第十一章 异步电动机教案Word文档下载推荐.docx

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2、了解异步电动机的运行和维护。

内容分析

（重点、难点）

异步电动机的维护

教学方法

讲授法

过

程

设

计

相异步电动机的工作原理及分类

一、三相异步电动机的转动原理

1．转子感生电流的产生

2．转子电磁力矩的产生

二、异步电动机的转速与转差率

一般情况下，转子的转速

总是略低于同步转速

“异步”之名由此而来，转差

是异步电机运行的必要条件，将转差与同步转速之比的百分值称为转差率S：

转差率是异步电机的一个基本参量，不同的数值范围反映不同的运行状态。

电动机的运行状态

发电机运行状态

电磁制动状态

三、三相异步电动机的分类

三相异步电动机已广泛使用，种类繁多，一般按以下方式分类：

（1）按转子结构分类：

笼型和绕线转子型，其中笼型使用得较广泛。

（2）按防护形式分类：

开启式（1P11）、防护式（1P22、IP23）、封闭式（1P44）等。

（3）按使用环境分类：

船用、化工用、高原用、湿热带用等。

（4）按电动机容量分类：

大、中、小型和微型电动机，微型电动机也称为分马力电动机。

三相异步电动机的结构

三相异步电机的结构，由定子和转子组成。

一、定子

定子铁芯：

导磁和嵌放定子三相绕组；

0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成；

内圆均匀开槽；

槽形有半闭口；

半开口和开口槽三种；

适用于不同的电机

定子绕组：

电路；

绝缘导线绕制线圈；

由若干线圈按一定规律连接成三相对称绕组；

交流电机的定子绕组称为电枢绕组

机座：

支撑和固定作用；

铸铁或钢板焊接

二、转子

转子铁芯：

导磁和嵌放转子绕组；

0.5mm硅钢片；

外圆开槽

转子绕组：

分为笼型和绕线型两种

笼型绕组：

铸铝或铜条；

优缺点

绕线型绕组：

对称三相绕组；

星接；

集电环；

优缺点

气隙：

气隙大小的影响；

中小型电机的气隙为0.2~2mm

三、其他附件

四、铭牌数据（额定数据）

1.额定功率

。

额定运行时输出的机械功率

2.额定电压

3.额定电流

4.额定频率

5.额定转速

铭牌上还应标示定子绕组接法、绝缘等级（允许温升）、绕线型异步电动机还应标示转子额定电动势及额定电流。

三相异步电动机的转矩与电压、功率的关系

三相异步电动机又称为感应电动机，其工作原理与变压器有相似之处，可以把电动机的定子当成变压器的一次侧，两者的一次侧电路各电量关系基本相同；

转子当成变压器的二次侧，不过异步电动机的转子是转动的，相对来说，二次侧的电路分析和计算较为复杂。

由于电动机三相对称，分析其中一相就可以知道整个电动机的电路关系。

一、定子电路

在电动机三相定子绕组通人三相交流电后，即产生旋转磁场，磁场转速为ns=60f1/p，

而定子绕组固定不动，所以定子绕组本身会产生频率为弄的感应电动势，大小为：

E

（4--4）

式中E

——定子绕组感应电动势有效值，V；

K——定子绕组的绕组系数，X1<

1，约为0．9；

N——定子每相绕组的匝数；

F1——定子绕组感应电动势频率，等于所加电源频率；

Φ——每极旋转磁通最大值，Wb。

式（4--4）与前面变压器中的感应电动势公式相比，多了一个绕组系数置1，这是因为三相异步电动机的定子绕组嵌放于定子铁心各槽内，是个分布绕组，各槽导体相位不一样，合成电动势要乘以绕组系数Xl。

在图4--17中，定子绕组电阻rl和漏电抗Xsj上的电压比较小。

二、转子电路

1．转子绕组的感应电动势和频率

旋转磁场转速n与转子旋转速度n之间的速度差决定了转子中感应电动势频率F2

2．转子绕组的阻抗

3．转子电流和功率因数

三、异步电动机的转矩与电压的关系

四、异步电动机的转矩与功率

1．转矩与功率的关系

2．额定转矩

五、异步电动机的效率

（1）定子和转子绕组上的铜耗∆Po,，它与流过定、转子绕组电流的平方成Ⅱ比，因此与负载大小有关；

（2）铁心中的磁滞、涡流损耗，统称为铁损耗∆Pfe，它与定子上所加电压的平方成面正比

（3）电动机的机械摩擦、风阻力等，统称为机械损耗∆Pa，它与电动机转速的平方成正比。

三相异步电动机的机械特性

1．机械特性曲线上的特殊点

2．稳定工作区与非稳定工作区

通过上述对异步电动机机械特性的分析，可以得出以下结论：

1）在稳定运行区内，负载变化时电动机转速变化很小，属于硬机械特性；

2）异步电动机有较大过载能力；

3）电源电压发生变化时，电动机转矩变化较大，转速略有变化，电压过低容易损坏电

动机；

4）除风机型负载外，一般负载不能在非稳定运行区工作。

异步电动机的启动

电动机要经常启动与停机。

因此，对启动提出下列要求：

（1）电动机应有足够大的启动转矩，以使启动时间尽量短；

（2）保证足够的启动转矩前提下,启动电流尽可能小；

（3）转速尽可能平滑上升，减少对电动机及负载的冲击；

（4）启动设备尽量简单、经济、可靠、维护方便。

电动机启动时转子电流很大，反映到电动机的定子侧，使电动机

的启动电流大大超过额定电流，一般为额定电流的4—7倍。

如果是小型电动机，例如

2．2kW电动机的额定工作电流为4．7A，启动电流以6倍计为28．2A，对电网的影响可承受。

如果是大型电动机，例如75kW电动机的额定电流为140A，启动电流以6倍840A。

大启动电流将引起两种情况，一是大启动电流在线路上产生很大的电压降，影响同一线路上其他负载的正常工作，严重时还可能使本电动机的启动转矩太小而不启动。

二是经常需要启动的电动机，往往造成绕组发热，绝缘老化，从而缩短电动机的使用寿命。

为了避免大启动电流对电机、电网的不良影响，要采取适当的启动方法来降低启动电流，满足上述条件。

一、笼型异步电动机的直接启动

电动机直接启动又称为全压启动，启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，一台电动机只需满足下述三个条件中的一个，即能直接启动：

（1）容量在7．5kW以下的三相异步电动机。

（2）电动机在启动瞬间造成电网电压波动小于10％的，对于不经常启动的电动机可放宽到15％；

如有专用变压器，其容量S

≥5P

，电动机允许直接频繁启动。

（3）满足下列经验公式的：

＜

+

试中S

——公用变压器容量，kVA；

P

——电动机的额定功率，kW

——电动机启动电流和额定电流之比

二、笼型异步电动机的降压启动

1．自耦变压器降压启动

2．Y—∆降压启动

3.延边三角形启动

4.定子串电阻启动

三、绕线转子电动机的启动

1．转子串接电阻启动

2．转子串接频敏变阻器启动

异步电动机的使用、维护

一、三相异步电动机使用前的检查

对新安装或久未运行的电动机，在通电使用前必须先作检查，检查内容有以下几项：

（1）看电动机是否清洁，开启式电动机还要注意内部有无灰尘或耻物等，一般可用0．2MPa（2个大气压）的干燥压缩空气吹净；

如无压缩空气，也可用手风箱（通称皮老虎）吹，或用于布抹去灰尘。

不应用湿布或沾有汽油、煤油、机油的布去抹灰尘。

（2）拆去电动机所有外部连接线，用兆欧表测量各相绕组相间及对机壳之间的绝缘电阻。

对于额定电压是380．V的电动机，用500V的兆欧表测量，绝缘电阻在0．5MΩ以上才可使用；

新绕制电动机的绝缘电阻通常都在5MΩ以上。

（3）对于绕线转于电动机，要检查电刷与滑环的接触是否良好（接触面不少于电刷全面积的3／4），电刷压力是否适当（14．7~24．5kPa，约为150—250g／cm2），转子电路相间绝缘及对机壳绝缘是否良好，提刷装置手柄是否在启动位置。

（4）对照电动机铭牌参数，检查定子绕组连接是否正确（Y形连接或∆形连接），电源的电压是否与电动机铭牌值相符。

（5）检查电动机接地或接零装置是否良好。

（6）用手扳动电动机转子和传动装置，检查是否有被卡和相互摩擦的地方，轴承的润滑

（7）电动机通风系统完好无堵塞，所有紧固件完好不松动。

二、异步电动机启动中的注意事项

（1）电动机通电运行时必须提醒在场人员注意，防止旋转物切向飞出，伤及人员及设备

（2）接通电源之前就应作好切断电源的准备，当电动机出现不能启动、启动缓慢、辑烈振动、电刷火花大、声音异常时立刻切断电源。

（3）笼型电动机采用全压启动时启动次数不宜过于频繁。

绕线转子电动机在接通电源前，应检查启动器的操作手柄是不是已经在“零位”，若不是则应先置于“零”位，接通电源后再逐渐转动手柄，随着电动机转速的提高而逐渐切除启动电阻。

三、三相异步电动机运行中的监视与维护

1．对电动机的监视

电动机在运行时，要通过听、看、闻、摸等手段随时监视电动机：

（1）听——电动机在运行时发出的声音是否正常。

电动机正常运行时，发出的声音是平稳、轻快、均匀的。

如出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击、振动等声音时，应当即停车检查。

（2）看——电动机的振动情况，传动装置传动应流畅。

对绕线转子电动机要经常注意电刷和滑环之间的火花是否过大，如果出现较密的舌状火花，应停车检修。

（3）闻——电动机运行时发出焦臭味，说明电动机温度过高，应停机检查原因。

（4）摸——电动机停机以后，可触摸机座，如很烫手，说明电动机过热。

2．对电动机的维护

平时还要对电动机进行定期维护：

（1）保持电动机清洁，定期清扫，检查接线端连接是否可靠，更换轴承润滑油脂。

对容易受到水滴、油污及杂物落到的电动机，要加做电动机机罩。

（2）定期测量电动机绝缘，特别是电动机受潮时，如发现电动机绝缘电阻过低，要及时进行干燥处理，再检测合格以后才能运行。

（3）定期检查控制电路的刀闸小，主触点是否磨损、接触不良。

（4）对绕线转子电动机要经常注意电刷和滑环之间的火花，如火花过大，要及时做好清洁工作，甚至更换电刷。

作

业

布

置

课本281页，1-7题

后

记

学员的结构层次差异很大，基本知识普遍较差，教学过程中就注重深入浅出，使每个学员都有收获。