三相异步电动机的设计

摘要

三相异步电动机以其低成本、高可靠性和易维护等特点，广泛应用于各工业领域，但是三相异步电动机在额定电压全压启动时，启动电流很大，约为额定电流的5～7倍，会对电网造成冲击，影响其它设备运行。启动转矩约为额定转矩的两倍。加剧机械结构磨损，基至损坏设备。特别是大功率的三相异步电机影响尤其明显。为了解决电机启动时产生的大冲击电流，需要对电动机进行软启动来降低启动电流。

三相异步电机直接起动存在较大的冲击电流，消耗了大量电能。直接起动方式虽然启动简单，但是电机在直接起动时会产生很大的瞬间电流冲击，造成许多危害，如过大的热应力极易导致绕组损坏，造成绕组绝缘提前老化，从而降低电动机的使用寿命;过大的启动电流将使感应电动机的启动转矩冲击很大;过大的启动电流还造成对电网的冲击，造成能源浪费，传统降压启动方法无法从根本上解决这些问题。因此研究三相异步电动机的软启动，以此来克服上述电动机启动时的缺点，是很有现实意义和经济效益的。

关键词：三相异步电动机；晶闸管；直接起动；冲击电流；软启动

目录

1. 绪论 (1)

1.1三相异步电动机软启动器设计背景 (1)

1.2软启动器介绍 (1)

2三相异步电动机启动控制的研究 (3)

2.1三相异步电动机的启动过程 (3)

2.2三相异步电机的启动方法 (3)

2.3软起动的原理及分析 (7)

2.3.1 晶闸管调压原理 (7)

2.3.2 软起动的起动方式 (9)

3 软启动器的硬件电路设计 (12)

3.1主要器件的介绍 (12)

3.1.1 KJ004功能介绍 (12)

3.1.2 KJ041功能介绍 (13)

3.2主电路的选择 (15)

3.2.2 晶闸管相控调压原理 (15)

3.3主回路设计 (16)

3.3.1 主回路电路 (16)

3.3.2 晶闸管参数选择 (16)

3.3.3 晶闸管触发电路 (17)

3.3.4 晶闸管保护电路 (19)

3.4电压检测回路 (20)

3.4.1 同步信号检测 (20)

3.4.2 电压反馈回路 (21)

3.5电流检测回路 (22)

3.5.1 电流反馈回路 (22)

3.5.2 过电流保护电路 (22)

致谢 .................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 . (23)

1.绪论

1.1 三相异步电动机软启动器设计背景

三相异步电动机广泛应用于拖动风机、皮带机、水泵、真空泵、潜水泵及压缩机等，故电机的起动、控制、运行及安全可靠性显得十分重要，尤其是大功率电机的起动及系统的保护。针对电机启动的优良性、控制的可靠性、保护功能的全面性，设计一种软启动控制系统，从而改善电机启动效果，提高系统保护与控制功能的完善性与可靠性。当电机功率较大时，须采用降压起动，故本文所设计的控制系统是针对广泛使用的大功率三相电机降压启动进行设计。

我国软启动技术起步于上世纪80年代早期，目前生产电机启动器的厂家很多，先后也推出了多种品牌的软启动器。但由于国内自主开发和生产的能力相对较弱，对国外产品的依赖还是很严重。在技术上和可靠性上与国外同类产品尚有一定的差距。所以在整个软启动器市场上，占据统治地位的还是国外产品，国内产品所占的份额还是很低。

目前市场上生产的软启动器主要以机械式和三相反并联晶闸管方式为主。机械式启动器是目前使用比较广泛的启动方式，但它是有级启动，会产生二次冲击电流，启动电流仍然为标称电流的3～4倍，且有体积大、噪音大、维护费用高、无法适应恶劣环境等诸多弊端。

近三十年来，随着电力电子技术的发展，使无电弧开关和连续调节电流成为可能。电力半导体开关器件具有无磨损、寿命长、功耗小等特点，结合现代控制理论及微机控制技术，为实现电机的软启动提供了全新的思路。要突破传统的启动方式，是离不开电力电子技术和微机控制技术的发展的。

目前在国外，发达国家的电动机软启动产品主要是固态软启动装置——晶闸管软启动和兼作软启动的变频器。在生产工艺兼有调速要求时，采用变频装置。在没有调速要求使用的场合下，启动负载较轻时一般采用晶闸管软启动。在重载或负载功率特别大的时候，才使用变频软启动。晶闸管软启动装置是发达国家软启动的主流产品，各知名电气公司均有自己晶闸管软启动的品牌，在其功能上又各具特色。例如GE公司生产的ASTAT智能电机软启动器；ABB公司生产的PST、PSTB系列电机软启动器；施耐德公司的ATS46软启动器；德国SIEMENS公司的3RW22 SIKOSTART软启动器等等。目前，国外对晶闸管三相交流调压电路的研究己经从对控制电压、控制电机电流的开环、闭环方式，发展到通过建立比较准确实用的数学模型，找到适用于三相交流调压电路电机负载的控制方法，从而使三相交流调压电路电机负载性能更优。另一方面，随着电力电子技术的发展，异步电动机向更加可靠、方便性好、小型化方向发展。

1.2 软启动器介绍

软启动器本质上是一种直流调压装置，用来实现软启动、软停车、实时监测以及各种保护功能。为了保证系统安全可靠地运行，可以充分发挥单片机的强大控制功能，由

主控制电路对系统的关键器件和关键参数，例如过压、欠压、过流、过载、等进行实时监控。随着数字直流PWM调压技术的应用，以及采用高性能的单片机作为系统的控制核心，可以使软启动器具有控制快速准确、响应快、运行稳定、可靠等优点。

在三相异步电动机不宜采用直接启动的时候，可以考虑采用定子串电阻或串电抗器启动、Y-△启动、自耦变压器降压启动、转子串电阻启动、晶闸管电子软启动、分级变频软启动、两相变频调压软启动等方法。

软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

软启动器以体积小,转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用,大有取代传统的自耦减压、星-角等启动器的趋势.由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备,在设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程.我们在软启动器的安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如:不同启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。

（1）能使电机起动电压以恒定的斜率平稳上升，起动电流小，对电网无冲击电流，减小负载的机械冲击。

（2）起动电压上升斜率可调，保证了起动过程的平滑性，起动电压可依据不同的负载在30%～70%Ue(Ue为额定电压)范围内连续可调。

（3）可以根据不同的负载设定起动时间。

（4）起动器还具有可控硅短路保护、缺相保护、过热保护、欠压保护。

2三相异步电动机启动控制的研究

交流三相异步电动机的传统启动技术，如定子串电阻/电抗器启动、自耦变压器降压启动、星形-三角形降压启动、转子串电阻或频敏变阻器启动等，在交流电动机启动技术发展过程中都有过重要应用。但随着晶闸管技术的发展，三相交流调压软启动器因为具有性能良好、产品多样、电压可连续调节以及转矩或电流可闭环控制等优点，使得电子软启动器得到了深入而广泛的发展，成为软启动市场中的主流产品。

2.1 三相异步电动机的启动过程

为了研究三相异步电动机的启动时的电压、电流、转矩等变量的关系，进而分析异步电机启动时的电流、启动转矩和所外加电压的关系，就要研究电机的数学模型。对于电动机的软启动而言，多采用基于集中参数等效电路的数学模型。在不改变异步电动机定子绕组中的物理量和异步电机的电磁性能的前提下，经频率和绕组的计算，把异步电动机转子绕组的频率、相数、每相有效串联匝数都归算成和定子绕组一样，即可用归算过的基本方程式推导出异步电动机的等效电路。三相异步电动机的T 形稳态等效电路如图2-1所示：

12

图2-1 异步电动机的等效电路

其中，r 1为定子绕组的电阻，x 1为定子绕组的漏电抗，r 2为归算到定子方面的转子绕组的电阻，x 2为归算到定子方面的转子绕组的漏抗。r m 代表与定子铁心损耗所对应的励磁电阻，x m 代表与主磁通相对应的铁心磁路的励磁电抗。U 1为定子电压向量，E 1为定子感应电动势向量，i 1为定子电流向量，i m 为磁电流向量。

2.2 三相异步电机的启动方法

三相异步电动机的启动方法主要有直接启动、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。

直接启动

直接启动，也叫全压启动。启动时通过一些直接启动设备，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启动。一般情况下，直接启动时启动电流为额定电流的3～8倍，启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启动电流甚至可以达到8～12倍。

直接启动的启动线路是最简单的，如图2-2所示。然而这种启动方法有诸多不足。对于需要频繁启动的电动机，过大的启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；另外过大的启动电流，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启动。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Tz 。

一般情况下，异步电动机的功率小于7．5kW 时允许直接启动。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启动。

()()111134st N kv A I K I kw ???=≤+????电源总容量起动电动总功率

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。

FU

图2-2 直接启动原理图

传统减压启动

减压启动是在启动时先降低定子绕组上的电压，待启动后，再把电压恢复到额定值。减压启动虽然可以减小启动电流，但是同时启动转矩也会减小。因此，减压启动方法一般只适用于轻载或空载情况。传统减压启动的具体方法很多，这里介绍以下三种减压启动的方法：

(1)定子串接电阻或电抗启动

定子绕组串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：启动电流正比于定子绕组的电压，因而定子绕组串电阻或电抗可以达到减小启动电流的目的。但考虑到启动转矩与定子绕组电压的平方成正比，启动转矩会降低的更多。因此，这种启动方法仅仅适用于空载或轻载启动场合。

对于容量较小的异步电动机，一般采用定子绕组串电阻降压；但对于容量较大的异步电动机，考虑到串接电阻会造成铜耗较大，故采用定子绕组串电抗降压启动。如图2-3

所示：当启动电机时，合上开关Q，交流接触器KM断开，使电源经电阻或电抗R流进电机。当电机启动完成时KM吸合，短接电阻或电抗R。

U V W

图2-3 定子串电阻或电抗启动原理图

(2)星-三角形(丫-△)启动

星-三角形启动法是电动机启动时，定子绕组为星形(丫)接法，当转速上升至接近额定转速时，将绕组切换为三角形(△)接法，使电动机转为正常运行的一种起动方式。星-三角形起动方法虽然简单，但电动机定子绕组的六个出线端都要引出来，略显麻烦。图2-4为星-三角形起动法的原理图。接触器KM2和KM3互锁，即其中一个闭合时，必须保证另一个断开。KM2闭合时，定子绕组为星形(丫)接法，使电动机起动。切换至KM3闭合，定子绕组改为三角形(△)接法，电动机转为正常运行。由控制电路中的时间继电器KT确定星-三角切换的时间。

定子绕组接成星形连接后，每相绕组的相电压为三角形连接(全压)时的l/√3，故星-三角形起动时起动电流及起动转矩均下降为直接起动的1／3。由于起动转矩小，该方法只适合于轻载起动的场合。

KM 3

U V W

图2-4 星-三角形起动法的原理图

(3)自耦变压器起动

自耦变压器起动法就是电动机起动时，电源通过自耦变压器降压后接到电动机上，待转速上升至接近额定转速时，将自耦变压器从电源切除，而使电动机直接接到电网上转化为正常运行的一种起动方法。

图2-5所示为自耦变压器起动的自动控制主回路。控制过程如下：合上空气开关Q 接通三相电源。按启动按钮后KM1线圈通电吸合并自锁，其主触头闭合，将自耦变压器线圈接成星形，与此同时由于KM1辅助常开触点闭合，使得接触器KM2线圈通电吸合，KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压抽头(例如65％)将三相电压的65％接入电动。当时间继电器KT 延时完毕闭合后，KM1线圈断电，使自耦变压器线圈封星端打开；同时KM2线圈断电，切断自耦变压器电源，使KM3线圈得电吸合，KM3主触头接通电动机在全压下运行。自耦变压器一般有65％和80％额定电压的两组抽头。

若自耦变压器的变比为k ，与直接起动相比，采用自耦变压器起动时，其一次侧起动线电流和起动转矩都降低到直接起动的l ／k2。

自耦变压器起动法不受电动机绕组接线方式(丫接法或△接法)的限制，允许的起动电流和所需起动转矩可通过改变抽头进行选择，但设备费用较高。

图2-5 异步电动机的自耦变压器起动法

自耦变压器起动适用于容量较大的低压电动机作减压起动用，应用非常广泛，有手动及自动控制线路。其优点是电压抽头可供不同负载起动时选择；缺点是质量大、体积大、价格高、维护检修费用高。

软启动

软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的，后者的调节是连续的。在电动机定子回路中，通过串入限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或者限流软起动。它是软起动中的一个重要类别。按限流器件不同可分为：以电解液限流的液阻软起动；以磁饱和电抗器为限流器件的磁控软起动；以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动。

晶闸管软起动产品问世不过30年左右的时间，它是当今电力电子器件长足进步的结果。10年前，电气工程界就有人预言，晶闸管软起动将引发软起动行业的一场革命。目前在低压(380V)内，晶闸管软起动产品价格已经下降到液阻软起动的大约2倍，甚至更低。而其主要性能却优于液阻软起动。与液阻软起动相比，它的体积小、结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，起动重复性好，保护周全，这些都是液阻软起动无法比拟的。

但是晶闸管软起动产品也有缺点。一是高压产品的价格太高，是液阻软起动产品的5～10倍，二是晶闸管引起的高次谐波比较严重。

2.3 软起动的原理及分析

2.3.1 晶闸管调压原理

晶闸管的控制方式有两种：一是相位控制，即通过控制晶闸管的导通角来调压；二是周波控制，即把晶闸管作为静止接触器，交替的接通与切断几个周波的电源电压，用改变接通时间与切断时间之比来控制输出电压的有效值，从而达到调压的目的。但周波

控制用在异步电机定子上时，通断交替的频率不能太低，一方面会引起电动机转速的波动，另一方面每次接通电流就相当于一次异步电动机的重起动过程。当电源切断时，电动机气隙中的磁场将由转子中的瞬态电流来维持，并随着转子而旋转，气隙磁场在定子绕组中感应的电动势频率将有所变化，当断流时问隔较长时，这个旋转磁场在定子中感应的电势和重新接通时的电源电压在相位上可能会有很大的差别，这样就会出现较大的电流冲击，可能危及晶闸管的安全。故在异步电动机的调压控制中，晶闸管调压一般采用相位控制。采用相位控制时，输出电压波形已不是正弦波，经分析可知，输出电压不含偶次谐波，奇次谐波中以三次谐波为主要成分。谐波在异步电机中会引起附加损耗，产生转矩脉动等不良影响。此外，由于异步电机是感性负载，从电力电子学中可以知道，当晶闸管交流调压回路带有感性负载时，只有当移相角大于负载的功率因数角时，才能起到调压的作用。当α

本系统软起动器采用晶闸管调压原理，通过调节电动机定子输入端电压的大小和相位实现软起动的各种功能。本系统软起动器采用了如图2-6所示的主电路。用三组反并联晶闸管分别串联在星形接法的电机三相定子线圈上，这种连接方式谐波比较少，调压性能最为优越，控制系统简单、可靠。

图2-6软起动主回路原理图

为了方便分析，做以下假定：

(1)电源为三相对称的正弦电压源，内阻抗为零；

(2)各晶闸管的特性一致，对称触发，关断状态时，其阻抗为无穷大；导通状时压降为零；

(3)电机为理想电机，其定、转子绕组在空间产生正弦分布的磁通势；

(4)稳态运行时，电机的转速为常数。

由于主电路中没有中线，因此在工作时若要负载电流流通，至少要有两相构成通路。其中一相是正向晶闸管导通，另一相则是反向晶闸管导通。为了保证在电路起始工作时

有两个晶闸管同时导通，以及在感性负载与控制角较小时仍能保证不同相的两个晶闸管同时导通，本系统采用了能够产生大于60°的双窄脉冲的触发电路。

要实现异步电动机的平稳起动，需要控制电机的输入电压，使其按照某种曲线由小到大逐渐上升。通过按照一定时序调整六个晶闸管的触发角就可以实现该目标。该电路的调压实质是对电源电压进行斩波。电机获得的电压是非正弦的，但是每相电压的正负半周是对称的。晶闸管任意一相的电压波形如图2-7所示，其中电网电压的波形是完整的正弦波，α是晶闸管的触发角，?是负载的功率因数角(也叫晶闸管的续流角)，θ是晶闸管的导通角。由图2-7可以很容易地推导出触发角α，功率因数角?以及导通角θ之间的关系：

θ=π-α+φ公式(2-15)

图2-7 任意相晶闸管的工作波形

其中晶闸管的输出电压是介于导通角θ之间的波形。通过改变导通角θ的大小，就可以改变晶闸管的输出电压，从而改变了电机的输入电压。由式(2-15)可以得知，导通角θ与触发角α、功率因数角?都有关。对于恒定的负载而言，功率因数角?是常量，导通角θ仅仅与触发角α有关。此时，只要改变晶闸管触发角α就可以改变晶闸管的输出电压。但是对于异步电动机而言，功率因数角?是个变量，并且是电机转速的函数。在电机起动过程中，随着转速逐渐变大，功率因数角?也在不断变化。因此，改变晶闸管触发角α的同时也要兼顾功率因数角?的变化情况。只有这样，才能实现异步电动机的输入电压按照预定规律变化的要求。

2.3.2 软起动的起动方式

软起动器的功能主要是实现软起动和软停车，而软停车相当于是软起动的逆过程。三相异步电动机软起动器拥有多种起动模式，可以满足不同的起动要求。下面详细介绍：(1)限流起动

限流起动就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值Im的软起

动方式，起动波形如图2-8所示。主要用于轻载起动的降压起动，其输出电压从零开始迅速增长，直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im，然后保持输出电流不大于该值的条件下逐渐升高电压，直到额定电压。这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整起动电流的限定值Im。其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动转矩，起动时间相对较长。该方法应用较多，适用于风机，泵类负载。

图2-8 限流启动波形

(2)电压斜坡起动

输出电压由小到大斜坡线性上升，将传统的有级降压起动变为无级，主要用在重载起动。它的缺点是起动转矩小，且转矩特性呈抛物线型上升对起动不利，起动时间长，对电动机不利。改进的方法是采用双斜坡起动，如图2-9所示。输出电压先迅速升至U(U，为电动机起动所需的最小转矩所对应的电压值)，然后按设定的斜率逐渐升高电压。直至达到额定电压，初始电压和电压上升率可根据负载特性调整。在加速斜坡时同期闻，电动机电压逐渐增加，加速斜坡时间在一定时间范围内可调整，加速斜坡时间一般在2～60秒之间。这种起动方式的特点是起动电流相对较大，但起动时间相对较短，适用于重载起动的电动机。

图2-9 电压斜坡启动波形

(3)转矩控制起动

主要用于重载起动，如图2-10所示。它是按照电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压。其优点是起动平滑、柔性好、对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，使最优的重载起动方式。其缺点就是起动时间较长。

图2-10 转矩控制启动波形

(4)转矩加突跳控制起动

转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样，也是用在重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩，克服拖动系统的静转矩，然后转矩平滑上升，可缩短起动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其他负荷。转矩加突跳控制起动如图2-11所示。

图2-11 转矩加突跳控制起动波形

(5)电压控制起动

电压控制起动是在保证起动压降一定的前提下使电动机获得最大的起动转矩，尽可能地缩短起动时间，是最优的轻载软起动方式，如图2-12所示。

图2-12 电压控制起动波形

3 软启动器的硬件电路设计

3.1 主要器件的介绍

3.1.1 KJ004功能介绍

该电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏移电压、移电压综合比较放大电路和功相率放大电路四部分组成。元件引脚功能见表3-1：锯齿波的斜率决定于外接R6、RW1流出的充电电流和积分C1的数值。对不同的移项控制V1，只有改变R1、R2的比例，调节相应的偏移VP。同时调整锯齿波斜率电位器RW1，可以使不同的移相控制电压获得整个范围。触发电路为正极性型，即移相电压增加，导通角增大。R7和C2形成微分电路，改变R7和C2的值，可获得不同的脉宽输出。KJ004的同步电压为任意值

电路采用双列直插C—16白瓷和黑瓷两种外壳封装，外型尺寸按电子工业部部颁标准。《半导体集成电路外型尺寸》SJ1100—76

图３-1 KJ004引脚图

与分立元件的锯齿波移相触发电路相似,分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节。

+15V

图3-2 KJ004电路原理图

KJ004参数及限制

电源电压：直流+15V、-15V，允许波动±5%（±10%时功能正常）。

电源电流：正电流≤15mA，负电源≤10 mA。

同步电压：任意值。

同步输入端允许最大同步电流：6mA（有效值）。

移相范围：≥170°（同步电压30V，同步输入电阻15KΩ）。

锯齿波幅度：≥10V（幅度以锯齿波平顶为准）。

输出脉冲：

（1）宽度：400μs～2ms(通过改变脉宽阻容元件达到)。

（2）幅度：≥13V。

（3）KJ004最大输出能力：100mA（流出脉冲电流）。

（4）输出管反压：BVCEO≥18V（测试条件Ie≤100μA）。

正负半周脉冲相位不均衡≤±3°。

使用环境温度为四级：C:0～70℃R:-55～85℃E: -40～85℃M:-55～125℃3.1.2 KJ041功能介绍

KJ041六路双脉冲形成器是三相全控桥式触发线路中常用的电路，它具有双脉冲形成和电子开关控制封锁双脉冲形成功能。使用两个有电子开关控制的KJ041电路组成逻辑控制，适用于正、反组可逆晶闸管电力电子成套装置（如正、反逻辑无环流直流调速的十二相晶闸管整流设备中）。

主要参数及限制

（1）电源电压：DC +15V±10%

（2）电源电流：≤20mA

（3）输出脉冲最大负载电流：≤20mA

（4）输出脉冲幅值：≥1V

（5）输入端二极管最高承受反压：≥30V

（6）控制端正向电流：≤3mA

（7）允许使用环境温度：Ⅰ类品为-55～+125 °C；Ⅱ类品为-55～+85°C；

Ⅲ类品为-40～+85°C；Ⅳ类品为-10～+70°C。

KJ041

7

图3-3 KJ041的引脚排列（引脚向下）

各引脚的功能及用法：

１）输出引脚

引脚15：对应1与2的“或”输出端，使用中，接触发A相正半周晶闸管的功率放大单元输入端；

引脚14：对应3与2的“或”输出端，使用中，接触发C相负半周晶闸管的功率放大单元输入端；

引脚13：对应3与4的“或”输出端，使用中，接触发B相正半周晶闸管的功率放大单元输入端；

引脚12：对应4与5的“或”输出端，使用中，接触发A相负半周晶闸管的功率放大单元输入端；

引脚11：对应5与6的“或”出端，使用中，接触发C相正半周晶闸管的功率放大单元输入端；

引脚10：对应6与1的“或”输出端，使用中，接触发B相负半周晶闸管的功率放大单元输入端；

2）输入引脚：

引脚1和引脚4：对应于电网A相正、负半周的触发脉冲输入端；

引脚2和引脚5：对应于电网C相负、正半周的触发脉冲输入端；

引脚3和引脚6：对应于电网Ｂ相正、负半周的触发脉冲输入端；

3）引脚16：工作电源输入端。KJ041的工作电源范围为3～18V，使用中一般接+15V 电源。

4）引脚8（GND）：工作参考地端。使用中接用户系统供电电源的地端。

5）引脚9（NC）：空脚。使用中，悬空。

6）引脚7（L）：输出脉冲封锁端，该端高电平封锁输出。KJ041的输出引脚在L 端为高电平时均变为低电平；而在L端为低电平时，KJ041的输出引脚按输入引脚的状态和KJ041的工作机理正常输出脉冲。使用中该端接保护电路的输出。

3.2 主电路的选择

在晶闸管交流调压系统中，晶闸管可以借负载电流波形过零而自行关断，不需另加换流电路，所以其主要优点是线路简单、调压装置体积小，价格低廉、使用及维修方便。本系统采用晶闸管相控调压的技术，采用图3-1所示的主电路，用六个两两反向并联的晶闸管串连在电机主供电回路中。

图3-4 交流调压主电路

3.2.2 晶闸管相控调压原理

晶闸管调压单相等效电路如图3-5所示，其中ZL为电机一相等效阻抗，Ui为电网

相电压，UL为晶闸管输出电压。设sin

U wt。

i

图3-5晶闸管单相调压电路图3.6 晶闸管输出电压波形

图3-5为一路晶闸管输出波形示意图。晶闸管控制角θ和功率因数角?决定了晶闸管的输出电压值。晶闸管正负半周的触发是对称的，晶闸管的输出电压有效值u。可由式（3-1)计算：

(),,L U f U θ?=

== 公式(3-1)

可见，UL 是晶闸管控制角θ、功率因数角?及供电电压U 的函数。当供电电压不变时，通过改变晶闸管的控制角，可以改变晶闸管的输出电压。

3.3 主回路设计

3.3.1 主回路电路

软起动器主回路设计电路如图3-7所示。

U

V

图3-7主回路电路

采用三组反并联晶闸管组成调压电路。在三组晶闸管和三相供电电源之间接入接触器，软起动时，接触器断开，软起动完成后接触器闭合。软停车开始时，接触器再次打到双向晶闸管端，软起动器投入到停车运行，如此重复来完成软起动和软停车。在三相电源侧通过隔离电路得到软起动器同步信号；在晶闸管输出侧即R 、S 、T 通过电阻分压而得到较低幅值的三相电压，再经过整流电路送入单片机做故障检测。而TAl ，TA2年TA3表示为霍尔传感器电流输出，该电流信号通过整流电路后转变成电压信号输入到控制回路。

3.3.2 晶闸管参数选择

晶闸管的选择参数很多，但用于应用于软起动时，主要是额定电压、额定电流的计算与选择。晶闸管由于过电流过电压能力低，又常常工作在不同的电流波形情况下，给额定电流的选择带来一定的困难，如若额定值选择不当，会造成不必要的损失或浪费。根据实际工作条件，在满足需要的前提下，应尽量降低晶闸管的定额，以减少设备投资。需满足两个条件。

首先，晶闸管的正、反向峰值电压UDRM 和URRM 应为晶闸管实际承受最大峰值

电压UM的2～3倍，即UDRM/RRM=(2～3)UM。在本文设计中电机为220V的三步电动机，根据公式计算可得晶闸管耐压在622V~933V范围内。

其次，晶闸管的额定通态电流ITA V指的是工频正弦半波平均值，其对应的有效值应满足IRMS=1.57ITA V。为使晶闸管在工作过程中不因实际有效值应在乘以安全系数1.5～2后才能等于1.57 ITA V。本文中使用的异步电机功率4KW，额定电流0.55A。由于异步电机在直接起动时的电流为6～7倍的额定电流。因此晶闸管的ITA V范围在3.3A～3.85A。

3.3.3 晶闸管触发电路

本设计触发电路原理是首先用同步变压器对电网电压进行采样并降压，之后输入KJ004用来产生单脉冲，通过调节分压电阻可以实现对单脉冲占空比的调节，通过模拟开关4066来实现对KJ004宽窄脉冲模式的变换，使KJ004输出宽脉冲或者窄脉冲，KJ042则产生高频调制波对KJ004输出的宽脉冲或窄脉冲进行高频调制，使其输出宽窄脉冲列，当KJ004处于宽脉冲方式时，KJ004输出直接加到驱动电路，而KJ004处于窄脉冲方式时单脉冲(3片KJ004产生6路)输入到KJ041合成双脉冲，每组双脉冲相位相差60°，用于触发整流桥电路。

晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管为半控型电力电子器件，它的工作条件如下：

1．晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。

2．晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。

3．晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。

4．晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。

如图3-8为同步信号为锯齿波的触发电路，其输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路），也可为单窄脉冲。电路结包括三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步环节。此外还有强触发和双窄脉冲形成环节。

图3-8 脉冲发生电路图

1、脉冲形成环节

V4、V5 ——脉冲形成V7、V8 ——脉冲放大

控制电压uco加在V4基极上。uco=0时，V4截止。V5饱和导通。V7、V8处于截止状态，无脉冲输出。电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1(30V)时，V4导通，A点电位由+E1(+15V) 下降到1.0V左右，V5基极电位下降约-2E1(-30V)，V5立即截止。V5集电极电压由-E1(-15V) 上升为+2.1V，V7、V8导通，输出触发脉冲。电容C3放电和反向充电，使V5基极电位上升，直到ub5>-E1(-15V)，V5又重新导通。使V7、V8截止，输出脉冲终止。脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关。电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V8集电极电路中。

2、锯齿波的形成和脉冲移相环节

3、同步环节

4、双窄脉冲形成环节

三相异步电动机基本控制线路的安装与调试

三相异步电动机基本控制线路的安装与调试 任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制 学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用； 2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。 学习目标: 1、知道：常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号；常用低压电器的用途。 2、能根据控制要求正确选择低压电器。 3、了解：常用低压电器的基本结构；主要技术参数。 4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。 学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。 学习难点:工作原理、选择使用 §1-1 机床电气控制中常用的低压电器 目标任务： 1、了解低压电器的基本知识，熟悉常用的低压电器种类； 2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用； 3、熟练掌握常用低压电器的使用。 相关知识： 1-1. 低压电器基本知识

凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械，均称为电器。低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。 一、低压电器的分类 低压电器是指工作在交流电压1200V 、直流电压1500V 以下的各种电器。生产机械上大多用低压电器。低压电器种类繁多，按其结构、用途及所控制对象的不同，可以有不同的分类方式。 1 ．按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器。 用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器，这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。 2 ．按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。 通过电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3 ．按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器的工作是靠外力或某种非电量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。 二、低压电器的作用 控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用 三、低压电器的基本结构 电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。 1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。 2. 直流电磁铁和交流电磁铁

三相异步电动机的结构与其作用

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。

采用单相电源供电的三相异步电动机接线方法

采用单相电源供电的三相异步电动机接线方法 三相异步电动机由于构造简单、成本低、维修使用方便、运行可靠等优点，被广泛应用于工农业生产。三相电动机的电源应是三相电源，但实际上常会遇到只有单相电源的问题，特别是在家用电器上用的都是单相电动机，坏了以后想用三相电动机代替，就必须做适当的改接，以使三相电动机适应于单相电源而正常工作，下面具体谈其接线方法。 改接原理 三相异步电机是利用三相互隔120°角度的平衡电流，通过定子绕组时产生一个随时间变化的旋转磁场，以驱使电动机运转工作的。在谈到三相异步电机改单相使用之前，先要说明单相异步电动机旋转磁场建立问题，单相电动机只有在建立旋转磁场后才能够起动。它之所以没有初始起动转距，是因为在单相绕组中建立起的磁场不是旋转的，而是脉动的，换句话说，它对定子来讲是不动的。在这种情况下，定子的脉动磁场与转子导体内的电流相互作用是不能产生转矩的，因为没有旋转磁场，所以就不能使电机起动运转。但是电动机内部两个绕组的位置有空间角度差，若设法再产生一不同相的电流，使两相电流在时间上有一定的相位差，才能产生旋转磁场，使电机起动。因此单相电动机的定子除了有工作绕组外，还必须有起动绕组。根据此原理，可利用三相异步电机定子的三相绕组，将其中一相绕组线圈采用电容或电感移相的方法，使两相通过不同的电流，这样就能建立旋转磁场，使电动机起动运转。当三相异步电机改为单相电源使用时，其功率仅是原来的2／3。 改接方法 要把三相电机使用在单相电源上，可将三相异步电动机定子绕组中的任意二相绕组线圈首先串联，再与另一相绕组并联接入电源。这时，两个绕组里的磁通量在空间上虽然有相位差，但因工作绕组和起动绕组都是接在同一电源上，如按时间来讲，电流是相同的。因此，只有在起动绕组上串联一只电容器、电感线圈或电阻，才能使电流有相位差。在接法上为了增大起动转矩，可用一台自耦变压器将单相电源的电压由220v升到380V，示意图如图1所示。一般小型电动机均为Y接，对Y接的三相异步电动机用此种方法接线，应将串入电容c的绕组接线端子接在自耦变压器起头端子上，如需改变转轴转动方向，可按图2接线。 如果不升高电压，接在220V的电源也可用此图示。因为原来接三相380V电源电压的绕组，现在用于220V电源，电压太低了，所以转矩太低。 图3接线转矩太低，若增大力矩可将移相电容串入二相绕组连在一起的线圈中，用此绕组为起动绕组，单只线圈直接接在220V电源上，见图4。 图3、图4如果需要改变转轴转动方向，可将起动绕组或运转绕组的头尾换一下就可。 两个绕组串联后的磁矩(其中一相反串)是由两个夹角互为60°磁矩合成的(如图5)，其磁矩远远大于由两个夹角互为120°合成的磁矩(如图6两绕组顺串)，所以图5接线的起动转矩

三相异步电动机的七种调速方法及特点

三相异步电动机分类特点以及调速方法 三相异步电动机分类： 1、从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。 2、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。 3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。 我们清楚三相异步电动机转速公式为： n=60f/p(1-s) 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。 一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。其特点：1、效率高，调速过程中没有附加损耗；2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；3、 调速范围大，特性硬，精度高；4、 技术复杂，造价高，维护检修困难。 三、串级调速方法 ：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为

三相异步电动机的结构与工作原理

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

三相异步电动机的使用、维护和检修教案

教案（首页） 授课班级机电高职1002 授课日期 课题序号 3.5 授课形式讲授授课时数 2 课题名称三相异步电动机的使用、维护和检修 教学目标1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 3．熟悉三相异步电动机的定期检修内容。 4．了解三相异步电动机的常见故障以及处理方法。 教学重点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教学难点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教材内容更 新、补 充及删减 无 课外作业补充 教学后记无 送审记录 课堂时间安排和板书设计

复习5 导 入 5 新 授 60 练 习 15 小 结 5 一、电机选择原则 1、电源的原则 2、防护形式的选择 3、功率的选择 4、起动情况选择 5、转速的选择 二、电机的安装原则 三、电机的接地装置 四、电机的定期检查和保养 五、三相异步电机的常见故障及处理方法 课堂教学安排

课题序号课题名称第页共页教学过程主要教学内容及步骤 导入新授三相异步电动机在生产设备中长期不间断地工作，是目前工矿企业的主要动力装置，电动机的使用寿命是有限的，因为电动机轴承的逐渐磨损、绝缘材料的逐渐老化等等，这些现象是不可避免的。但一般来说，只要选用正确、安装良好、维修保养完善，电动机的使用寿命还是比较长的。在使用中如何尽量避免对电动机的损害，及时发现电动机运行中的故障隐患，对电动机的安全运行意义重大。因此，电动机在运行中的监视和维护，定期的检查维修，是消灭故障隐患，延长电动机使用寿命，减小不必要损失的重要手段。 一、电动机的选择原则 合理选择电动机是正确使用电动机的前提。电动机品种繁多，性能各异，选择时要全面考虑电源、负载、使用环境等诸多因素。对于与电动机使用相配套的控制电器和保护电器的选择也是同样重要的。 1．电源的选择 在三相异步电动机中，中小功率电动机大多采用三相380V电压，但也有使用三相22OV电压的。在电源频率方面，我国自行生产的电动机采用50Hz的频率，而世界上有些国家采用60Hz的交流电源。虽然频率不同不至于烧毁电动机，但其工作性能将大不一样。因此，在选择电动机时应根据电源的情况和电动机的铭牌正确选用。 2．防护型式的选择 由于工作环境不尽相同，有的生产场所温度较高、有的生产场所有大量的粉尘、有的场所空气中含有爆炸性气体或腐蚀性气体等等。这些环境都会使电动机的绝缘状况恶化，从而缩短电动机的使用寿命，甚至危及生命和财产的安全。因此，使用时有必要选择各种不同结构形式的电动机，以保证在各种不同的工作环境中能安全可靠地运行。电动机的外壳一般有如下型式: (1)开启型外壳有通风孔，借助和转轴连成一体的通风风扇使周围的空气与电动机内部的空气流通。此型电动机冷却效果好，适用于干燥无尘的场所。 (2)防护型机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触。若电动机通风口用带网孔的遮盖物盖起来，叫网罩式；通风口可防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部的叫防漏式；通风口可防止与垂直成100o范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部的叫防溅式。(3)封闭式机壳严密密封，靠自身或外部风扇冷却，外壳带有散热片。适用于潮湿、多尘或含酸性气体的场合。 (4)防水式外壳结构能阻止一定压力的水进入电动机内部。 (5)水密式当电动机浸没在水中时，外壳结构能防止水进入电动机内部。 (6)潜水式电动机能长期在规定的水压下运行。 (7)防爆式电动机外壳能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，从而引起外部燃烧气体的爆炸。 3．功率的选择 课堂教学安排 课题序号课题名称第页共页

三相异步电动机结构详细图解

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

三相异步电动机结构图解

三相异步电动机结构图解 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

0.2mm～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0.5mm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。

三相异步电动机的基本结构及运行详细分析

第九章异步电动机的基本结构和运行分析异步电动机也称感应电动机，是工农业生产中应用最为广泛的一种电机。例如，中小型轧钢设备、矿山机械、机床、起重机、鼓风机、水泵、以及脱粒、磨粉等农副产品用的加工机械，大多采用异步电动机拖动。与其他电动机相比，异步电动机具有结构简单、坚固耐用、使用方便、运行可靠、效率高、易于制造和维修、价格低廉等许多优点。但是，异步电动机的应用也有一定的限制，这主要是由其调速性能差、功率因数低而引起的。 异步电动机是一种交流电机，它可以是单相的，也可以是三相的。但它的转速和电网频率没有同步电机那样严格不变的关系。本章将分别介绍三相异步电动机的基本结构、工作原理、运行特性以及单相异步电动机的基本结构和工作原理等。 第一节异步电动机的基本结构、分类及铭牌 一、三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机由固定的定子和旋转的转子两个基本部分组成，转子装在定子内腔里，借助轴承被支撑在两个端盖上。为了保证转子能在定子内自由转动，定子和转子之间必须有一间隙，称为气隙。电机的气隙是一个非常重要的参数，其大小及对称性等对电机的性能有很大影响。图9-1所示为三相鼠笼式异步电动机的组成部件。

图9-1 三相鼠笼式异步电动机的组成部件 1．定子 定子由定子三相绕组、定于铁心和机座组成。 定子三相绕组是异步电动机的电路部分，在异步电动机的运行中起着很重要的作用，是把电能转换为机械能的关键部件。定子三相绕组的结构是对称的，一般有六个出线端1U 、2U 、1V 、2V 、1W 、2W 。置于机座外侧的接线盒内，根据需要接成星形（Y ）或三角形（?），如图9一2所示，定子三相绕组的构成、连接规律及其作用将在第二节专门介绍。 图9一2 三相鼠笼式异步电动机出线端 定子铁心是异步电动机磁路的一部分，由于主磁场以同步转速相对定子旋转，为减小在铁心中引起的损耗，铁心采用0.5mm 厚的高导磁电工钢片叠成，

三相异步电动机的正确接线

三相异步电动机的正确接线 万里安徽省广德县供电局(242200) 大多数电工都知道，三相电动机的三相定子绕组每相绕组都有两个引出线头。一头叫做首端，另一头叫末端。规定第一相绕组首端用D 1表示，末端用D 4表示；第二相绕组首端用D2表示，末端用D5表示；第三相绕组首末端分别用D3和D6来表示。这六个引出线头引入接线盒的接线柱上，接线柱相应地标出D1～D6的标记，见图(1)。三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组 接成星形或三角形，星形接法是将三相绕组的末端并联起来，即将D 4、D 5 、D 6 三个接线柱用铜片连结在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源，即 将D 1、D 2 、D 3 分别接入A、B、C相电源，如图(2)所示。而三角形接法则是将第 一相绕组的首端D 1与第三相绕组的末端D 6 相连接，再接入一相电源；第二 相绕组的首端D 2与第一相绕组的末端D 4 相连接，再接入第二相电源；第三相绕 组的首端D 3与第二相绕组的末端D 5 相连接，再接入第三相电源。即在接线板上 将接线柱D 1和D 6 、D 2 和D 4 、D 3 和D 5 分别用铜片连接起来，再分别接入三相电源， 如图(3)所示。一台电动机是接成星形还是接成三角形，应视厂家规定而进行，可以从电动机铭牌上查到。三相定子绕组的首末端是生产厂家事先设定好的，绝不可任意颠倒，但可将三相绕组的首末端一起颠倒，例如将三相绕组的末端 D 4、D 5 、D 6 倒过来作为首端，而将D 1 、D 2 、D 3 作为末端，但绝不可单独将一相绕组 的首末端颠倒，否则将产生接线错误。如果接线盒中发生接线错误，或者绕组首末端弄错，轻则电动机不能正常起动，长时间通电造成启动电流过大，电动机发热严重，影响寿命，重则烧毁电动机绕组，或造成电源短路。下面就绕组接线错误予以具体的分析。 1错将应接成星形运行的异步电动机接成三角形运行时的不良后果。 一台应接成星形动行的电动机，其定子每相绕组承受的电压(相电压)是电动机额定电压( 电源线电压)的1/倍(即0．58倍)。若误接成三角形运行，其

Y系列三相异步电动机使用说明书

Y系列三相异步电动机使用说明书 l、电动机的安装 1．1安装前的准备工作 电动机开箱前应检查包装是否完整无损，有无受潮的现象，开罩后应小心清除电动机上的尘土和防锈层，仔细检查在运输过程中有无变形和损坏，紧固件有无松动或脱落，转子转动是否灵活，铭牌数据是否符合要求，并用500VMQ表测量高压电阻，绝缘电阻应不低于1MQ 否则应对绕组进行干燥处理，但是处理温度不超过J20℃。 1．2电动机的安装场地和安装基础 电动机的安装场地海拔高度应不超过100()m；一般用途的电动机的安装场地要干燥、洁净，电动机周围应通风良好，与其它设备要留有一定的间隔，以便于检查，监视和清扫，环境温度在40℃以下，并需防止强烈的辐射；安装基础要坚固、结实，有一定的刚度，安装面应平整，以保证电机的平衡运行。 I．3电动机的接线 1．3．1电动机应妥善接地，接线盒内右下方及机座外壳有接地装置，必要时亦可利用电动机底脚或法兰盘紧固螺栓接地，以保证电动机的安全运行。 1．4电动机与机械负载的联接 1．4．1电动机可采用联轴器，正齿轴或皮带与负载机械联接，双轴伸电动机的风扇端只允许采用联轴器传动。 1．4．2采用联轴器联接时，电动机轴中心线与负载机械的轴中心线要重合，以免电动机在动行中产生强烈振动，联轴动和不正常的声音等。器的安装偏差为：2极电动机允许偏差0．015mm，4、6、8极电动机偏差0．04mm。 1．4．3立式安装的电动机，轴伸只允许采用联轴器与机械负载联接。 2、电动机的起动 2．1电动机起动前的检查 2．1．1新安装或停用三个月以上的电动机起动前应检查绝缘电阻，测得绝缘电阻值不小于1MQ。 2．1．2检查电动机的紧固螺钉是否拧紧，轴承是否缺油，电动机的接线是否符合要求，外壳是否可靠接地或接零。 2．1．3检查联轴器的螺钉和销钉是否紧固，皮带联接处是否良好，松紧是否合适，机组转动是否灵活，有无卡位，窜动和不正常的声音等。 2．1．4检查熔断器的额定电流是否符合要求，安装是否牢固可靠。 2．1．5检查起动设备接线是否正确，起动装置是否灵活，触点接触是否良好，起动设备的金属处壳是否可靠接地或接零。 2．1．6检查三相电源电压是否正常，电压是否过高过低或三相电压不对称等。 2．1．7上述任何一项有问题，都必须彻底解决，在确认准备工作无误时方可起动。 2．2起动时的注意事项

三相异步电动机接线图

三相异步电动机接线图 2010年02月25日星期 10:49 A.M. 三相异步电机接线图:三相电动机的三相定子绕组每相绕组都有两个引出线头。 一头叫做首端，另一头叫末端。规定第一相绕组首端用D 1表示，末端用D 4表示；第二相绕组首端用D2表示，末端用D5表示；第三相绕组首末端分别用D3和D6来表示。这六个引出线头引入接线盒的接线柱上，接线柱相应地标出D1～D6的标记，见图(1)。三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组接成星形或三角形，星形接法是将三相绕组的末端并联起来，即将D4、D5、D6三个接线柱用铜片连结在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源，即将D1、D2、D3分别接入A、B、C相电源，如图(2)所示。而三角形接法则是将第一相绕组的首端D 1与第三相绕组的末端D6相连接，再接入一相电源；第二相绕组的首端D2与第一相绕组的末端D4相连接，再接入第二相电源；第三相绕组的首端D3与第二相绕组的末端D5相连接，再接入第三相电源。即在接线板上将接线柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分别用铜片连接起来，再分别接入三相电源，如图(3)所示。一台电动机是接成星形还是接成三角形，应视厂家规定而进行，可以从电动机铭牌上查到。三相定子绕组的首末端是生产厂家事先设定好的，绝不可任意颠倒，但可将三相绕组的首末端一起颠倒，例如将三相绕组的末端D4、D5、D6倒过来作为首端，而将D1、D2、D3作为末端，但绝不可单独将一相绕组的首末端颠倒，否则将产生接线错误。如果接线盒中发生接线错误，或者绕组首末端弄错，轻则电动机不能正常起动，长时间通电造成启动电流过大，电动机发热严重，影响寿命，重则烧毁电动机绕组，或造成电源短路。

三相异步电机接线方法大全

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电动机三相绕组究竟按何种方式连接，要看铭牌标明的电压和接线方式，如果铭牌上标着电压220/3 80V，接法△／Y，表明该台电动机有两种接线方式，适应两种不同的电压。如果电源电压是220V，就应接成三角形。如误接成星形，就会使接到每相绕组上的电压由220V下降到220/√3=127V，电动机就会因电压太低起动不起来，如仍承受额定负载，就容易造成过载烧毁。如果电源电压是380V，就应接成星形，如误接成三角形，每相绕组就会承受380V的电压而造成定子电流增大烧毁绕组。所以正确的接线方式，应能使电动机在正常工作时，所承受的电源电压必须等于或接近于电动机的额定电压。 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.

三相异步电动机论文

湖南农业大学 毕业论文 浅谈三相异步电动机的过热原因与维护 学生姓名：王礼明 年级专业：2008级机械电子工程 指导老师及职称：杨学工副教授 学院：成人教育学院 湖南·长沙 提交日期： 20 年月

浅谈三相异步电动机的过热原因与维护 学生：王礼明 指导老师：杨学工 （湖南农业大学成人教育学院，长沙 410128） 摘要：电动机是把电能转换成机械能的设备，三相异步电动机是电力拖动应用最多的电气设备，在工业、农业、国防、文教、医疗及日常生活等各个领域被广泛地应用，在工、农业生产中起着不可或缺的作用。三相异步电动机通过长期运行后，会发生电动机损坏等故障，而造成三相异步电动机损坏又多因其过热烧毁所致，因此对故障进行及时处理，是保证设备正常运行的一项重要的工作。本文就造成三相异步电动机过热的各种因素和维护进行浅析和探讨，供广大电气工作者参考。 关键词：三相异步电动机；基本结构；作用；工作原理；过热原因；维护方法 1 前言 电动机是把电能转换成机械能的设备，三相异步电动机是电力拖动应用最多的电气设备，在工、农业生产及生活中起着不可或缺的作用。而造成三相异步电动机损坏必须进行检修报废的原因，又多因其过热烧毁所致。由此影响各种生产任务的按期完成也是常见的，因此了解三相电动机的结构及各部分的作用与工作原理，以便于及时判断故障原因，进行相应处理与维护，防止故障扩大，保证设备正常运行，是广大电气工作者的一项重要的工作。 2 电动机的结构及各部分作用 三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组（可以接成星形Y或三角形△）等部分组成，转子主要由转子铁心和转子绕组（分为绕线形与笼形两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机），其他部分包括端盖、风扇等。 定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、

三相异步电动机的启动_New

三相异步电动机的启动

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三相异步电动机的启动 异步电动机启动时的要求： 1、电动机有足够大的启动转矩。 2、一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好。 3、启动所需设备简单，操作方便。 4、启动过程中功率损耗越小越好。 一、鼠笼式异步电动机的启动 1、直接启动 即启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压。三相异步电动机直接启动的条件（满足一条即可）

1、容量在7.5KW以下的电动机均可采用。 2、电动机在启动瞬间造成的电网电压降不大于电源电压正常值的10%，对于不常启动的电动机可放宽到15%。 3、可用经验公式粗估电动机是否可直接启动 优点：所需启动设备简单，启动时间短，启动方式简单、可靠，所需成本低。 缺点：对电动机及电网有一定冲击 2、降压启动 在电动机启动时降低定子绕组上的电压，启动结束时加额定电压的启动方式。降压启动能起到降低电动机启动电流目的，但由于转矩与电压的平方成正比，因此降压启动时电动机的转矩减小较多，故只适用于空载或轻载启动。 A、自耦变压器（亦称补偿器）降压启动

（1）接线：自耦变压器的高压边投入电网，低压边接至电动机，有几个不同电压比的分接头供选择。 （2）特点：设自耦变压器的变比为K，原边电压为U1，副边电压U2= U1/K，副边电流I2（即通过电动机定子绕组的线电流）也按正比减小，又因为I1= I2/K，则电源供给电动机的启动电流为直接启动时1/K2倍。因电压降低了1/K倍，转矩降为1/K2倍。 自耦变压器副边有2~3组抽头，如二次电压分别为原边电压的80 %、60%、40%。 优点：可按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器的不同抽头实现降压启动，定子绕组采用Y或Δ。 缺点：设备体积大，投资较贵。 B、星—三角（Y—Δ ）降压启动 （1）接线：启动时先将定子接成星形，启动完再接成Δ。 （2）特点：启动电流、电源电流和启动转矩只有直接启动时1/3。

三相异步电机接线图及测量方法

三相异步电机接线图及测量方法 三相异步电机接线图:三相电动机的三相定子绕组每相绕组都有两个引出线头。 一头叫做首端，另一头叫末端。规定 第一相绕组首端用D 1表示，末端用D 4表示； 第二相绕组首端用D2表示，末端用D5表示； 第三相绕组首末端分别用D3和D6来表示。 这六个引出线头引入接线盒的接线柱上，接线柱相应地标出D1～D6的标记，。 三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组接成星形或三角形，星形接法是将三相绕组的末端并联起来，即将D4、D5、D6三个接线柱用铜片连结在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源，即将D1、D2、D3分别接入A、B、C相电源，如图(2)所示。而三角形接法则是将 第一相绕组的首端D 1与第三相绕组的末端D6相连接，再接入一相电源； 第二相绕组的首端D2与第一相绕组的末端D4相连接，再接入第二相电源； 第三相绕组的首端D3与第二相绕组的末端D5相连接，再接入第三相电源。 即在接线板上将接线柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分别用铜片连接起来，再分别接入三相电源，如图(3)所示。

一台电动机是接成星形还是接成三角形，应视厂家规定而进行，可以从电动机铭牌上查到。三相定子绕组的首末端是生产厂家事先设定好的，绝不可任意颠倒，但可将三相绕组的首末端一起颠倒，例如将三相绕组的末端D4、D5、D6倒过来作为首端，而将D1、D2、D3作为末端，但绝不可单独将一相绕组的首末端颠倒，否则将产生接线错误。如果接线盒中发生接线错误，或者绕组首末端弄错，轻则电动机不能正常起动，长时间通电造成启动电流过大，电动机发热严重，影响寿命，重则烧毁电动机绕组，或造成电源短路。一台三相异步电动机，由于种种原因，接线盒里的端子全坏了，只有6个线头了，请问各位，如何区分这6个线头分别是U1、U2、V1、V2、W1、W2？ 首先用万能表分出三相。 在三相电动机每个绕组的两引出线确定的情况下，可进一步判别三绕组引出线的首尾。 测量方法一： （一）万用表选档：直流50μ （二）测量过程： 1、将电动机三绕组中每一绕组的一根引出线接在一起，余下三根引出线（每个绕组一根）也接在一起。这样做成两组引出线。将两组引出线分别缠绕在万用表的两表笔上。用手转动电动机转子，同时观察万用表指针，如果指针不偏转（摆

普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗

普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗？普通的三相异步电动机与变频调速的三相异步电动机有何区别？ 普通异步电机与变频电机的区别—— 普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。 6、电磁设计 对普通异步电动机来说，在设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下： 1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增加

三相异步电动机使用经验

鼠笼式式三相异步电动机使用经验 我们在现场工程经常需要控制电动机，一般电动机部分都是甲方调试。但是有时也存在我们的变频器、软启动器、接触器已经发出命令，但是电动机的响应不正常。所以我觉得有必要把我的电动机使用经验给大家分享。 首先就是为什么是介绍鼠笼式三相异步电动机，而不是其他电动机。与其他电机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。以三相异步电动机为例，与同功率、同转速的直流电动机相比，前者重量只及后者的二分之一，成本仅为三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求，派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性，能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。据统计，全国电动机用量中90％左右是异步电动机，而在电网负载中，异步电动机的用量也占有60％以上。异步电动机又分绕线式和鼠笼式。鼠笼式结构简单，成本低，运行可靠，维护工作量小，但是启动力矩较小，不可以调速； 反之，绕线式由于增加了转子绕组和滑环，结构复杂，成本增加，运行可靠性降低，维护费用增加，但是启动力矩较大，并可以适当调速。但是当有了变频调速技术和软启动技术以后绕线式电机的优势就不明显，然而其体积大，维护麻烦，成本高的劣势却很明显。所以现在鼠笼式三相异步电动机占了电机应用的绝大部分。 了解异步电机的第一步是要会看铭牌，真正了解了铭牌上面每一个参数就等于了解了异步电机的一大半。这些参数看似简单但是很多人并没有真正理解。 Y 为电动机的系列代号，112为基座至输出转轴的中心高度（mm ），这是国际通用的电机代号标准，是说电机外形的基本参数，如果两个电机的中心高相同，那么它们的电机其它物理参数就都相同。比如接线盒、接线柱、风叶、尾罩、端盖就都相同，但是它们的功率、转速有可能不同。所以以上这些电机配件的型号只看中心高，不管其他的。 M 为机座类别（L 为长机座，M 为中机座，S 为短机座），这是说这个电机与地面连接的座子的大小。 4为磁极数。就是三相交流电机每组线圈都会产生N 、S 磁极，每个电机每相含有的磁极个数就是极数。由于磁极是成对出现的，所以电机有2、4、6、8……极之分。他其实主要是反映电机转速的一个参数。如果是同步电机1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速：60×50/2=1500转/分。对于异步电机来说略小于这个值。在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。一般2级的转速：2900 ；4级的转速：1450； 6级的转速：960； 8级的转速：480。 额定功率（4.0KW ）额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率，用PN 表示，以千瓦（kW ）。这里大家要注意，额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。η是电机效率。鼠笼电机η =72~93％ ?cos 3N N 1I U P =1 2 P P =η