流频率 Hz Hz sf f 25004.012=?==
全机械功率 W W p p P P ad 7583)5.450377500()(2=+=++=ΩΩ
电磁功率 W W s P P em 789804
.0175831=-=-=Ω 转子铜耗 W W sP p em Cu 316789804.02=?==
定子输入功率 W W p p P P Fe Cu em 8603)231
4747898(11=++=++= 定子线电流 A A U P I N 86.15824.038034.8603cos 311
1=??==?
电动机效率 %17.878603
750012===P P η 5. ★一台三相四极Hz 50感应电动机，kW P N 75=，min /1450r n N =，V U N 380=，A I N 160=，定子Y 接法。已知额定运行时，输出转矩为电磁转矩的%90，21Cu Cu p p =，kW p Fe 1.2=。试计算额定运行时的电磁功率、输入功率和功率因数。
解 转差率 0333.01500
14501500=-=s 输出转矩 m N m N P P T N N ?=????=Ω=Ω=2.4941450
2601075322π 电磁功率 kW kW T T P em em 21.8660
150029.02.4949.0121=??=Ω=Ω=π 转子铜耗 W W sP p em Cu 2870862100333.02=?==
定子铜耗 W p p Cu Cu 287021==
输入功率 W W P p p P em Fe Cu 91180)86210
21002870()(11=++=++= 功率因数 867.01603803911803cos 1
1=??==N N I U P ?
6. 已知三相铝线感应电动机的数据为kW P N 10=，V U N 380=，定子?接法，
A I N 36.11=，Hz 50，定子铝耗（ 75）W p Cu 557
1=，转子铝耗( 75)W p Cu 3142=，铁耗W p Fe 276=，机械损耗W p 77=Ω，附加损耗W p ad 200=。
试计算此电动机的额定转速、负载制动转矩、空载的制动转矩和电磁转矩。
解 同步转速为 m i n /1500m i n /2
5060601r r p f n =?== 全机械功率为 kW kW p p P P ad 28.10)2.0077.010(2=++=++=ΩΩ
额定负载试的转差率 02965.059
.10314.02===em Cu N p p s 额定转速 min /1456min /1500)02956.01()1(1r r n s n N N =?-=-=
负载制动转矩 m N m N P T ?=???=Ω=61.6560
1456210103
22π 空载制动转矩 m N m N p p T ad ?=??+=Ω+=Ω817.160
14562200770π 电磁转矩 m N m N T T T em ?=?+=+=42.67)817.16.65(02
7. ★一台三相四极Hz 50绕线式感应电动机，转子每相电阻Ω=015.02R 。额定运行时，转子相电流为A 200，min /1475r n N =，计算额定电磁转矩。若保持额定负载转矩不变，在转子回路串电阻，使转速降低到min /1200r ，求转子每相应串入的电阻值，此时定子电流、电磁功率、输入功率是否变化？
解 0167.01500
1475150011=-=-=n n n s N kW kW s R I m s p P N N Cu em 8.1070167
.0015.020********=??=== m N m N P T em ?=???=Ω=5.6861500
2608.1071π 当min /1200r n =时 2.015001200150011=-=-=
n n n s
因 s
R R s R t N +=22 所以 Ω=Ω???? ??-=???
? ??-=165.0015.010167.02.012R s s R N t 从感应电机的T 型等效电路可知，由于s
R R s R t N +=22，电路中的1Z 、2Z 以及m Z 均未变化。当1U 、1f 不变时，则定子电流、定子功率因数、定子电动势、气隙磁通、电磁功率、定子输入功率均未变化。转子电流、转子功率因数也未变化。
接入电阻后，转子铜耗
kW kW sP p em Cu 56.2178.1072.02=?==
所以，接入电阻后，转子总的铜耗增加，输出功率减小，电机效率降低。
8. ★★一台三相异步电动机，额定电压为V 380，Y 联接，频率为Hz 50，额定功率为kW 28，额定转速为min /950r ，额定负载时的功率因数为88.0，定子铜损耗及铁损耗共为kW 2.2，机械损耗为kW 1.1，忽略附加损耗，计算额定负载时的：
⑴ 转差率；⑵ 转子铜损耗；⑶ 效率；⑷ 定子电流；⑸ 转子电流的频率。 解 ⑴05.0min;/1000601
111=-===n n n s r p f n N N ⑵ kW p P P 1.292=+=ΩΩ Ω==Ω=-=Ω53.1;63.3012e N cu N
e P s p s P P ⑶ %3.85%10083.321211=?==++=P P kW
p p P P N Fe cu e η
⑷ A Cos U P I N
67.563111==φ ⑸ Hz sf f 5.212==
9. ★★一台四极笼式感应电动机，kW P N 200=，V U N 3801=，定子三角形接法，定子额定电流A I N 2341=，频率Hz 50，定子铜耗kW 12.5，转子铜耗kW 85.2，铁耗kW 8.3，
机械损耗kW 98.0，附加损耗kW 3，Ω=0345.01R ，Ω=9.5m X ，产生最大转矩时
Ω=202.01σX ，Ω='022.02
R ，Ω='195.02σX ，起动时由于磁路饱和集肤效应的影响，Ω=1375.01σX ，Ω='0715.02
R ，Ω='11.02σX 。试求：（1）额定负载下的转速，电磁转矩和效率。
（2）最大转矩倍数（即过载能力）和起动转矩倍数
解：（1）电磁功率
ad Cu N em p p p P P +++=Ω2
kW 83.206398.085.2200=+++=
0138.083
.20685.22===em Cu P p s min /1500250601r n =?=
所以
min /1479)1(1r s n n N =-?=
m N P T em em ?=??=Ω=7.1316150060
21083.20631π kW p p P P Fe Cu em 75.2158.312.583.206
11=++=++= %7.92%10075
.215200%10012=?=?=
P P N η （2） 034.19
.5202.01111=+=+=m X X σσ m N X X R R f pU m T ?=+++=6.3033)([422112
11112
11max σσσσπ 所以N m T T k max =
为过载能力 而
m N n P T N N
N ?=???==3.12911479
2100020060602π
所以
36.23
.12916.3033max ===N m T T k m N X X R R R f R pU m T st ?=++'++'=
4.2633)()([22
2112211112211σσσσπ 所以 04.23
.12914.2633===N st st T T k 10. ★一台6522--JQ 异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率Hz 50，额定功率kW 5.7，额定转速min /960r ，额定负载时824.0cos 1=?，定子铜耗W 474，铁耗W 231，机械损耗W 45，附加损耗W 5.37，试计算额定负载时，（1）转差率；(2)转子电流的频率；
（3）转子铜耗；（4）效率；（5）定子电流。
解：（1） min /10003
50606011r P f n =?== 04.01000
960100011=-=-=n n n s （2） Hz sf f 25004.012=?==
（3）
W p P P P ad 5.7582455.3775002=++=++=ΩΩ W P s s p Cu 94.31512=-=
Ω （4） Fe Cu Cu p p p P P +++=Ω121
W 44.860323147494.3155.7582=+++=
%17.87%10044
.86037500%10012=?=?=
P P η （5） A U P I 86.15824.0380344.8603cos 3111
1=??==?
16. 一台三相、六极、50赫的绕线式异步电动机，在额定负载时的转速为980转/分，折算
为定子频率的转子每相感应电势E ′2=110伏。问此时的转子电势E 2和它的频率f 2为何
值？若转子不动，定子绕组上施加某一低电压使电流在额定值左右，测得转子绕组每相感应电势为10.2伏，转子相电流为20安，转子每相电阻为0.1欧，忽略集肤效应的影
响，试求额定运行时的转子电流I 2和转子铜耗P CU2为何值？ 解：同步转速
1160605010003
f n p ?=
==转/分 额定转差率 1110009800.021000
n n s n --=
== 转子相电势 220.02110 2.2s E sE ==?=伏
转子频率
210.02501f sf ==?=赫
低压不转时转子每相漏阻抗
2210.20.5120
k k E Z I ===欧 20.1r =欧
20.5x σ===欧
由于不转，250f =赫，电流在额定值左右并忽略集肤效应的影响，所以2r 和2x σ可作为电机正常运行时转子电阻值和折算到50赫的转子漏抗值 转子相电流
221.9I =
==安
转子铜耗 222223321.90.1144cu p I r ==??=瓦
17.
17. 一台JQ 2－52－6异步电动机，额定电压380伏，定子三角形接法，频率50Hz ，额定功
率7.5kw ，额定转速960r/m ，额定负载时10.824Cos ?=，定子铜耗474W ，铁耗231W ，机械损耗45w ，附加损耗37.5w. 试计算额定负载时的：
（1）转差率；
（2）转子电流的频率；
（3）转子铜耗；
（4）效率；
（5）定子电流。
解：（1）
n 1＝16060501000/3
f r m P ?== 1
110009600.041000n n S n --=
== （2） 210.04502S Hz f f ==?=
（3）
2750037.5457582.5mec m ad w P P P P =++=++= 2315.941cu mec S P P S ==- w （4）
121mec cu cu Fe P P P P P =+++ w 44.860323147494.3155.7582=+++= 217500100%100%87.17%8603.44
P P η=?=?= （5）
115.86A I ===
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.
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 高压鼠笼及绕线型三相异步电动机 使用维护说明书 （节选） 二零一一年十月 ...... 5.检查及维护 为保证电机连续安全可靠使用，必须及时进行检查和维护，查出隐患防止故障扩大。建议按以下准则进行检查和维护工作。 5.1.电机在运行时的常规检查 建议要经常检查润滑系统及所有油位表中的油位。通过油环观察窗查看油环的旋转情况。如果发现漏油，应查明原因并加以纠正，要注意监视润滑油的变色及污染的情况。 注意任何噪声或振动的突然增大或过大，并应迅速纠正。 在连续运行期间应定期检查轴承温度，至少每天一次。 5.2.维护计划 对于一般使用条件下的电机，推荐以下维护计划的检查内容。 5.2.1.每星期的检查 a）在提供的测温装置处测量温度，这是为了测量定子绕组、冷却空气及轴承的温度（例如埋入式电阻测温元件）； b）检查和监听整台电机是否有不正常的机械噪声或者出现变化的响声（例如摩擦或敲击声等）； c）当采用水—空热交换器装置时，用目测检查水管是否漏水； d）当采用过滤器装置时，用目测检查过滤器的沾污程度； e）用手检查或用温度计（如果装有）在测温装置处测量并记录轴承温度。 5.2.2.每月的检查 a）用轻便型测量设备测量振动，测量点位置在轴承室中部； b）检查所有电缆、连接线及其紧固情况； c）如果是绕线式转子，检查在滑环、导电螺杆及电刷装置上灰尘聚积的程度，需要时清除沉积的灰尘。检查电刷的磨损及在刷握中自由活动的情况，如果需要，则更换电刷，更换电刷的注意事项详见5.11.4条。 d）当采用过滤器装置时，在过滤监视器动作后（例如压差开关）则应更换或清理过滤器； e）在油润滑的轴承中，检查油环运转是否平稳以及带油的情况。检查轴承密封是否漏油，如果已弄脏，则清除脏物，检查供油设备。 5.2.3.每季的检查 a）测量定、转子绕组的绝缘电阻； b）用一只额定电压为500V的兆欧表测量绝缘的轴承或座与钢的基础之间的绝缘电阻（仅对座式滑动轴承电机要求）； c）检查电源、仪表及控制接线上灰尘沉积的程度； d）检查接地电刷（如果有的话），确保电刷的长度与压力。 5.3.绕组的检查及清理 拆掉端盖或挡风板（如果有的话）以便检查，为了全面的检查及清洁绕组，必须从定子内抽出转子。有好几种方法都可以用于清洁绕组，最有效的方法要根据积聚在绕组上灰尘的种类和数量而定。以下列出了可以采用的清理方法供参考。 5.4.绝缘电阻 采用单相电源供电的三相异步电动机接线方法 三相异步电动机由于构造简单、成本低、维修使用方便、运行可靠等优点，被广泛应用于工农业生产。三相电动机的电源应是三相电源，但实际上常会遇到只有单相电源的问题，特别是在家用电器上用的都是单相电动机，坏了以后想用三相电动机代替，就必须做适当的改接，以使三相电动机适应于单相电源而正常工作，下面具体谈其接线方法。 改接原理 三相异步电机是利用三相互隔120°角度的平衡电流，通过定子绕组时产生一个随时间变化的旋转磁场，以驱使电动机运转工作的。在谈到三相异步电机改单相使用之前，先要说明单相异步电动机旋转磁场建立问题，单相电动机只有在建立旋转磁场后才能够起动。它之所以没有初始起动转距，是因为在单相绕组中建立起的磁场不是旋转的，而是脉动的，换句话说，它对定子来讲是不动的。在这种情况下，定子的脉动磁场与转子导体内的电流相互作用是不能产生转矩的，因为没有旋转磁场，所以就不能使电机起动运转。但是电动机内部两个绕组的位置有空间角度差，若设法再产生一不同相的电流，使两相电流在时间上有一定的相位差，才能产生旋转磁场，使电机起动。因此单相电动机的定子除了有工作绕组外，还必须有起动绕组。根据此原理，可利用三相异步电机定子的三相绕组，将其中一相绕组线圈采用电容或电感移相的方法，使两相通过不同的电流，这样就能建立旋转磁场，使电动机起动运转。当三相异步电机改为单相电源使用时，其功率仅是原来的2／3。 改接方法 要把三相电机使用在单相电源上，可将三相异步电动机定子绕组中的任意二相绕组线圈首先串联，再与另一相绕组并联接入电源。这时，两个绕组里的磁通量在空间上虽然有相位差，但因工作绕组和起动绕组都是接在同一电源上，如按时间来讲，电流是相同的。因此，只有在起动绕组上串联一只电容器、电感线圈或电阻，才能使电流有相位差。在接法上为了增大起动转矩，可用一台自耦变压器将单相电源的电压由220v升到380V，示意图如图1所示。一般小型电动机均为Y接，对Y接的三相异步电动机用此种方法接线，应将串入电容c的绕组接线端子接在自耦变压器起头端子上，如需改变转轴转动方向，可按图2接线。 如果不升高电压，接在220V的电源也可用此图示。因为原来接三相380V电源电压的绕组，现在用于220V电源，电压太低了，所以转矩太低。 图3接线转矩太低，若增大力矩可将移相电容串入二相绕组连在一起的线圈中，用此绕组为起动绕组，单只线圈直接接在220V电源上，见图4。 图3、图4如果需要改变转轴转动方向，可将起动绕组或运转绕组的头尾换一下就可。 两个绕组串联后的磁矩(其中一相反串)是由两个夹角互为60°磁矩合成的(如图5)，其磁矩远远大于由两个夹角互为120°合成的磁矩(如图6两绕组顺串)，所以图5接线的起动转矩 三相异步电动机的维护保养 启动前的准备和检查 1、检查电动及启动设备接地是否可靠和完整，接线是否正确与良好。 2、检查电动机铭牌所示电压、频率与电源电压、频率是否相符。 3、新安装或长期停用的电动机启动前应检查绕组相对相、相对地绝缘电阻。绝缘地那组应大于0.5兆欧，如果低于此值，须将绕组烘干。 4、对绕线型转子应检查其集电环上的电刷装置是否能正常工作，电刷压力是否符合要求。 5、检查电动机转动是否灵活，滑动轴承内的油是否达到规定油位。 6、检查电动机所用熔断器的额定电流是否符合要求。 7、检查电动机各紧固螺栓及安装螺栓是否拧紧。 上述各检查全部达到要求后，可启动电动机。电动机启动后，空载运行30分钟左右，注意观察电动机是否有异常现象，如发现噪声、震动、发热等不正常情况，应采取措施，待情况消除后，才能投入运行。 启动绕线型电动机时，应将启动变阻器接入转子电路中。对有电刷提升机构的电动机，应放下电刷，并断开短路装置，合上定子电路开关，扳动变阻器。当电动机接近额定转速时，提起电刷，合上短路装置，电动机启动完毕。 行中的维护 1、电动机应经常保持清洁，不允许有杂物进入电动机内部；进风口和出风口必须保持畅通。 2、用仪表监视电源电压、频率及电动机的负载电流。电源电压、频率要符合电动机铭牌数据，电动机负载电流不得超过铭牌上的规定值，否则要查明原因，采取措施，不良情况消除后方能继续运行。 3、采取必要手段检测电动机各部位温升。 4、对于绕相型转子电机，应经常注意电刷与集电环间的接触压力、磨损及火花情况。电动机停转时，应断开定子电路内的开关，然后将电刷提升机构扳到启动位置，断开短路装置。 5、电动机运行后定期维修，一般分小修、大修两种。小修属一般检修，对电动机启动设备及整体不作大的拆卸，约一季度一次，大修要将所有传动装置及电动机的所有零部件都拆卸下来，并将拆卸的零部件作全面的检查及清洗，一般一年一次。 三相异步电动机常见故障原因及维修方法 三相异步电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。 一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。 1．故障原因①电源未通（至少两相未通）；②熔丝熔断（至少两相熔断）； ③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。 2．故障排除①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改 三相异步电动机的设 计说明书 一．三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机由两个基本部分构成：固定部分—定子和转子，转子 按其结构可分为鼠笼型和绕线型两种。 1-1.定子的结构组成 定子由定子铁心、机座、定子绕组等部分组成，定子铁心是异步电动机磁路的一部分，一般由0.5毫米厚的硅钢片叠压而成，用压圈及扣片固紧，各片之间相互绝缘，以减少涡流损耗。 定子绕组是由带有绝缘的铝导线或铜导线绕制而成的，小型电机采用散下线圈或称软绕组，大中型电机采用成型线圈，又称为硬绕组。 1-2.转子的结构组成 转子由转子铁心、转子绕组、转子支架、转轴和风扇等部分组成，转子铁心和定子铁心一样，也是由0.5毫米硅钢片叠压而成。鼠笼型转子的绕组是由安放在转子铁心槽的裸导条和两端的环形端环连接而成，如果去掉转子铁心，绕组的形状象一个笼子；绕线型转子的绕组与定子绕组相似，做成三相绕组，在部星型或三角型。 1-3.工作原理 当定子绕组接至三相对称电源时，流入定子绕组的三相对称电流，在气隙产生一个以同步转速n 1 旋转的定子旋转磁场，设旋转磁场的转向为逆 时针，当旋转磁场的磁力线切割转子导体时，将在导体产生感应电动势e 2 ，电动势的方向根据右手定则确定。N极下的电动势方向用?表示，S极下的 电动势用Θ表示，转子电流的有功分量i 2a 与e 2 同相位，所以Θ ?和既表示 电动势的方向，又表示电流有功分量的方向。转子电流有功分量与气隙旋转磁场相互作用产生电磁力f em ,根据左手定则，在N极下的所有电流方向为 ?的导体和在S极下所有电流流向为Θ的导体均产生沿着逆时针方向的切 向电磁力f em ,在该电磁力作用下，使转子受到了逆时针方向的电磁转矩M em 的驱动作用，转子将沿着旋转磁场相同的方向转动。驱动转子的电磁转矩与转子轴端拖动的生产机械的制动转矩相平衡，转子将以恒速n拖动生产机械稳定运行，从而实现了电能与机械能之间的能量转换，这就是异步电动机的基本工作原理。 二．异步电动机存在的缺点 2-1.笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。 （1）起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，这就造成严重的“大马拉小车”，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。第二种办法是增购液力偶合器，先让电动机空载起动，在由液力偶合器驱动负载。这种办法同样要增加添购设备的投资，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪费3%的电能，因而整个驱动装置的效率很低，同样浪费电量，更何况添加液力偶合器之后，机组的运行可靠性大大下降，显著增加维护困难，因此不是一个好办法。 （2）大转矩不大，用于驱动经常出现短时过负荷的负载，如矿山所用破碎机等时，往往停转而烧坏电动机。以致只能在轻载状况下运行，既降低了产量又浪费电能。 （3）起动电流很大，增加了所需供电变压器的容量，从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流，同样要增加添购降压装置的投资，并且使本来就不好的起动特性进一步恶化。 2-2.绕线型感应电动机 绕线性感应电动机正常运行时，三相绕组通过集电环短路。起动时，为减小起动电流，转子中可以串入起动电阻，转子串入适当的电阻，不仅可以减小起动电流，而且由于转子功率因数和转子电流有功分量增大，起动转矩也可增大。这种电动机还可通过改变外串电阻调速。绕线型电动机 三相异步电动机维护检修 1 总则 本作业指导书适用于云峰分公司高、低压交流三相异步电动机维护检修（中修和小修）作业时使用。 对特别重要或大容量的电动机应逐步开展状态监测，以便使检修工作更有 针对性，确保安全运行。 2.完好标准 2.1 零部件质量 2.1.1 电动机外壳完整，无明显缺陷，表面油漆色调一致，名牌清晰。 2.1.2润滑油脂质量符合要求，油量适当，不漏油。 2.1.3电动机内部无积灰和油污，风道畅通。 2.1.4外壳防护能力或防爆性能良好，既符合电动机出厂标准，又符合周围环 境的要求。 2.1.5定转子绕组及铁芯无老化、变色和松动现象，槽楔端部垫块及绑线齐全 紧固。 2.1.6定转子间的间隙符合要求。 2.1.7风扇叶片齐全，角度适合，固定牢固。 2.1.8外壳有良好而明显的接地（接零）线。 2.1.9各部件的螺栓、螺母齐全紧固，正规合适。 2.1.10埋入式温度计齐全，接线完整，测温表计指示正确。 2.1.11启动装置好用，性能符合电动机要求。 2.1.12通风系统完整，防锈漆无脱落，风道不漏风，风过滤器、风冷却器性能 良好，风机运行正常。 2.1.13操作盘油漆完好，部件齐全，接线正确，标示明显。 2.1.14保护、测量、信号、操作装置齐全，指示正确，动作灵活可靠。 2.1.15电动机基础完整无缺。 2.1.16电源线路接线正确牢固，相序标志分明，电缆外皮有良好的接地（接零） 2.2 运行状况 2.2.1 在额定电压下运行，能够达到的铭牌数据要求，各部位温升不超过表1所允许值。 表 1 电动机的最高允许温升（环境温度为40℃时） 2.2.2 电动机的振动值（两倍振幅值），一般应大于表2的规定。对于Y系列电动机，空载振动、速度的有效值应不超过表3所列数 据。 表 2 电动机的允许振动值 表 3 Y系列电动机空载振动、速度允许值 2.2.3滑动轴承电动机之转子轴向窜动应不大于表4规定。 表 4 滑动轴承电动机之转子轴向窜动允许值 注：向两侧轴向窜动范围，应根据转子磁性中心位置确定。 2.2.4换向器、集电环表面光滑，电刷与换向器（或集电环）的接触良好，运 行无火花。电刷牌号符合设计要求，电刷压力适当、均匀，一般应为15～25kPa，同一电刷组上每一电刷的单位压力差不得大于10%。 10.3 节 一、填空题 1、异步电动机的电磁转矩是由和共同作用产生的。 2、三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻r2 值关，起动转矩的大小与转子电阻r2 关。 （填有无关系） 3、一台线式异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的旋转磁场转速，转差率，转速，最大电磁转矩，过载能力，电磁转矩。 4、若三相异步电动机的电源电压降为额定电压的0.8 倍，则该电动机的起动转矩T st =?T stN 。 5、一台频率为f1= 60Hz 的三相异步电动机，接在频率为50Hz 的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的，起动转矩变为原来的。 6、若异步电动机的漏抗增大，则其起动转矩，其最大转矩。 7、绕线式异步电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流，起动转矩。 二、选择题 1、设计在f1= 50Hz 电源上运行的三相异步电动机现改为在电压相同频率为60Hz 的电网上，其电动机的（）。 （A）T st 减小，T max 减小，I st 增大（B）T st 减小，T max 增大，I st 减小 （C）T st 减小，T max 减小，I st 减小（D）T st 增大，T max 增大，I st 增大 2、适当增加三相绕线式异步电动机转子电阻r2时，电动机的（）。 （A）I st 减少, T st 增加, T max 不变, s m 增加（B）I st 增加, T st 增加, T max 不变, s m 增加 （C）I st 减少, T st 增加, T max 增大, s m 增加（D）I st 增加, T st 减少, T max 不变, s m 增加 3、一台运行于额定负载的三相异步电动机，当电源电压下降10%，稳定运行后，电机的电磁转矩（）。（A）T em =T N （B）T em = 0.8T N （C）T em = 0.9T N （D）T em >T N 4、一台绕线式异步电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻r = 2r2',测得转差率将为 （）（r 已折算到定子边）。 （A）等于原先的转差率s （B）三倍于原先的转差率s （C）两倍于原先的转差率s （D）无法确定 5、异步电动机的电磁转矩与( )。 （A）定子线电压的平方成正比；（B）定子线电压成正比； （C）定子相电压平方成反比；（D）定子相电压平方成正比。 6、一般电动机的最大转矩与额定转矩的比值叫过载系数，一般此值应( )。 （A）等于1 （B）小于1 （C）大于1 （D）等于0 三、问答题 三相异步电动机型号字母表示的含义 J——异步电动机； O——封闭； L——铝线缠组； W——户外； Z——冶金起重； Q——高起动转轮； D——多速； B——防爆； R一绕线式； S——双鼠笼； K一—高速； H——高转差率。 电磁滑差调速电机型号字母表示的含义 YCT系列电磁调调速三相异步电动机是一种交流恒转矩无级调速电动机。其调速特点是调速范围大、无失控区、起动力矩大、可以强励起动，频繁起动时，对电网无冲击。适用于纺织、化工、治金、建材、食品、矿山等部门，如，可用于油漆流水线、装配流水线的的传输带、注塑料机、印刷机、印染机、空调设备、输送设备等。 型号含意 YD系列变极多速三相异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型节能电动机，是Y系列（IP44）三相异步电动机的主要派生系列之一 型号说明 产品型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四个部分组成。它们 的排列顺序为：产品代号—规格代号—特殊环境代号—补充代号。 一、产品代号：由电机类型代号、电机特点代号、设计序号和励磁方式代号等四个 小节顺序组成。 1，类型代号是表征电机的各种类型而采用的汉语拼音字母。 比如：异步电动机Y 同步电动机T 同步发电机TF 直流电动机Z 直流发电机ZF 2，特点代号是表征电机的性能、结构或用途，也采用汉语拼音字母表示 比如：隔爆型用B表示YB轴流通风机上用YT 电磁制动式YEJ变频调速式YVP 变极多速式YD 起重机用YZD等 3.设计序号是指电机产品设计的顺序，用阿拉伯数字表示。对于第一次设计的产品不标注设计序号， 对系列产品所派生的产品按设计的顺序标注。比如：Y2 YB2 4励磁方式代号分别用字母表示，S表示三次谐波，J表示晶闸管，X表示相复励磁 二．规格代号主要用中心高、机座长度、铁心长度、极数来表示。 1，中心高指由电机轴心到机座底角面的高度；根据中心高的不同可以将电机分为大型、中型、小型和微型四种，其中中心高 H在45mm~71mm的属于微型电动机； H在80mm~315mm的属于小型电动机； H在355mm~630mm的属于中型电动机； H在630mm以上属于大型电动机。 2. 机座长度用国际通用字母表示：S——短机座 M——中机座 L——长机座 3，铁心长度用阿拉伯数字1、2、3、4、、、由长至短分别表示 4，极数分2极、4极、6极、8极等。 三，特殊环境代号有如下规定： 特殊环境 代号 “高”原用 G 船（“海”）用 H 三相异步电动机 使用维护说明书 东营恒信电器集团有限公司 目录 1.起动 (3) 1.1.收货检验 (3) 1.2.绝缘性能检测 (3) 1.3.直接起动或Y/△起动 (3) 1.4.接线柱和旋转方向 (3) 2.使用说明 (4) 2.1.运行环境 (4) 2.2.安全要素 (4) 2.3.遵守规则 (4) 3.管理 (4) 3.1.贮存 (4) 3.2.运输 (4) 3.3.重量 (4) 4.安装 (5) 4.1.垫板 (5) 4.2.底脚螺栓安装 (5) 4.3.排水孔 (5) 4.4.调整安装 (5) 4.5.滑轨和皮带轮 (5) 5.电气联接 (5) 6.安装和拆换 (6) 6.1.概论 (6) 6.2.轴承 (6) 6.3.离合器和皮带轮的安装 (6) 6.4.平衡 (6) 7.维护和润滑 (6) 7.1.概论 (6) 7.2.润滑 (7) 7.3.润滑脂 (7) 7.4.注意 (8) 1.起动 1.1.收货检验 收货后，立即检验电机有无外部损伤，检验所有的铭牌数据，尤其是电压和绕组的连接方式（Y或△）。 用手旋转转轴，检验电机空转情况，如果电机装有锁定装置，注意将其打开。 1.2.绝缘性能检测 电机初次使用之前，绕组有可能受潮，都要测量其绝缘电阻值。25℃时测量的绝缘电阻值应超过参考值， R i≧20x U 1000+2P M U=电压V，P=输出功率kw 【注意】测量后绕组要立即放电，避免电击。 周围环境温度每升高20℃，电阻的参考值减少一半。 如果没有达到绝缘电阻的参考值，绕组就必须烘干。 烘炉的温度为90℃，时间12-16小时。 如果安装了排水管，烘干时必须将其打开。 绕组被海水浸泡后一般要重绕。 1.3.直接起动或Y/△起动 标准单速电机的接线盒一般有6个接线螺栓和至少1个接地螺栓。电机通电之前，必须按规定要求可靠接地，不能接零代替接地。 电压和绕组连接方式在铭牌上有标注。 1.3.1.直接起动 绕组可以采用Y或△接法，例如660VY，380V△分别表示660VY接法和380V△接法。1.3.2.Y/△起动 电源电压必须等于△接法电机的额定电压。 拆下接线板上所有的接线片，按Y/△起动装置接线，妥善连接到电机六个接线柱上，并能从起动初期的Y连接跳到自动完成的△连接。双速电机和其他特种电机的电源接法，必须依照接线盒内的接线图说明。 1.4.接线柱和旋转方向 如果电源相序U，V，W依次与接线柱U1，V1，W1连接，从电机的驱动端观察转轴，其旋转方向为顺时针。 换接电线中的任意两相就可以改变电机的旋转方向。 三相异步电动机结构图解 图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒 异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为 0.2mm～2mm。 三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构 基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分 定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。 (a)直条形式(b)斜条形式 图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 三相交流异步电动机常见故障及维护 摘要：本文针对三相交流异步电动机使用量大故障率较高这一实际情况，着重分析了三相交流异步电动机常见故障和异常现象，及主要原因，同时提出了一些具体的防范措施和处理方法，做到尽可能地及时发现和消除电动机的事故隐患，保证电动机安全运行。 关键词：三相交流异步电动故障处理方法 论文主体： 三相交流异步电动机是工农业生产中最常见的电气设备，其作用是把电能转换为机械能。在工农业生产中发挥着巨大的作用，给人们的生活带来了极大的便利。也是用的最多电动机，其结构简单，起步方便，体积较小，工作可靠，坚固耐用，便于维护和检修。为了保证异步电动机的安全运行，电气工作人员必须掌握有关异步电动机的安全运行的基本知识，了解对异步电动机的安全评估，做到尽可能地及时发现和消除电动机的事故隐患，保证电动机安全运行。 一、电动机的选型 1．根据电动机安装地点的周围环境来选择电动机的形式。 电动机的常见形式有防护式和封闭式两种。防护式的通风性能较好，价格低，适合环境干燥，灰尘少的地方采用；如果灰尘较多，水滴飞溅的地方，应采用封闭式电动机。另外，还有一种密封式电动机，可以浸汲在水里工作，电动潜水泵就采用这种电动机。 2．根据使用负荷情况，选择电动机的功率。 电动机的功率一般应为生产机械功率的1．1~ 1．5倍。如果功率选择过大，不仅增加投资，同时也降低了机械效率，增加生产成本。如果功率选择过小，电动机长期承受过大负荷，会使温度上升过高而 损坏绝缘，缩短电动机使用寿命。 3．根据工作机械的转速要求以及传动方式选择电动机。 转速配套原则是使电动机和生产机械都在额定转速下运行，传动方式两者相同。 二、电动机常见故障原因及处理 1、电动机起动困难或不能起动的原因及处理方法： （1）某一相熔丝断路，缺相运行，且有嗡嗡声。如果两相熔丝断路，电动机不动且无声。找出引起熔丝熔断的原因排除之，并更换新的熔丝。 （2）电源电压太低，或者是降低起动时降压太多。是前者应查找原因；是后者应适当提高起动压降，如用的是自耦减压起动器，可改变抽头提高起动电压。 （3）定子绕组或转子绕组断路，也可能是绕线转子电刷及滑环没有接触，应检查。 （4）定子绕组相间短路或接地，可用兆欧表检查。 （5）定子绕组接线错误，如误将三角形接成星形，或将首末端接反，应检查纠正。 （6）定子及转子铁心相擦。 （7）轴承损坏或被卡住，应更换轴承。 （8）负载过重，应减小负载。 （9）机械故障，被带作业机械本身转动不灵活，或卡住不能转动。 （10）皮带拉得过紧，摩擦加剧，应调整皮带松紧度。 （11）起动设备接线有错误或有故障，检查纠正，排除故障。 2、电动机温升过高或冒烟的原因及处理方法： （1）当电压超过电动机额定电压10%以上，或低于电动机额定 第五章 三相异步电动机绕组 一、填空（每空1分） 1. 一台50HZ 的三相电机通以60 HZ 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极数 。 答：不变，变大，不变。 2. ★单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大小 ，转向 ，转速 的两个旋转磁势。 答：脉振磁势，相等，相反，相等。 3. 有一个三相双层叠绕组，2p=4, Z 1=36, 支路数a=1，那么极距τ= 槽，每极每相槽数q= ，槽距角α= ，分布因数1d k = ，18y =，节距因数1p k = ,绕组因数1w k = 。 答：9，3，20°，，， 4. ★若消除相电势中ν次谐波，在采用短距方法中，节距1y = τ，ν 次谐波磁势在定子绕组中感应电势的频率是 。 答：1,νν -1f 5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中ia ＝１０Sin(wt)，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ；当Ia =-5A 时，其幅值位于 。 答：A 相绕组轴线处，B 相绕组轴线处。 6. ★将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成磁势为 。 答：脉振磁势。 7. ★对称交流绕组通以正弦交流电时，υ次谐波磁势的转速为 。 答：1 n ν 8. 三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以 基波旋转磁动势的转速旋转，转向与基波转向 ，在定子绕组中，感应电势的频率为 ，要消除它定子绕组节距1y = 。 答：1/5,相反，f 1,45τ 9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f ，则同步电动机转子磁极磁场的3次谐波极距为 ； 在电枢绕组中所感应的电势频率为 ；如3次谐波相电势有效值为E 3，则线电势有效值为 ；同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产生的3次谐波磁势表达式为 。三相绕组流过对称三相电流时3次谐波磁势幅值为 。 答：3τ ，f,0,3F cos3cos x t φπωτ ,0 教案（首页） 授课班级机电高职1002 授课日期 课题序号 3.5 授课形式讲授授课时数 2 课题名称三相异步电动机的使用、维护和检修 教学目标1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 3．熟悉三相异步电动机的定期检修内容。 4．了解三相异步电动机的常见故障以及处理方法。 教学重点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教学难点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教材内容更 新、补 充及删减 无 课外作业补充 教学后记无 送审记录 课堂时间安排和板书设计 复习5 导 入 5 新 授 60 练 习 15 小 结 5 一、电机选择原则 1、电源的原则 2、防护形式的选择 3、功率的选择 4、起动情况选择 5、转速的选择 二、电机的安装原则 三、电机的接地装置 四、电机的定期检查和保养 五、三相异步电机的常见故障及处理方法 课堂教学安排 课题序号课题名称第页共页教学过程主要教学内容及步骤 导入新授三相异步电动机在生产设备中长期不间断地工作，是目前工矿企业的主要动力装置，电动机的使用寿命是有限的，因为电动机轴承的逐渐磨损、绝缘材料的逐渐老化等等，这些现象是不可避免的。但一般来说，只要选用正确、安装良好、维修保养完善，电动机的使用寿命还是比较长的。在使用中如何尽量避免对电动机的损害，及时发现电动机运行中的故障隐患，对电动机的安全运行意义重大。因此，电动机在运行中的监视和维护，定期的检查维修，是消灭故障隐患，延长电动机使用寿命，减小不必要损失的重要手段。 一、电动机的选择原则 合理选择电动机是正确使用电动机的前提。电动机品种繁多，性能各异，选择时要全面考虑电源、负载、使用环境等诸多因素。对于与电动机使用相配套的控制电器和保护电器的选择也是同样重要的。 1．电源的选择 在三相异步电动机中，中小功率电动机大多采用三相380V电压，但也有使用三相22OV电压的。在电源频率方面，我国自行生产的电动机采用50Hz的频率，而世界上有些国家采用60Hz的交流电源。虽然频率不同不至于烧毁电动机，但其工作性能将大不一样。因此，在选择电动机时应根据电源的情况和电动机的铭牌正确选用。 2．防护型式的选择 由于工作环境不尽相同，有的生产场所温度较高、有的生产场所有大量的粉尘、有的场所空气中含有爆炸性气体或腐蚀性气体等等。这些环境都会使电动机的绝缘状况恶化，从而缩短电动机的使用寿命，甚至危及生命和财产的安全。因此，使用时有必要选择各种不同结构形式的电动机，以保证在各种不同的工作环境中能安全可靠地运行。电动机的外壳一般有如下型式: (1)开启型外壳有通风孔，借助和转轴连成一体的通风风扇使周围的空气与电动机内部的空气流通。此型电动机冷却效果好，适用于干燥无尘的场所。 (2)防护型机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触。若电动机通风口用带网孔的遮盖物盖起来，叫网罩式；通风口可防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部的叫防漏式；通风口可防止与垂直成100o范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部的叫防溅式。(3)封闭式机壳严密密封，靠自身或外部风扇冷却，外壳带有散热片。适用于潮湿、多尘或含酸性气体的场合。 (4)防水式外壳结构能阻止一定压力的水进入电动机内部。 (5)水密式当电动机浸没在水中时，外壳结构能防止水进入电动机内部。 (6)潜水式电动机能长期在规定的水压下运行。 (7)防爆式电动机外壳能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，从而引起外部燃烧气体的爆炸。 3．功率的选择 课堂教学安排 课题序号课题名称第页共页 三相异步电动机例题 1.一台Y160M2—2三相异步电动机的额定数据如下：P N =15 kW, U N =380 V ， =0.88, =88.2%,定子绕组为△连接。试求该电动机的额定电流和对应的相电流。 解: 2.有一台 Y 形连接的三相绕线转子异步电动机, U N =380 V, f N =50 Hz , n N =1400 r/min , 其参数 为r 1= =0.4 Ω, Ｘ1= =1 Ω, X m =40 Ω, 忽略r m , 已知定、转子有效匝数比为4。 (1) 求额定负载时的转差率 s N 和转子电流频率 f 2N ; (2) 根据近似等效电路求额定负载时的定子电流I 1、转子电流 I 2、励磁电流 I 0 和功率因数 。 3.有一台 Y 形连接的6极三相异步电动机 , P N =145 kW, U N =380 V , f N =50 Hz 。额定运行时p Cu2=3000 W , p m +p ad =2000 W, p Cu1+p Fe =5000 W, cos =0.8。试求： (1) 额定运行时的电磁功率P em 、额定转差率s N 、额定效率ηN 和额定电流I N 。 (2) 额定运行时的电磁转矩T 、额定转矩 T N 和空载阻转矩T 0 。N cos ?N η'2r '2X 1cos ? X U 2'1? 4.某三相异步电动机，定子电压的频率f1＝50 Hz,极对数p＝1，转差率s＝0.015。求同步转速n0 ，转子转速n 和转子电流频率f2。 5.某三相异步电动机，p = 1，f1＝50 Hz，s=0.02 ，P2＝30KW, T0＝0.51N.m. 求(1) n0 (2) n (3)输出转矩(4)电磁转矩. 6.某三相异步电动机，定子电压为380 V，三角形联结。当负载转矩为51.6 N · m 时，转子转速为740 r/min，效率为80％，功率因数为0.8。求：（1）输出功率；（2）输入功率；（3）定子线电流和相电流 7. 三相异步电动机的正确接线 万里安徽省广德县供电局(242200) 大多数电工都知道，三相电动机的三相定子绕组每相绕组都有两个引出线头。一头叫做首端，另一头叫末端。规定第一相绕组首端用D 1表示，末端用D 4表示；第二相绕组首端用D2表示，末端用D5表示；第三相绕组首末端分别用D3和D6来表示。这六个引出线头引入接线盒的接线柱上，接线柱相应地标出D1～D6的标记，见图(1)。三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组 接成星形或三角形，星形接法是将三相绕组的末端并联起来，即将D 4、D 5 、D 6 三个接线柱用铜片连结在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源，即 将D 1、D 2 、D 3 分别接入A、B、C相电源，如图(2)所示。而三角形接法则是将第 一相绕组的首端D 1与第三相绕组的末端D 6 相连接，再接入一相电源；第二 相绕组的首端D 2与第一相绕组的末端D 4 相连接，再接入第二相电源；第三相绕 组的首端D 3与第二相绕组的末端D 5 相连接，再接入第三相电源。即在接线板上 将接线柱D 1和D 6 、D 2 和D 4 、D 3 和D 5 分别用铜片连接起来，再分别接入三相电源， 如图(3)所示。一台电动机是接成星形还是接成三角形，应视厂家规定而进行，可以从电动机铭牌上查到。三相定子绕组的首末端是生产厂家事先设定好的，绝不可任意颠倒，但可将三相绕组的首末端一起颠倒，例如将三相绕组的末端 D 4、D 5 、D 6 倒过来作为首端，而将D 1 、D 2 、D 3 作为末端，但绝不可单独将一相绕组 的首末端颠倒，否则将产生接线错误。如果接线盒中发生接线错误，或者绕组首末端弄错，轻则电动机不能正常起动，长时间通电造成启动电流过大，电动机发热严重，影响寿命，重则烧毁电动机绕组，或造成电源短路。下面就绕组接线错误予以具体的分析。 1错将应接成星形运行的异步电动机接成三角形运行时的不良后果。 一台应接成星形动行的电动机，其定子每相绕组承受的电压(相电压)是电动机额定电压( 电源线电压)的1/倍(即0．58倍)。若误接成三角形运行，其 三相异步电动机复习练习题 基本概念：了解三相异步电动机的基本结构，工作原理，理解转差率的概念；理解机械特性及铭牌数据的含义，正确理解额定转矩、最大转矩和起动转矩，以及过载系数和启动能力；掌握三相异步电动机起动和反转的方法。 分析依据和方法：掌握转速、转差率和同步转速三者之间关系，以及同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系；掌握转矩的计算公式；会利用机械特性曲线作简单的定性分析；掌握额定转矩、最大转矩和起动转矩以及额定电流和起动电流的计算；能判断电动机能否起动；掌握降压起动时，起动转矩和起动电流的计算。 基本公式：转速、转差率和同步转速三者之间关系n n n s -= 0 同步转速与磁极对数和电源频率之间的关系p f n 1 060= 转矩与转速的关系2 9.55 P T n = 过载系数N T T max = λ，起动能力N st T T =，效率1 2P P =η Y-△降压起动?=st Y st T T 31 ,?=st Y st I I 3 1 自耦降压起动st st T U U T 21'1' )(=,st st I U U I 1 ' 1' = 一、填空题： 1．电动机是将 能转换为 能的设备。（电、机械） 2．三相异步电动机主要有 和 两部分组成。（定子、转子） 3．三相异步电动机的定子铁心是用薄的硅钢片叠装而成，它是定子的 路部分，其内表面冲有槽孔，用来嵌放 。（磁、定子绕组） 4．三相异步电动机的三相定子绕组是定子的 部分，空间位置相差1200 / P 。（电路） 5．三相异步电动机的转子有 式和 式两种形式。（鼠笼、绕线） 6．三相异步电动机的三相定子绕组通以 ，则会产生 。（三相交流电流、旋转磁场） 7．三相异步电动机旋转磁场的转速称为 同步转速，它与电源频率和 磁极对数 有关。 8．三相异步电动机旋转磁场的转向是由 决定的，运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向 。（电源的相序、随之改变） 9．一台三相四极异步电动机，如果电源的频率f 1 =50Hz ，则定子旋转磁场每秒在空间转过 25 转。 10．三相异步电动机的转速取决于 、 和 电源频率 f 。（磁场极对数 P 、转差率 S ）高压三相异步电动机使用说明书
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