交流电机基础知识

1． 电动机的构造

电动机都是由定子和转子两部分组成。三相异步电动机按转子结构的不同，又分为鼠笼式和绕线式两种。 2．三相异步电动机作用原理

理解三相异步电动机作用原理的关键是理解旋转磁场及电磁转矩的形成。 （1） 旋转磁场

旋转磁场是由定子绕组三相电流共同产生的合成磁场，它在空间旋转着，磁场的磁力线通过定子铁心、转子铁心和两者之间的空气隙而闭合。旋转磁场有转向、极数和转速三个问题。

旋转磁场的转速（同步转速）： 。式中，P为磁极对数， 为定子电流频率。

旋转磁场的方向与三相电流的相序有关。 旋转磁场的极数与三相绕组的排列布置有关。 （2）电磁转矩的形成过程： 转子转速n总是小于同步转速

，两者之差与同步转速 的比值称为转差率S,

即 。

电磁转矩的方向与旋转磁场的旋转方向一致，它决定了转子的旋转方向。因此，改变转子转向的方法是改变定子三相电源的相序。

3．三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的T与s之间的关系

称为转矩特性，n与T的关系

称为机械特性。有时也

统称为机械特性。它们大致上可分为固有特性和人为特性。

(1) 在固有特性上，有三个特殊的工作点代表了三种重要的工作状态：

(a) 额定状态说明了电动机的长期运行能力。判断电动机能否长期运行，要看它的额定转矩

是否大于或等

于负载转矩，若满足 ，则可以带此负载长期运行。额定转矩可由下式求得

，所以

和

三相异步电动机在额定状态下运行时，定子线电流等于额定电流的大小也可以说明电动机在长期运行时带负载的能力。

，输出功率为额定功率

（b）临界状态说明了电动机的短时过载能力。判断电动机能否短时运行，要看它的最大转矩载转矩

，若满足

，则可带此负载短时间运行（为保证温度不超过允许值，

是否大于负

越大，允许过载的时间越短）。

， 可从产品目录中查到。

（c）起动状态说明了电动机的直接起动能力。判断电动机能否直接起动，要看它的起动转矩转矩

，若满足

，则有可能带此负载直接起动（此外还要看起动电流

是否大于负载

，

是否在允许范围内）。

可从产品目录中查到。

(2) 人为特性主要了解定子电压降低和转子电阻增加时的人为特性。

(3). 电动机的铭牌上标有该电动机的型号和主要额定数据，正确理解这些数据的意义，才能正确的使用电动机。

交流电动机学习要点(二)

4. 三相异步电动机的起动

三相异步电动机的起动主要是掌握方法和原理。

1) 判断一种起动方法是否合适，要从以下两方面考虑：一是是否满足用的电流是否在允许范围内。

2）三相笼式异步电动机常用的起动方法有直接起动和降压起动（包括星-三角降压起动和自耦降压起动）。 （a）直接起动，在起动不过于频繁，电源容量足够大的情况下采用，这是小型鼠笼式电动机常用的起动方法。 (b) 星-三角降压起动，只适用于正常运行时应联结成三角形的电动机。该方法使电动机的起动电流和起动转矩都减小到直接起动时的三分之一,所以，必须轻载或空载起动。

(c)自耦降压起动使电动机的起动转矩和从电源取用的电流都减小到直接起动时的比。该方法适用于正常运行为Y形接法的鼠笼式电动机及重载起动。

3）绕线式异步电动机的起动方法有转子电路串电阻起动或串频敏电阻器起动，它可以减小起动电流，增大起动转矩。该方法常用于起重、冶金及运输设备。

5. 三相异步电动机的调速

三相异步电动机的调速方法有变频调速、变极调速和变转差率调速。其中变频调速可实现平滑的无级调速；变极调速是有级调速；变转差率调速，具体来说，在鼠笼式异步电动机中采用变压调速，在绕线式异步电动机中主要采用

倍，K为自耦变压器的变

，二是起动电流

或从电网取

转子电路串电阻调速。

6. 异步电动机的单相运行及单相异步电动机 1)单相运行

三相异步电动机在断一线和断一相之时，便处于单相运行状态。属于故障状态，此时产生脉动磁场，而不是旋转磁场。 后果：

（a）起动时：无起动转矩不能起动，有嗡嗡震动声，电流大。 （b）运行时：转速下降，电流增大，烧坏电机。 2）单相异步电动机

单相异步电动机只有运行转矩，没有起动转矩。起动方法有电容分相起动和罩极起动两种。

(a) 电容分相式：电容分相式起动有工作绕组和起动绕组,用电容器与起动绕组串联,使电流分相, 产生两相旋转磁场.

(b) 罩极式：用磁极上加短路环使磁通分相形成旋转磁场。