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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 电气安装工程 > 低压电工取证第四章异步电动机
第四章异步电动机低压电工作业(2016版·取证)Page2第一节三相异步电动机的结构第二节三相异步电动机的工作原理第三节三相异步电动机的启动第四节三相异步电动机的使用与维护目录第四章异步电动机Page3第四章异步电动机三相异步电动机种类繁多,按其外壳防护方式的不同可分为开启式、防护式、封闭式三大类,按电动机转子结构的不同又可分为笼形异步电动机和绕线转子异步电动机。第一节三相异步电动机的结构(a)开启式;(b)防护式;(c)封闭式Page4第四章异步电动机开启式电动机:旋转部分和带电部分都没有防止铁屑、尘埃等外物侵入的防护。因此只适用于清洁、干燥的场所防护式异步电动机具有防止外界杂物落入电机内的防护装置,一般在转轴上装有风扇,冷却空气进人电机内部冷却定于绕组端部及定子铁心后将热量带出来。封闭式异步电动机的内部和外部的空气是隔开的。它的冷却是依靠装在机壳外面转轴上的风扇吹风,借机座上的散热片将电机内部发散出来的热量带走。这种电机主要用于尘埃较多的场所,例如机床上使用的电机。Page5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。机座定子铁心定子绕组接线盒端盖罩壳风扇转子转轴吊环第四章异步电动机第四章异步电动机第四章异步电动机第四章异步电动机三相异步电动机虽然种类繁多,但基本结构均由定子和转子两大部分组成,定子和转子之间有空气隙。Page6第四章异步电动机一、外形部件1.机座机座的作用是固定定子铁芯和定子绕组,并通过两侧的端盖和轴承来支撑电动机转子。同时起保护整台电动机的电磁部分和发散电动机运行中产生的热量。2.端盖除对内部起保护作用外,端盖还借助于滚动轴承将电动机转子和机座联成一个整体。端盖一般均为铸钢件,微型电动机则用铸铝件。3.罩壳罩壳是电动机有孔的外壳之一,与电动机风扇相连,主要起到通风散热、保护电动机风扇等内部零件的作用。。Page7二、定子定子是指电动机中静止不动的部分,主要包括定子铁芯、定子绕组、机座、端盖、罩壳等部件。定子绕组外壳铁心Page8第四章异步电动机定子铁心冲片1.定子铁芯定子铁芯作为电动机磁通的通路,对铁芯材料的要求是既要有良好的导磁性能,剩磁小,又要尽量降低涡流损耗,一般用0.5mm厚表面有绝缘层的硅钢片叠压而成。在定子铁芯的内圆冲有沿圆周均匀分布的槽,在槽内嵌放三相定子绕组。Page9第四章异步电动机2.定子绕组三相异步电动机的定子绕组作为电动机的电路部分,通入三相交流电即可产生旋转磁场,它是由嵌放在定子铁芯槽中的线圈按一定规则连接而成的。U1U2三相定子绕组(U相)Page101U1V1W2U2V2W1U1V1W2U2V2W1U1V1W2U2V2W1U1V2U2V2W1W接线盒接线盒接Y接:3KW以下。电动机三相定子绕组的接线方法Page11第四章异步电动机三、转子转子指电动机的旋转部分。包括转子铁芯、转了绕组、风扇、转轴等。1.转子铁芯转子铁芯作为电动机磁路的一部分,并放置转子绕组。一般用0.5mm硅钢片冲制叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。为了改善电动机的启动及运行性能,笼形异步电动机转子铁芯一般都采用斜槽结构(即转子槽并不与电动转轴的轴线在同一平面上,而是扭斜了一个角度),如图所示。转子铁心冲片铁心转子绕组转轴笼型转子Page12去掉铁心后的转子导条2.转子绕组转子绕组用来切割定子旋转磁场,产生感应电动势和电流,并在旋转磁场的作用下受力而使转子转动,分笼形转子和绕线型转子两类,笼形和绕线转子异步电动机即由此得名。①笼形转子一般为铸铝式转子,将熔化了的铝浇铸在转子铁芯槽内成为一个完整体,连两端的短路环和风扇叶片一起铸成。Page13按转子结构分:绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机继续继续Page14第四章异步电动机②绕线转子绕线转子异步电动机转子绕组的结构形式与定子绕组相似,也采用由绝缘导线绕制的三相绕组或成型的三相绕组嵌入转子铁芯槽内,并作星形联结,三个引出端分别接到压在转子轴一端并且互相绝缘的铜制滑环(称为集电环)上,再通过压在集电环上的三个电刷与外电路相接。外电路与变阻器相接,该变阻器也采用星形联结。Page15第四章异步电动机四、其他附件1.轴承轴承用来连接转动部分与固定部分,目前都采用滚动轴承以减少摩擦阻力。2.轴承端盖轴承端盖用来保护轴承,使轴承内的润滑脂不致溢出,并防止灰、砂、脏物等浸入润滑脂内。3.风扇风扇用于冷却电动机。Page16第四章异步电动机五、电动机铭牌在三相异步电动机的机座上均装有一块铭牌,如图4-8所示。铭牌上标出了该电动机的型号及主要技术数量,作用是:选择、安装、使用和修理三相异步电动机的重要依据Page17第四章异步电动机Page18第四章异步电动机2.额定功率(5.5kW)表示电动机在额定工作状态下运行时,允许输出的机械功率。3.额定电流(11.7A)表示电动机在额定工作状态下运行时,定子电路输入的线电流。4.额定电压(380V)表示电动机在额定工作状态下运行时,定子电路所加的线电压。5.额定转速(1440r/min)表示电动机在额定工作状态下运行时的转速。Page19第四章异步电动机6.接法(△)表示电动机定子三相绕组与交流电源的连接方法,对J02、Y及Y2系列电动机而言,国家标准规定凡3kW及以下者均采用星形联结;4kW及以上者均采用三角形联结。7.防护等级(IP44)表示电动机外壳防护的方式。IP11是开启式,IP22、IP23是防护式,IP44是封闭式,如图4-7所示。Page208.频率(50Hz)表示电动机使用交流电源的频率。9.绝缘等级表示电机各绕组及其他绝缘部件所用绝缘材料的等级。绝缘材料按耐热性能可分为7个等级,目前国产电机使用的绝缘材料等级为B、F、H、C4个等级。Page21绝缘等级绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。有以Y(90度)A、E、B、F、H、C七个等级。所谓极限温度是电动机绝缘结构中最热点的最高允许温度。绝缘耐热等级AEBFHC允许最高温度/℃105120130155180180以上允许最高温升/℃658090115140140以上Y系列Page22第四章异步电动机防护等级防护等级多以IP后跟随两个数字来表述,数字用来明确防护的等级。第一位数字表明设备抗微尘的范围,或者是人们在密封环境中免受危害的程度。代表防止固体异物进入的等级,最高级别是6;第二位数字表明设备防水的程度。代表防止进水的等级,最高级别是8。Page23第四章异步电动机数字防护范围说明0无防护对外界的人或物无特殊的防护1防止直径大于50mm的固体外物侵入防止人体(如手掌)因意外而接触到电器内部的零件,防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入2防止直径大于12.5mm的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件,防止中等尺寸(直径大于12.5mm)的外物侵入323防止直径大于2.5mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件4防止直径大于1.0mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件5防止外物及灰尘完全防止外物侵入,虽不能完全防止灰尘侵入,但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作6防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件5防止外物及灰尘完全防止外物侵入,虽不能完全防止灰尘侵入,但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作6防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入Page24第四章异步电动机数字防护范围说明0无防护对水或湿气无特殊的防护11防止水滴浸入垂直落下的水滴(如凝结水)不会对电器造成损坏2倾斜15度时,仍可防止水滴浸入当电器由垂直倾斜至15度时,滴水不会对电器造成损坏33防止喷洒的水浸入防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏44防止飞溅的水浸入防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏55防止喷射的水浸入防止来自各个方向由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏66防止大浪浸入装设于甲板上的电器,可防止因大浪的侵袭而造成的损坏7防止浸水时水的浸入电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下,可确保不因浸水而造成损坏8防止沉没时水的浸入电器无限期沉没在指定的水压下,可确保不因浸水而造成损坏Page25第四章异步电动机10.定额工作制指电动机按铭牌值工作时,可以持续运行的时间和顺序。电动机定额分连续定额、短时定额和断续定额三种。分别用Sl、S2、S3表示。①连续定额(S1)表示电动机按铭牌值工作时可以长期连续运行。②短时定额(S2)表示电动机按铭牌值工作时只能在规定的时间内短时运行。我国规定的短时运行时间为10min、30min、60min及90min4种。Page26③断续定额(S3)表示电动机按铭牌值工作时,运行一段时间就要停止一段时间,周而复始地按一定周期重复运行。每一周期为10min,我国规定的负载持续率为15%、25%、40%及60%等4种(如标明40%则表示电动机工作4min就需休息6min)。Page27第四章异步电动机一、旋转磁场的产生第二节三相异步电动机的工作原理转子导体与旋转磁场之间存在着相对运动,切割磁力线而产生感应电动势Page28一、旋转磁场的产生三相异步电动机的定子铁心中放入三相定子绕组。定子绕组U1U2V1V2W1W2U1V1W1iuiviw定子绕组Y接接入三相对称电源t02iuiwivitIisinmu)120sin(OmvtIi)120sin(OmwtIiPage29t=0°iu=0iv为负值iw为正值U1V1V2W1W2U2++U1V1V2W1W2U2++t=0°360°240°120°t=120°t=240°t=360°U1V1V2W1W2U2++U1V1V2W1W2U2++NSNS2.磁场的旋转方向与绕组中电流的相序一致U-V-W-U。t02iuiwiviPage30空间相差120º角的三相绕组,通入对称三相电流时,产生的是一对磁极的旋转磁场,磁场的旋转方向与绕组中电流的相序一致。如果改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的旋转方向,三相异步电动机的旋转方向也就跟着改变。U1V1V2W1W2U2++NS如果电流的相序为U-V-W-U则旋转磁场为顺时针方向。n1U1V1V2W1W2U2++U1V1V2W1W2U2++U1V1V2W1W2U2++NS二、旋转磁场的旋转方向Page31t0iuiwivit=0°360°240°120°U1V1W1iuiwivU1V1V2W1W2U2++t=120°U1V1V2W1W2U2++U1V1V2W1W2U2++NSt=0°t=240°绕组中电流的相序为U-W-V-U,磁场逆时针旋转。把三相异步电动机的三根线任意调换两根与电源相接,电动机旋转方向反向。t=360°Page32旋转磁场的磁极对数p取决于三相定子绕组的结构和连接方式。三、旋转磁场的旋转速度3.旋转磁场的转速n0pfn1060(转/每分)电源频率电动机的磁极对数7501000150030004321pn(转/每分)Page33U1U2V1V2W1W2++SN四、三相异步电动机的运转原理•+ff转子转速n旋转的磁场可以带动转子同方向旋转异步电动机原理图•••+++转子定子磁场转速n1n旋转磁场将切割转子导体,从而在转子导体中产生感应电动势,由于转子导体自成闭合回路,因此该电动势将在转子导体中形成电流,其电流方向可用右手定则判定。磁场转速n1转子感应电动势(电流)Page34(1)电磁转矩有电流流过的转子导体将在旋转磁场中受电磁力F的作用,其方向可用左手定则判定,如图中箭头所示,该电磁力F在转子轴上形成电磁转矩,使异步电动机的转子以转速n旅转。转差率因为转子的转动速度总是与磁场的旋转速度有差异,故称为
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