绕线式三相异步电动机的起动讲义
绕线式三相异步电动机的起动
绕线式三相异步电动机的起动
（三）绕线式三相异步电动机的起动
1.转子回路串接电阻起动。
绕线式三相异步电动机可以在转子回路中串入电阻进行起动，这样就减小了起动电流。一般采用起动变阻器起动，起动时全部电阻串入转子电路中，随着电动机转速逐渐加快，利用控制器逐级切除起动电阻，最后将全部起动电阻从转子电路中切除。
2.转子回路串接频敏变阻器起动。
频敏变阻器的电阻随线圈中所通过的电流频率而变。起动时，转差率S=1，转子电流（即频敏电阻线圈通过的电流）频率最高，等于电源频率。因此，频敏变阻器的电阻最大，这就相当于起动时在转子回路中串接一个较大电阻，从而使起动电流减小。随着电动机转速的加快转差率 S逐渐减小，转子电流频率逐渐降低，频敏变阻器电阻也逐渐减小，最后把电动机的转子绕组短接，频敏变阻器从转子电路中切除。
采用频敏变阻器起动，具有起动平滑、操作简便、运行可靠、成本低廉等优点，因此在绕线式电动机中应用较广。
六、三相异步电动机的正反转控制
三相异步电动机的旋转方向与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。因此，要改变电动机的旋转方向，必须改变三相交流电的相序。实际上，只要将接到电源的任意二根联线对调即可。
三相异步电动机的正、反转方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。
为此，只要用两个交流接触器就能满足这一要求，当正转接触器KMI工作时，电动机正转；当反转接KM2工作时，由于调换了两根电源线，所以电动机反转。
如果两个接触器同时工作，那么将有两根电源线通过它们的主触头而使电源短路。所以对正反转控制线路最根本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作。这种在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为联锁或互锁。
在图（a）所示的控制电路中，正转接触器KM1的一个常闭辅助触头串接在反转接触器KM2的线圈电路中，而反转接触器的一个常闭辅助触头串接在正转接触器的线圈电路中。这两个常闭触头称为联锁触头。这样一来，当按下正转起动按钮SB1时，正转接触器线圈通电，主触头KM1闭合，电动机正转。与此同时，联锁触头断开了反转接触器KM2的线圈电路。因此，即使误按反转起动按钮SB2，反转接触器也不能动作。
但是这种控制电路有个缺点，就是在正转过程中要求反转，必须先按停止按钮SB3，让联锁触头KM1闭合后，才能按反转起动按钮使电动机反转。这给操作带来不便。
为了解决这一问题，在生产中常采用复式按钮和触头联锁的控制电路。
在图（b）中，当电动机正转时，按下反转起动按钮SB2，它的常闭触头断开，使正转接触器线圈KM1断电，主触头KM1断开。与此同时，串接在反转控制电路中的常闭触头KM1恢复闭合，反转接触器线圈KM2通电并自锁，电动机便反转。同时，串接在正转控制电路中的常闭触头KM2断开，起联锁保护作用。&
七、三相异步电动机的调速
在生产中，有时要求异步电动机在不改变负载的情况下转速能够调节，称为异步电动机的调速。
根据公式可得：
由上式可知，改变电动机的转速有三种方案，即改变电源频率f、改变绕组的磁极对数P以及改变转差率S。
改变磁极对数调速，实际上是改变定子绕组的连接方法。电动机制造厂专门设计便于改接的定子绕组，制造出多速电动机。
改变转差率S的调速方法，只能在绕线式转子电动机中使用，在其转子电路中串入附加电阻，便可改变转差率。
改变电源频率调速，调速范围宽。具体方法有：
1.变频机组。变频机组作为一种变频电源，由一台直流电动机和一台交流发电机组成，用电动机拖动交流发电机发电，通过调节直流电动机的转速来改变交流发电机发电的频率，再把此可调频率的电流送给需调速的异步电动机，就可调节该异步电动机的转速。
2.交一直一交变频。交―直―交变频装置也是一种变频电源，它先将交流电通过整流电路变为直流电，再把此直流电送入逆变器变为频率可调的交流电，作为异步电动机变频调速的电源。
3.交一交变频。交一交变频，就是直接把50Hz交流电变为频率可调的交流电。
第三节 直流电动机及其控制
直流电动机是将直流电能转换为机械能的设备。它的优点是具有良好的调速性能和较大的起动转矩，因而广泛地应用于要求调速性能较高和较大起动转矩的生产机械。但直流电动机的制造工艺复杂，生产成本较高，维护较困难，可靠性较差。
一、直流电动机是如何工作的
直流电动机由定子和转子组成。定子的作用是在励磁绕组中通入直流电流励磁而产生磁场；转子的作用是通电后产生电磁转矩。
直流电源通电导线在磁场中会受到电磁力作用，其方向由左手定则确定。
二、直流电动机的构造
直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。
定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座等组成。
转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇等组成。
（一）定子
1.主磁极。主磁极的作用是产生主磁场。
2.机座。机座是各磁极间磁的通路，同时也是电机的机械支架。
3.换向极。两个相邻磁极间的小磁极叫做换向极，它的作用是用来产生附加磁场，用以减弱换向片与电刷之间的火花，避免烧蚀。
（二）转子
1.转子铁芯。转子铁芯有两个作用：一是用来安放转子绕组；二是作为电动机磁路的一部分。
2.转子绕组。转子绕组的主要作用是产生感应电动势并通过点流，使电动机实现机、电能量转换。
3.换向器。在转子轴的一端装有换向器，换向器由许多铜片组成，片与片之间用云母绝缘。
三、直流电动机的励磁方式
（一）直流他励电动机
在这种电动机中，励磁绕组与转子绕组没有电的联系，励磁电流是由另外的直流电源（如蓄电池组）供给的。
（二）直流并励电动机
在这种电动机中，励磁绕组与转子绕组并联。并励绕组两端电压就是转子绕组两端电压，其值较高，但励磁绕组用细导线制成，其匝数绕得很多，因此具有较大的电阻，使通过它的励磁电流较小。
（三）直流串励电动机
在这种电动机中，励磁绕组与转子绕阻串联。为使励磁绕组不引起过大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以串励绕组通常用较粗的导线绕制，其匝数也较少。
（四）直流复励电动机
在这种电动机中有两个励磁绕组，一个与转子绕组并联，称为并励绕组；另一个与转子绕组串联，称为串励绕组。电动机中的磁通由这两个绕组内的励磁电流共同产生。
四、电动机的主要技术数据
在直流电动机的铭牌上，标明的主要技术数据有下列几项：
（一）额定功率PN
额定功率是指电动机轴上输出的机械功率，它等于电动机额定电压UN与额定电流IN的乘积，再乘以电动机的额定效率ηN,，即PN=UN?IN?ηN，单位是W或kW。
（二）额定电压UN
额定电压是指在额定运行情况下，加在电动机上的输入电压，单位为V。
（三）额定电流IN
额定电流是指在额定运行情况下，输给电动机的电流，单位是A。
（四）额定转速nN
额定转速是指电动机在额定电压、额定电流和额定功率情况下运行时的电动机转速,以r/min为单位。
（五）额定效率ηN
额定效率是电动机在额定运行时输出功率与输入功率之比的百分数，即：
（六）额定温升τN
额定温升指电动机的温度允许高出环境温度的最大允许值（我国规定环境最高温度为40℃）。 在一般电动机中绕组最易发热，所以铭牌上的温升是指电动绕组的最高温升。
例：一台直流电动机，其额定功率PN=160kW，额定电压UN=220V，额定效率ηN=90%，求该电动 机的输入功率及额定电流。
解：输入功率
因为P1=UN?IN， 所以额定电流关于串激电机中电枢绕组接线借偏概念的探讨
为达到改善换向的目的,在小型单相串激电机中可采用电枢绕组接线借偏的方式。有理论认为,电枢绕组接线借偏,是指绕组线圈中心线与电枢槽(以下简称槽)中心线偏离的电角度,如图】所示。槽中心线(磁极几何中心线)┏━━━━┳━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━┓┃ / ┃/ ┃ ┃ ┃┃ —; ┃; ┃多岁\ ┃ ┃┣━━━━╋━━╋━┳━━┳━┳━╋━┳━┳━┳━━┳━┳━┫┃ ┃ ┃ ┃r ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃ ┃ N ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ S ┃ ┃ ┃┣━━━━╋━━╋━┻━━┻━┻━╋━┻━┻━┻━━┻━┻━┫┃ ┃ ┃≮∥ ┃ ┃┃ ┃ ┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃ ┃ ┃┣━━━━╋━━┻━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━┫┃f l ┃I I I l I l I l f I I ┃ l I l f I I l I j l I ┃┣━━━━╋━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━┫...&
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J名....~一、月lJ舌 电枢绕组的导体在电枢槽中的布置有竖放、交叉竖放和平放三种方式。竖放及交叉竖放在国内牵引电动机中已得到广泛的应用。例如韶山1型电力机车的ZQ650一1和韶山3型电力机车的ZQ800一1牵引电动机,其电枢绕组采用交叉竖放;而东风、型内燃机车的ZQDR-410和东风型内燃机车的ZQDR一204牵引电动机,其电枢绕组则采用竖放。众所周知,传统的竖放方式有工艺简单、制造方便的优点,但其缺点是槽满率(电枢槽内铜线所占的截面积与该槽形截面积之比)较低、附加损耗大、散热效果较差,并且绕组端部容易错位,以致造成绕组匝间短路。交叉竖放在槽满率和散热效果方面虽比竖放有所改善,但其他缺点仍然存在。本文着重讨论新型的平放电枢绕组。电枢绕组的平放方式在国外牵引电动机中已被大量采用。例如苏联批量生产的D几80电力机车的H6一们SK。、西德的GB317/23a、日本的MT-52和MT一56等牵引电动机,其电枢绕组都是采用平放方式。但...&
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一、试析TAO649O牵引电机电枢 绕组设计 很据国内牵引电机电枢绕组几何尺寸设计计算方法,对该电机电枢绕组进行计算分析后,认为该电机电枢绕组设计的主要特点在于端部几何尺寸计算,简述如下。 1.该电机电枢绕组原始数据 电枢外径Da二620毫米 槽数Z=87 绕组节距儿二14 换向片节距yK=1 槽宽b。=7.9毫米 槽高h,二41.55毫米 线规1.9又5.2/2.osx 8.25聚酸亚胺薄膜导线 绝缘方案直线部分:对地绝 缘用0.llx20少胶粉云母 绝缘 带半迭3次 外包绝缘用0.075 x50聚 酸亚胺薄膜半迭1次 余}线部分:对地绝 缘用0.nx20少胶粉云母 带半迭1次。引线头处:修线用0.08x15玻璃丝 带半迭1次。里开舀片 图1 2.该电机电枢绕组端部几何尺寸计算及分析。 (1)线圈各部位宽度尺寸b,、bZ、b。、b4、b。计算(见图i)方案绝缘名称…I,11,… 厚度x层数二总厚4吕呼歹15汀二一呵一__一诚一...&
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印制电机的电枢绕组 (因其制成薄圆片状 ,习惯上又称转子片 )是印制电机的核心部件 ,制造厂家都要对其进行检查 ,以判明它是合格的、短路的、内圆或外圆开焊 (开路 )的。只有合格的转子片才能进入下一步的装配工序 ;若是内圆或外圆开焊的转子片则要进行补焊、重检 ;短路片 (内圆或外圆相邻焊点之间短路除外 )难以修复 ,作报废处理。在检验过程中 ,若发现短路转子片较多 ,要审查前面加工工序是否合理 ,找出处理的办法。印制电机电枢绕组的图形检验法 ,能方便、直观、迅速 (2- 3ｓ之内 )判定被检转子片是合格的、短路的、开焊的 ,其原理如下 :根据电工基础理论 ,不论换路前电路的状态如何 ,如果换图 1路瞬间电容中的电流或电感上的端电压为有限值 ,则在换路开始的一瞬间 ,电容上的电荷和端电压及电感中的磁链和电流都应保持换路前一瞬间的数值而不能突变 ,电路换路后就以此为初值连续变动直至达到新的稳态值 ,当一个直流电压Ｕ加于电阻ｒ电感Ｌ电...&
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我厂是工矿及干线直流牵引电动机专业化生产厂家 ,是一个多品种小批量的生产单位。随着我厂产品种类的增加 ,原先的电枢绕组冷、热压模具已不能适应生产的要求 ,迫切需要设计一种新型的线圈冷、热压模具。设计要求如下 :(1 )工矿直流电动机产品均能通用。(2 )模具维修简便省时。(3 )能控制模温。为达到以上要求 ,通过分析研究各种电枢绕组的结构特点 ,查阅有关技术资料 ,最终确定模具结构 (见图 1 )。由于每种电动机的电枢绕组所对应的中心角、成形半径、直线边长度不同。根据这个特点 ,第一 :支座与底板之间联接采用腰形孔 ,使支座能在底板图 1　新型的线圈冷、热压模具结构1.压杆　 2 .压块　 3.压条　 4.垫条　 5 .挡漆罩　 6.底板　 7.护框　 8.石棉纸　 9.端板10 .支座　 11.热电偶　 12 .电加热管　 13.V形铁　 14 .销上左右移动调整成型半径。第二 :V形铁和端板紧固后与支座之间采用圆弧形定位 ,...&
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[例题 71]换向器在直流电机中起什么作用
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励磁机对于发电机有什么作用:永磁极随转子旋转，产生交流电，交流电一部分作为AER的电源，一部分通过逆变器整流成直流为转子建立磁场。通过调节导通角可以改变发电机的端电压（空载时）进而实现并网，在并网时调节向电网的无功输出。 工作原理:众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。 下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。 一、相复励励磁原理 左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK移相进行相位补偿。 二、三次谐波原理 左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s2、s2），而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中250HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。 三、可控硅直接励磁原理 由左图可以看出，可控硅直接励磁 是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（AVR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。 四、无刷励磁原理 无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器（AVR）能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。
回答者： Anz2324 - 二级
09:57
楼上两位很专业。概括一下吧：电厂用来发电的发电机，磁场不是由永久性磁铁提供的，而是由转子线圈通入直流电形成的。主要是便于控制大小，还可减轻转子重量。而给转子线圈提供直流的就叫励磁机。励磁机实际上是一个直流发电机，它的励磁线圈与发电机的不同，是定子而非转子，励磁机定子线圈的这个直流由励磁调节器提供，这是一个比较复杂的设备，除提供励磁机的直流电外，还要根据发电机运行的要求，自动跟踪并改变励磁的大小，以保证发电机电压在允许的范围。励磁机发出的电流是转子线圈输出的，通过换向，把交流电转换成直流电，提供给发电机的转子线圈。
回答者： 糊涂虫孙 - 五级
22:32
我也不知道 正在学习中
回答者： 山野一粗汉 - 二级
25:20
同步发电机主要作用是发电。定子上有三相对称绕组，每相有相同的匝数和空间分布，其轴线在空间互差220°电角度。转子上有磁极，磁极绕组通以直流电流历次，产生恒定方向的磁场。当原动机拖动发电机转子以转速n(r/min)旋转时，磁力线将切割定子绕组的导体，根据电磁感应定律，定子绕组中将感应出交变电动势。每经过一对刺激，感应电动势就交变一周。若电机有P对极，则感应电动势的频率f=pn/60(单位为赫兹Hz)。三想绕组在空间位置上有220°的相位差，其感应电动势在时间相位上也存在220°的相位差。若在三相绕组的出现端接上三相负载，便有电能输出，定子电流与磁场相互作用产生的电磁转矩与原动机的拖动转矩相平衡，既发电机将机械能转换成电能。同步电机的转子转速n与定子感应电动势的频率f有严格的关系n=60f/p，称之为同步关系。 最后建议：如果你对这方面有兴趣或者正在和即将从事这方面的工作，希望你可以到专门的国家电网电力书店购买相关书籍。
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励磁就是向发电机转子提供转子电源的装置。 　　　根据直流电机励磁方式的不同，可分为他励磁，并励磁，串励磁，复励磁等方式，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，改变直流电机的转速.2、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在20MW以上的机组中很少采用。　　2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用200——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
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佛山捷马电机工程有限公司是目前华南地区规模最大的专业从事电机技术咨询、工程改造与维修服务企业之一，主要面向化工、造纸、水泥、港口、电厂等行业。目前已与美国嘉吉粮油、海螺水泥、华润水泥、联众钢铁公司、广东振隆纸业、广州造纸集团等企业建立长期服务合作关系。公司占地面积6000多平方米，各种大中型交直流电机维修、检测设备齐全，并拥有一支从电机设计、制造、检测到电机维修和现场服务经验丰富的高素质员工队伍。&
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