(1)三相异步电动机的铭牌数据

三相异步电动机的机座上都有一块铭牌,上面标有电动机的型号和有关的技术数据。

1)型号

2)接法

接法是指电动机定子三相绕组的连接方式。常用有星形(Y)和三角形(△)两种。

3)电压UN

电压是指电动机额定运行时定子绕组规定使用的线电压。

4)电流IN

电流是指电动机在额定运行时流过定子绕组的线电流。

5)功率PN

功率也称额定容量,是指电动机在额定运行时转轴上输出的机械功率。

6)频率fN

频率是指电动机定子绕组所接交流电源的频率。

7)转速nN

转速是指电动机在额定电压、额定频率及额定输出功率的情况下转子的转速。

8)绝缘等级

绝缘等级是指电动机绕组所采用的绝缘材料的耐热等级。它表明了电动机所允许的最高工作温度。常用的绝缘材料可分为A、E、B、F、H等级。

9)工作方式

电动机的工作方式一般分为连续、短时和断续周期。

(2)三相异步电动机的启动

三相异步电动机定子绕组接入三相电源后,电动机从静止到达稳定运行的过程,称为启动。在刚启动时,转子是静止不动的,n=0,s=1,旋转磁场和静止的转子的相对转速最大,在转子绕组中产生的感应电动势和感应电流也最大,定子绕组中也随之出现很大的电流,这个电流称为启动电流,中小型电动机的启动电流一般为其额定电流的5～7倍。

笼型电动机的启动分为直接启动和降压启动。

1)直接启动

直接启动又称全压启动,是将电源的额定电压直接加到电动机的定子绕组上使电动机启动。直接启动的优点是启动设备和操作都较简单,缺点是启动电流大。

2)降压启动

为了降低启动电流,常采用降压启动。所谓的降压启动,就是在启动时降低加在电动机定子绕组上的电压,待电动机达到额定转速时再加上额定电压运行。常用的降压启动方法有Y-△降压启动、自耦降压启动。其中,Y-△降压启动适用于正常工作时为三角形连接的定子绕组,自耦降压启动适用于容量较大的或正常运行时为星形连接电动机的启动。

①Y-△降压启动。将定子绕组在启动时改接成星形,待转速升至额定转速时再换接成三角形。其电流比较如图5.1.13所示,原理如图5.1.14所示。

图5.1.13　定子绕组星形连接和三角形连接启动电流的比较(www.daowen.com)

若电源的线电压为UU,每相定子绕组的阻抗大小为,则定子绕组星形连接启动时的线电流为

定子绕组三角形连接启动时的线电流为

可知,采用Y-△换接启动时的启动电流是直接启动电流的1/3。

②自耦降压启动。利用三相自耦变压器将电网电压降压后加到电动机定子绕组上,实现降压启动,待电动机转速上升到接近额定转速时,切除自耦变压器,电动机定子绕组直接接通三相电源,在额定电压下正常运行。自耦降压启动的原理如图5.1.15所示。

图5.1.14　Y-△降压启动原理图

图5.1.15　自耦降压启动原理图

(3)三相异步电动机的调速

调速是指在负载不变的情况下得到不同的转速,以满足各种生产过程的要求。由

可得

由式(5.1.7)可知,异步电动机的转速可通过改变定子电源的频率f1、电动机的磁极对数p和转差率s来调节。

(4)三相异步电动机的制动

为了使电动机能迅速停止,应采取一定的方法使电动机制动。电气制动就是在电动机转子上产生一个与转动方向相反的电磁转矩,迫使电动机迅速停止转动。常用的电气制动方法有能耗制动和反接制动。

1)能耗制动

如图5.1.16所示为能耗制动原理图。在电动机断电的同时,向其定子绕组中通入直流电,产生固定不动的磁场。转子由于惯性仍按原方向转动,转子绕组与固定磁场之间有相对运动,在转子中产生感应电动势和感应电流,转子感应电流与固定磁场相互作用产生转矩,该转矩与转子转动方向相反,使电动机快速停转。能耗制动的特点是制动平稳、能量损耗较小,但需配备直流电源,适用于制动要求平稳的场合。

2)反接制动

如图5.1.17所示为反接制动的原理图。当电动机需要停止时,将3根电源线中的任意两根对调后再接入电动机的定子绕组上,使旋转磁场反向旋转,产生与转子惯性方向相反的电磁转矩,使电动机迅速减速。转速接近零时,应立即切断电源,以防止电动机反转。

反接制动的特点是不需另备直流电源,设备简单,制动效果好,但能量损耗较大。一般用于启动和制动不频繁的场合。

图5.1.16　能耗制动原理图

图5.1.17　反接制动原理图

【思考与练习】

5.1.1　简述三相异步电动机的工作原理,并解释“异步”的含义。

5.1.2　如何改变三相异步电动机的转动方向?