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. 。 5. ★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 6. ★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 。当转差率为时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 ，1Hz ， 720r/min ，2Hz 7. 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 8. 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 9. 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 10. — 11. ★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
三相异步电动机结构的各部件起什么作用？ 异步电动机的结构主要由两个基本部分组成，即定子（静止部分）和转子（旋转部分）。 一．定子它由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。 （1）定子铁心。它是电动机磁路的一部分，由0.35～0.5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化膜的薄硅钢片叠压而成，固定在机座内。定子铁心的内圆冲有均匀分布的槽口，用来嵌放三相定子绕组。 绕组与铁心之间是互相绝缘的。 （2）定子绕组。由于它是能量转换的“枢纽”，又称电枢绕组。它是异步电动机的电路部分，通入三相电源后，就会产生三相旋转磁场。三相定子绕组是3个彼此独立、按一定方式连接的对称绕组，它们按一定的空间角度依次嵌在定子槽内。为了便于变换接法，绕组6个端头都引到接线盒内。 （3）机座。它一般由铸铁或铸钢制成。其作用是固定定子铁心和定子绕组。机座两端的两个端盖，以支承转子轴。 二．转子它是异步电动机的旋转部分，电动机的工作转矩就是从转子轴上输出的。它由转子铁心、转子绕组和转轴3部分组成。 （1）转子铁心。它是电动机磁路的一部分，是由圆形薄硅钢片叠装而成。在硅钢片外圆上冲有均匀分布的槽口，用来嵌放转子绕组。转子铁心压装在轴上。 （2）转子绕组。它又分为笼型和线绕式两种。目前中小型异步电动机的笼型转子，一般都用熔化的铝浇入转子铁心槽内，并将两个端环（短路环）与冷却用风扇浇铸在一起而成。由于转子绕组形状像鼠笼，故称为笼型异步电动机。线绕式转子绕组和定子绕组相似，也是三相对称绕组，一般都接成星形。3个出线端通过转轴内孔分别接到与转轴固定的3个铜制互相绝缘的滑环上（集电环），滑环靠电刷与外接变阻器电路相连接，接入变阻器主要是为了改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。
三相异步电动机基本知识 1电机概述 电机的型式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，电机构造的一般原则是：用适当的有效材料（导磁和导电材料）构成能互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到转换能量形态的目的。 为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗，铁心有0.5mm厚的 硅钢片叠压而成。硅钢片绝缘层的作用？笼型转子结构简单、制造方便。对要求启动电流小、启动转矩大的电机，可以采用绕线式电机。 按电机功能来分，可分为： ①发电机——把机械能转换成电能； ②电动机——把电能转换成机械能； ③变压器、变频机、变流机、移相器——分别用于改变电压、频率、电流相位。 ④控制电机——作为控制系统中的元件。 又可按以下方法分类： 下面主要讲述高压中大型三相异步电机 S=ns-n/ns 2电机型号、结构及分类 2.1分类
a）按中心高分类 可分为微型电机、小型电机、中型电机、大型电机。一般来说，H80以下的称为 微型电机（也叫分马力电机，功率在1kW以下），H80?H315的称为小型电机，H355?H630的称为中型电机，H710?H1000的称为大型电机。 b）按防护等级分类 基本上可分为开启式、防护式和封闭式电机。开启式电机的常用结构是IP11，防护式电机的常用结构是和IP22、IP23,封闭式电机的常用结构是IP44和IP54。 IP是International Protection的意思，紧跟其后的第一个数字表示电机防护固体的能力（0-无防护；1-防护大于50mm的固体；2-防护大于12mm的固体；3-防护大于2.5mm 的固体；4-防护大于1mm的固体；5-防尘。），第二个数字表示电机防水的能力（0-无防护电机；1-防滴电机；2-15°防滴电机；3-防淋水电机；4-防溅水电机；5-防喷水电机；6-防海浪电机；7-防浸水电机；8-潜水电机）。 请参考标准GB4942.1-85《电机外壳防护分级》。 c）按安装方式分类 总体上可分为卧式电机和立式电机。 卧式电机的典型结构是IMB3，其余派生结构有IMB35、IMB5等。立式电机的典型结构是IMV1（把IMB5立起来装即可，轴伸朝下），其余派生结构有IMV15（把IMB35 立起来装即可，轴伸朝下）等。 IM 即International Mounting。 请参考标准GB997-2008《电机结构及安装型式代号》。（IEC60034-7:2001） 旋转电机的结构形式、安装形式及接线盒位置---IM代码。 结构形式：有关固定用构件、轴承装置和轴伸等电机部件的构成形式。 1根据负载类型选择不同的冷却方式
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.
—、设计任务的依据 《电机设计》的课程设计是电气工程及英自动化专业电机电器及其控制方向（本科）、电 机制造（专科）专业的一个重要实践性教学环节，通过电机设计的学习及课程设计的训练, 为今后从事电机设计工作、维护的人才打下良好的基础。电机设汁课程设汁的目的：一是让 学生在学完该课程后，对电机设计工作过程有一个全而的、系统的了解。另一个是在设计过 程培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生査阅表格、资料的能力，训练学生的绘图 阅图能力，为今后从事电机设计技术工作打下坚实的基础。 根据用户对产品提出的技术要求及使用特点，结合设讣和制造的可能性而编制。 1设计的指导思想 设计一般用途的全封闭自扇冷、笼型三相异步电动机，应具有高效节能、起动转矩大、性 能好、噪声低、振动小、可靠性高，功率等级和安装尺寸符合IEC 标准及使用维护方便等 优点。 2产品的用途 环境条件：海拔不超过1000米，环境空气温度随季节而变化，但不超过400C 。 6 ?主要标准 （1）Y 系列三相电动机产品目录 （2） Y 系列三相异步电动机技术条件 适用于不含易燃、 易爆或腐蚀性气体的一般场所和无特姝要求的机械上。 3 ?额定数据 型 号 额左容量 额左电压 额左电流 额左转速 4. 主要性能指标 效率 功率因数 起动电流倍数 起动转 矩倍数 最大转矩倍数 4 ?工作方式 Y100L1 1.5KW 220V 5.03A 1430r/m 0.81 0.82 7 2 2.3 5. 结构与安装尺寸 外壳防护等级IP44 安装结构B3 绝缘等级 B 级 外型 转子结构 铸铝热套 安装 A*B/
二、设计内容： 1.在查阅有关资料的基础上，确左电机主要尺寸、槽配合，左、转子槽形及槽形尺寸。 2?确崔立、转子绕组方案。 3.完成电机电磁设计计算方案。 4.用计算机（手画也可以）画出左、转子冲片图，电机结构图。 三、课程设计的基本要求 1.求每位同学独立完成一种型号规格电机的全部电磁方案讣算过程，并根据所算结果绘出定、转子冲片图、电机总装图。 2.要求计算准确，绘岀图形正确、整洁。 3.要求学生在设计过程中能正确查阅有关资料、图表及公式。 四、指导书、参考资料 指导书：《电机设计》陈世坤主编，机械工业出版社，2002年岀版 参考资料：Y系列三相异步电动机技术设计 小型三相异步电动机技术手册 五、说明书格式 1.课程设计封而： 2.课程设计任务书： 3.说明书目录 4.前言 5.三相感应电动机电磁设计特点及设汁思想（重点写）。 6.三相感应电动机泄、转子绕组方案。 7.电磁设计设计单。 8.定、转子冲片图。 9.总结与体会 10.参考资料。
三相异步电动机的结构与工作原理 5.1 三相异步电动机 实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。 在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。 对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题：（1）基本构造；（2）工作原理；（3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和基本方法；（5）应用场合和如何正确使用。 5.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理 1．三相异步电动机的构造 三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分，如图5-1所示。 图5-1 三相电动机的结构示意图 1）．定子 三相异步电动机的定子由三部分组成：
2）．转子 三相异步电动机的转子由三部分组成： 鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用 得最广泛的一种电动机。 为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在0.2~1.0mm 之间。 2．三相异步电动机的转动原理 1）．基本原理 为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图5-2所示。 图 5-2 三相异步电动机工作原理
(1)．演示实验：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋；若改变磁铁的转向，则导体的转向也跟着改变。 (2)．现象解释：当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理。 转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。 (3)．结论：欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。 2）．旋转磁场 （1）．产生 图5-3表示最简单的三相定子绕组AX 、BY 、CZ ，它们在空间按互差1200的规律对称排列。并接成星形与三相电源U 、V 、W 相联。则三相定子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场(图5-4)。 00sin sin(120)sin(120)U m V m W m i I t i I t i I t ωωω=??=-??=+? 图 5-3 三相异步电动机定子接线 当ωt=00时，0A i =，AX 绕组中无电流；B i 为负，BY 绕组中的电流从Y 流入B 1流 出；C i 为正，CZ 绕组中的电流从C 流入Z 流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图5-4（a ）所示。 当ωt=1200时，0B i =，BY 绕组中无电流；A i 为正，AX 绕组中的电流从A 流入X 流出；C i 为负，CZ 绕组中的电流从Z 流入C 流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图5-4（b ）所示。 当ωt=2400时，0C i =，CZ 绕组中无电流；A i 为负，AX 绕组中的电流从X 流入A 流出；B i 为正，BY 绕组中的电流从B 流入Y 流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图5-4（c ）所示。 可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间 旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变化，产生的合成磁场也不断地 B
三相异步电动机习题参考 1 在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r/min ，试问电动机的同步转速是多少有几对磁极对数转差率是多大 解：∵ n N =960(r/min) ∴n 1=1000(r/min) p=3 04.01000 960100011=-=-=n n n s N 2 有一台六极三相绕线式异步电动机，在f=50HZ 的电源上带额定负载动运行，其 转差率为，求定子磁场的转速及频率和转子磁场的频率和转速。 解：六极电动机，p =3 定子磁场的转速即同步转速n 1=(60×50)/3=1000(r/min) 定子频率f 1=50Hz 转子频率f 2=sf 1=×50=1Hz 转子转速n =n 1(1-s )=1000=980(r/min) 3 Y180L-4型电动机的额定功率为22kw ，额定转速为1470r/min ，频率为50HZ ，最大电磁转矩为。 试求电动机的进载系数入 解：1431470 22955095502=?=?=N N N n P T 2.2143 6.314===N m T T λ 4 已知Y180M-4型三相异步电动机，其额定数据如下表所示。 求：(1)额定电流I N ； (2)额定转差率S N ； (3)额定转矩T N ；最大转矩T M 、启动转矩Tst 。 解：（1）额定电流I N ==N N N N U P η?cos 31=91.086.03803105.18????=(A) （2）额定转差率S N =(1500-1470)/1500=
（3）额定转矩T N =9550×1470=120 最大转矩T M =×120=264 启动转矩Tst=×120=240 5 Y225-4型三相异步电动机的技术数据如下：380v 、50HZ 、△接法、定子输入功率P 1N =、定子电流I 1N =、转差率S N =，轴上输出转矩T N =，求：(1)电动机的转速n 2，(2)轴上输出的机械功率P 2N ，(3)功率因数N ?cos （4）效率ηN 。 解：（1）从电动机型号可知电动机为4极电机，磁极对数为p =2，由 1 21n n n s -= 所以 1480)013.01(1500)1(12=-?=-=s n n (r/min) （2）∵N N m n P T 29550? = ∴45955014804.29095502=?==N m N n T P （KW ） （3） ∵N L L N Cos I U P ?3 1= ∴88.02 .8438031075.4833 1=???==L L N N I U P Cos ? （4）923.075.484512===N N N P P η 6 四极三相异步电动机的额定功率为30kw ，额定电压为380V ，三角形接法，频率为50HZ 。在额定负载下运动时，其转差率为，效率为90%，电流为，试求：(1)转子旋转磁场对转子的转速；(2)额定转矩；(3)电动机的功率因数。 解：（1）转子旋转磁场对转子的转速n 2=Sn 1=×1500=30 (r/min) （2）额定转矩T N =9550×30/1470= （3）电动机的功率因数88.09 .05.573803103033 =????==N L L N N I U P Cos η? 7 上题中电动机的T st /T N =，I st /I N =7，试求：(1)用Y-△降压启动时的启动电流和启动转矩；(2)当负载转矩为额定转矩的60%和25%时，电动机能否启动 解：（1）用Y-△降压启动时的启动电流I ST =7×3=134(A) 用Y-△降压启动时的启动转矩T st=×3=(Nm ) （2）因为 T st=， 当负载转矩为额定转矩的60%时, 由于T st 小于负载转矩，电动机不能启动。 当负载转矩为额定转矩的25%时，由于T st 大于负载转矩，电动机可以启动。
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
三相异步电动机结构详细图解 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～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。 2.转子部分 转子是电动机中的旋转部分，如图中的部件5。一般由
低压电器 第一节低压电器的分类 第二节低压配电电器 一、熔断器（FU) 1)型号及含义 2）熔断器的选用 二、刀开关与转换开关 1、刀开关 1）开启式负荷开关(磁底胶盖闸刀开关） 开启式负荷开关安装时注意： ①、手柄要朝上，不能倒装或平装，防止震动而造成下落现象; ②、接线时，电源接上端,负载解下端; ③、拉闸时操作要迅速,一次到位,保证与电源的良好接触； ④、带负载运行时不能进行合分闸。
２）自动空气断路器（自动开关） 可实现电路的短路、过载或失电压与欠电压保护，能自动分段故障电路。 ３）封闭式负荷开关（铁壳开关) 优势:①采用储能机构进行合分闸操作,当扳动操作手柄时，通过弹簧储蓄能量,扳到一定位时，弹簧储存能量瞬时爆发出来，推动触点合分闸。 ②具有连锁机构，当铁盖打开时，不能进行合分闸，对于操作者而言,避免了人身安全。 使用铁壳开关应注意外壳要可靠接地，以防止意外漏电造成触电事故。 2)转换开关（组合开关) 转换开关用于照明电路中，额定电流应大于被控制电路中各负载电流的总和；用于设备电源引入开关时也应大于负载电流的总和;用于电动机中,额定电流是电动机额定电流的2~３倍；也可用于5KW以下小容量电动机的启停和正反转控制，以及机床照明电路中的开关控制。 三、按钮 安装:①按钮安装在面板上时,应布置整齐,排列合理, 如根据电动机启动的先后顺序，从上到下或从左到 右排列； ②同一机床运动部位有几种不同的工作状态时（如 上、下、前、后、松、紧等），应使每一对相反状态的按钮安装在
一起; ③按钮的安装应牢固，安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。 按钮常见故障及处理方法故障现象故障原因处理方法 触点接触不良触点烧损 触点表面有尘垢 触点弹簧失效 修理触点或更换产品 清理触点表面 重绕弹簧或更换产品 触点间短路塑料受热变形，导致接线螺钉相碰 短路 杂物或油污在触点间形成通路 更换产品，并查明发热原因,如白炽灯发热所 致，可降低电压 清洁按钮内部 低压控制电器 四、接触器 交流接触器直流接触器作用通断交流电路通断直流电路 结构铁芯用硅钢片叠加而成,减少涡流和磁滞损 耗, 铁芯用整块钢板制造 端面装有短路环不装短路环 线路短而粗,呈圆筒状，铁心发热为主线圈薄而长,呈圆筒状，以线圈发热为主 灭弧栅片灭弧磁吹式灭弧 操作频率启动电流大，操作频率不能太高，6００次/ 小时 无启动电流，操作频率较高，12００次/小时 Ⅰ、当交流接触器的额定值与直流接触器相同时，能否互换使用? 答:不能,交流接触器线圈匝数少,直流接触器线圈匝数多，直流电阻较大,若将交流接触器用于直流,其线圈电流将大大超过正常值，导致线圈过热损坏，若将直流接触器用于交流,因电阻过大，线圈电流远小于额定值，衔铁难于吸合，无法正常工作。 Ⅱ、如果交流接触器在工作时噪声过大的原因有哪些？ 答:①电源电压过低；②触头弹簧压力过大；③铁芯或衔铁歪斜，造成机械卡住；④铁芯或衔铁端面有油污、灰尘或其他异物；⑤短路环断裂。 Ⅲ、接触器在运行过程中不能切断短路电流，所以必须与熔断器配合使用。 Ⅳ、交流接触器通电后,若衔铁因故卡住,不能吸合，
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
Y系列三相异步电动机的技术参数 1、Y系列（IP44)三相异步电动机： Y系列三相异步电动机是全国统一设计的新系列产品，将取代JO系列电动机，Y系列三相异步电动机具有高效、节能、噪音低、震动小等特点。 2、Y系列（IP23)三相异步电动机： Y系列（IP23)三相异步电动机，机座号为160 - 315，其防护结构形式不同于IP44的封闭式，但比防滴式优越，其体积比Y系列（IP44)分别减少20%和15%。 Y系列（IP44)的技术参数见下表： 型号功率 ( KW) 电流 (A) 转速 r/min 铁芯 长度 定子 外径 定子 内径 输出 轴径 Y801 - 2 0.75 1.8 2830 65 120 67 Y8012- 2 1.1 2.5 2830 80 120 67 Y801- 4 0.55 1.5 1390 65 120 75 Y802- 4 0.75 2.0 1390 80 125 75 Y90S- 2 1.5 3.4 2840 80 130 72 Ф24 Y90S- 4 1.1 2.8 1400 90 130 80 Y90L- 4 1.5 3.7 1400 120 130 80 Y90S- 6 0.75 2.3 910 100 130 86 Y90L-6 1.1 3.2 910 125 130 86 Y100L-2 3.0 6.4 2870 100 155 94 Y100L1-4 2.2 5.0 1430 105 155 98
Y100L2-4 3.0 6.8 1430 135 155 98 Ф28 型号功率 ( KW) 电流 (A) 转速 r/min 铁芯 长度 定子 外径 定子 内径 输出 轴径 Y100L-6 1.5 4.0 940 100 155 160 Y112M-2 4.0 8.2 2890 105 175 98 Y112M-4 4.0 8.8 1440 135 175 110 Y112M-6 2.2 5.6 940 110 175 120 Y132S1-2 5.5 11 2900 105 210 116 Y132S2-2 7.5 15 2900 125 210 116 Y132S-4 5.5 12 1440 115 210 136 Ф38 Y132M-4 7.5 15 1440 160 210 136 Ф38 Y132S-6 3.0 7.2 960 110 210 148 Y132M1-6 4.0 9.4 960 140 210 148 Y132M2-6 5.5 13 960 180 210 148 Y132S-8 2.2 5.8 710 110 210 148 Y132M-8 3.0 7.7 710 180 210 148 Y160M1-2 11 22 710 125 260 150 Ф42 Y160M2-2 15 29 2930 155 260 150 Ф42 Y160L-2 18.5 36 2930 155 260 150 Ф42 Y160M-4 11 23 1460 195 260 170 Ф42 Y160L-4 15 30 1460 195 260 170 Ф42 Y160M-6 7.5 17 970 145 260 180 Ф42
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 。
三相鼠笼式异步电动机设计 一、选题的依据及意义 现在社会中，电能是使用最广泛的一种能源，在电能的生产、输送和使用等方面，作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。电机在国家经济建设，节约能源、环保和人民生中起着十分重要的作用。发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中；电动机在生产和交通运输中得到广泛使用，电动机主要用于驱动水泵、风机、机床、压缩机、冶金、石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展，电气化与自动化水平不断提高，国民经济各部门对异步电动机的需求量日益增加，对其性能，质量，技术经济指标也相应地提出了越来越高的要求。因此，对异步电动机品种，必须适时实地做出更新与发展，以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求，特别是对需求量最大的中小型异步电动机，在保证其质量运行，寿命长和能满足使用要求的同时，进一步节约铜、铁等材料，提高效率和功率因数，以提高其经济技术指标与降低耗电量，是具有十分重要的意义。 由于丫系列异步电动机具有体积小，重量轻，运行可靠，结构坚固耐用，外形美观等特点，具有较高的效率，有良好的节能效果，而且噪音低，寿命长，经久耐用。作为普遍用于拖动各种机械的动力设备，其用电量在总的电网的总的负荷中占有重要的一席。丫系列共有两个基本系列、十六个派生系列、九百多个规格，能满足国民经济各部门的不同需要。所以设计研究三相异步电动机意义重大。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 1、现状 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差, 重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱 2、电机行业发展趋势 1）企业在改造中求发展 企业要自己选准位置，立足生求，真抓实干，稳步发展。我国中小电机生产销售受各种因素的影响，变化幅度比较大，企业要看准改革市场，并重点地去占领他，发挥企业自身的优
附件B： 毕业设计（论文）开题报告 1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等） 电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。就能量转换的功能来看，电机可以分为发电机和电动机两大类。发电机用以把机械能转换为电能。在发电站中，通过原动机先把各类一次能源（燃料发出的热能、水的位能、原子能、风能等）蕴藏的能量转换为机械能，然后通过发电机把机械能转换为电能，再经输、配电网络送往城市各工矿企业、家庭等各种场合供公众使用。电动机把电能转换为机械能，用来驱动各种用途的生产机械和装置，满足不同的需求。另外，电力变压器则是将一种交流电压、电流转换成同频率的另一种电压、电流的静止电器。根据应用场合的要求和电源不同，电动机有直流电动机、交流同步电动机、交流感应电动机，以及满足不同要求的特种电动机[1]。纵观电机的发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入，技术水平逐步提高。 1.1、我国电机制造工业的发展概况[2] 20世纪50年代以仿制国外产品为主，60年代走上自行设计的道路；50年代初只能生产一般中小型电机，不久能制造大型发电设备和特殊用途电机，与此同时新技术、新材料、新结构、新工艺的应用日益广泛。电机在国内的主要发展为： 产品品种、规格不断增加，单机容量迅速增大，技术经济指标逐步提高在发电机方面，继第一台10MW空冷水轮发电机（1955年）、6MW空冷汽轮发电机(1956年)和12MW双水冷汽轮发电机（1958年）诞生后，又制成100MW 双水冷和氢内冷、125MW与200MW双水内冷、200MW水氢冷和300MW双水内冷与水氢冷汽轮发电机，225MW空冷、300MW双水内冷与空冷水轮发电机和600MW水氢冷汽轮发电机。国产汽轮发电机，从空冷、氢冷发展到双水内冷和水氢冷，掌握了大型汽轮发电机除全氢冷以外的各种主要冷却方式的技术。此外，基本掌握了各种主要类型水电机组的设计和制造技术。 我国生产的中小型电机系列，除一般电机或基本系列外，还有防爆、船用、潜水、单绕组多速、力矩、起重冶金、高起动转矩、辊道、电磁调速、热带型、屏蔽电机、磁阻式同步电机及永磁电机等派生系列和专用系列。此外还研制了中小型无槽直流电机、晶闸管供电直流电动机、潜油电机、钻探电机、谐波励磁同步发电机等多种新产品。目前，电机技术指标也逐步提高，Y系列小型电机三相感应电动机和JO2系列相比，效率提高0.41%，堵转转矩平均提高33%，体积缩
三相异步电动机的型号及选用 三相异步电动机的分类 三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。 1、按电动机尺寸大小分类 大型电动机：定子铁心外径D＞1000mm或机座中心高H＞630mm。 中型电动机：D=500~1000mm或H=355~630mm。 大型电动机：D=120~500mm或H=80~315mm。 2、按电动机外壳防护结构分类 3、按电动机冷方式分类 电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93《旋转电机冷却方式》。 4、按电动机的安装形式分类 IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。 IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。 IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。 5、按电动机运行工作制分类 S1；连续工作制 S2：短时工作制 S3~S8：周期性工作制 6、按转子结构形式分类 三相笼型异步电动机 三相绕线型异步电动机 三相异步电动机的型号及选用
我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的，即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成，按下列顺序排列。 1 产品（类型）代号 CHANPINGUI 异步电动机同步电动机同步发电机直流电动机直流发电机汽轮发电机水轮发电机测功机潜水电泵纺织用电机交流换向器电动机 产品代号 Y T TF Z ZF QF SF C Q F H 2 特殊环境代号 使用场合热带用湿热带用干燥带用高原用船用户外用化工防腐用 汉语拼音字母 T TH TA G H W F 产品规格代号：L－－－－-长机座；M－－－－-中机座；S－－－－-短机座。 下面为两个产品举例： （1）三相异步电动机 Y2－－-132M－－-4 规格代号，中心高132mm，M中机座，4极 产品代号，异步电动机，第二次改型设计 （2）户外防腐型三相异步电动机 Y－－-100L2－－-4－－-WF1 特殊环境代号，W户外用，F化工防腐用，1中等防腐 规格代号，中心高100，长机座第二铁心长度，4极 产品代号，异步电动机 3 常用三相异步电动机产品型号、结构特点及应用场合 序号名称型号机座号与功率范围结构特点应用场合 新老 1 小型三相异步电动机（封闭式） Y2 (IP55) Y(IP44) JO2 JO H80~355