08三相异步电动机3

第一节 三相异步电动机的工作原理与结构
一、基本工作原理：
三相异步电动机定子接三相 电源后，电机内便形成圆形 旋转磁动势，旋转磁场转速 n1，设其方向为逆时针转， 如图所示。若转子不转，转 子导条与旋转磁密有相对运 动，导条中有感应电动势e， 方向由右手定则确定。
由于转子导条彼此在端部 短路，于是导条中有电流， 不考虑电动势与电流的相 位差时，电流方向同电动 势方向。这样，导条就在 磁场中受电磁力f，用左手 定则确定受力方向，如图 所示。
3、三相绕组应对称，结构相同、阻抗相等，空 间位置互差120°电角度；
4、用材省，绝缘性能好，机械强度高和散热条 件好；
5、制造工艺简单，维修方便。
（二）基本概念 1、电角度与机械角度 电机圆周在几何上分为360°，这个角度称为机械
角度。
导体切割按正弦规律变化的一对磁极磁场，其中感 应的电动势也按正弦变化一周，即经过360°电角 度，因而一对磁极占有360°电角度，若电机有p对 磁极，电机圆周按电角度计算为p× 360°。
A
ZX
iB C
Y
B
iC
i
iA
iB
iC
ωt
O
120° 240°
360°
首端流入为正，末端流入为负
A
A
A
×
·
Y×
·Z Y
× Z Y·
Z
× C
· BC · ·
X (a) ω t = 0°
X (b) ω t = 120°
BC
×B ×
X (c) ω t = 240°
结论： (1)在对称的三相绕组中通入三相对称电流，可以产
静止的转子与旋转磁场之间有相对运动，在转子导 体中产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导 体中产生感应电流，其方向用右手定则判定。转子 电流在旋转磁场中受到磁场力F的作用，F的方向用 左手定则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩，电 磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致。

三相异步电动机的型号及选用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 H2 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)JO2JO H80~3550.75~315KW 外壳为封闭式，可防止灰尘、水滴浸入。

05 三相异步电动机单向运行 控制的挑战要点一
总结词
要点二
详细描述
提高控制精度是三相异步电动机单向运行控制的重要挑战 之一。
为了实现精确控制，需要解决电动机的启动、调速和制动 问题。可以采用矢量控制、直接转矩控制等技术，通过精 确控制电动机的输入电压或电流，实现对电动机转矩和转 速的精确控制。此外，还可以通过优化控制算法和参数， 提高控制精度和响应速度。
为了进一步确保电动机不会反转， 可以在机械轴上安装锁定装置， 如抱闸或机械离合器，以强制阻
止电动机反转。
电气保护
在单向运行控制系统中，通常会 配备电气保护装置，如过载保护 和短路保护，以确保电动机和整
个系统的安全。
03 三相异步电动机单向运行 控制方法
接触器控制法
总结词
接触器控制法是一种传统的电动机控制方法，通过接触器来接通和断开电动机的主电路。
在某些生产过程中，需要电动机始终 保持一个固定的旋转方向。单向运行 控制可以确保电动机始终以正确的方 向旋转，从而提高生产效率。
单向运行控制的工作原理
电源相序控制
通过控制三相交流电源的相序， 使电动机获得正向旋转的转矩。 在单相运行控制中，通常采用不 可逆启动器或接触器来实现电源
相序的控制。
机械锁定
实例一：家用电器中的单向运行控制
总结词：简单实用
详细描述：家用电器如电风扇、洗衣机等，通常采用三相异步电动机进行驱动。 这些电器的运行方向通常是固定的，因此可以通过简单的单向运行控制来实现。 例如，在电风扇中，通过改变接入电动机的三相电源的相序，即可实现风向的改 变。
实例二：工业自动化生产线中的单向运行控制
三相异步电动机单向运行控制在各领域的应用前景

三相异步电机的启动方法三相异步电动机的起动方法主要有直接起动、传统减压启动和软启动三种启动方法。

下面就分别做详细介绍。

2.2.1直接起动直接起动，也叫全压起动。

起动时通过一些直接起动设备，将全部电源电压（即全压）直接加到异步电动机的定子绕组，使电动机在额定电压下进行起动。

一般情况下，直接起动时起动电流为额定电流的3〜8倍，起动转矩为额定转矩的1〜2倍。

根据对国产电动机实际测量，某些笼型异步电动机起动电流甚至可以达到8〜12倍。

直接起动的起动线路是最简单的，如图2-2所示。

然而这种起动方法有诸多不足。

对于需要频繁起动的电动机，过大的起动电流会造成电动机的发热，缩短电动机的使用寿命；同时电动机绕组在电动力的作用下，会发生变形，可能引起短路进而烧毁电动机；另外过大的起动电流，会使线路电压降增大，造成电网电压的显著下降，从而影响同一电网的其他设备的正常工作，有时甚至使它们停下来或无法带负载起动。

这是因为Ts及Tm均与电网电压的平方成正比，电网电压的显著下降，可使Ts及Tm均下降到低于Tz0一般情况下，异步电动机的功率小于7.5kW时允许直接起动。

如果功率大于7.5kW,而电源总容量较大，能符合下式要求的话，电动机也可允许直接起动。

I1st1：电源总容量（kv八）1K3I1N4起动电动总功率（kw）如果不能满足上式的要求，则必须采用减压启动的方法，通过减压，把启动电流Ist限制到允许的数值。

图2-2直接启动原理图2.2.2传统减压起动减压起动是在起动时先降低定子绕组上的电压，待起动后，再把电压恢复到额定值。

减压起动虽然可以减小起动电流，但是同时起动转矩也会减小。

因此，减压起动方法一般只适用于轻载或空载情况。

传统减压起动的具体方法很多，这里介绍以下三种减压起动的方法：(1)定子用接电阻或电抗起动定子绕组用电阻或电抗相当于降低定子绕组的外加电压。

由三相异步电动机的等效电路可知：起动电流正比于定子绕组的电压，因而定子绕组用电阻或电抗可以达到减小起动电流的目的。