工厂电气控制设备教案(23)

? 异步电动机定、转子之间的气隙很小，中小型异步电动机一般为0.2~1.5mm。气隙大小对电机性能

影响很大，气隙越大，磁阻也越大，产生同样大的磁通，所需的励磁电流I0也越大，电机的功率因数也就越低。但气隙过小，将给装配造成困难，运行时定、转子发生摩擦，而使电机运行不可靠。

? 5.1.2三相异步电动机的铭牌主要技术参数 ? 1．型号

? 异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号。产品代号表示电机

的类型，如Y表示异步电动机，YR表示绕线异步电动机等，产品代号使用字母的意义见表5-2。设计序号用阿拉伯数字表示。规格代号对于中小型异步电动机包括中心高（mm）、机座长度代号、铁心长度代号及磁极数；对于大型异步电动机则包括功率（KW）-磁极数/铁心外径。特殊环境代号使用的字母意义如表5-3所示。 ? 2．三相异步电动机的额定值 ? 1）额定功率PN：指电动机额定状态下运行时，电动机转子轴上输出的机械功率。单位为kW或W。

对于三相异步电动机， PN=UNINηNCOSφN × 10-3 ，其中UN为电动机的额定电压（V），IN为电动机的额定电流（A），ηN为电动机的额定效率，COSφN为电动机的额定功率因数，PN的单位为KW。对于380V的电动机，IN≈2 PN，因此可以根据电动机的额定功率估算出额定电流，即一千瓦两个电流。

? （2）额定电压UN（V）：指电动机额定工作状态时，加在定子绕组上的线电压。 ? （3）额定电流IN（A）：指电动机额定工作状态时，流入定子绕组的线电流。 ? （4）额定转速nN(r/min)：指电动机额定工作状态时，电动机转速。 ? （5）额定频率fN（Hz）：指电动机定子侧电压的频率。我国电网fN=50 Hz。 ? 3．接线

? 接线是指在额定电压下运行时，电动机定子三相绕组的联接方式，有三角形联接和星形联接两种。

定子绕组采用哪种接线方式取决于定子绕组的耐压等级，若定子绕组能承受220V的电压，电源电压为220V则采用三角形联接，若电源电压为380V，则采用星形联接。 ? 4．工作制

? 工作制可分为额定连续工作制S1、短时工作制S2、断续工作制S3三种。 ? 5．防护等级

? “IP”和其后面的数字表示电动机外壳的防护等级。IP表示国际防护等级，其后面的第一个数字代表

防尘等级，共分0~6七个等级；其后面的第二个数字代表防水等级，共分0~8九个等级，数字越大，表示防护的能力越强。 ? 5.1.3交流绕组的基本知识 ? 1．交流绕组的几个基本概念 ? （1）线圈（元件） ? （2）极矩τ

? 两个相邻磁极的中心线之间沿定子铁心内表面所跨过的距离称为极矩τ，极距一般用每个极面下

所占的槽数来表示。即τ= ，其中Z为定子的槽数，p为磁极对数。 ? （3）线圈节距y

? 一个线圈的两有效边所跨过的定子圆周上的距离称为节距，一般用槽数表示。节距y应等于或

接近于极距τ。

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当y=τ时，称为整距绕组；当y<τ时（y=5/6τ或4/5τ），称为短距绕组。一般采用短距绕组。

（4）机械角度与电角度

电机定子圆周所对应的几何角度为360°，该几何角度称为机械角度。而从电磁观点来看，转子导体每经过一对磁极，所产生的感应电动势也就变化一个周期，即360°电角度。故一对磁极的电角度便为360°电角度。若电动机有p对磁极，转子导体转一周（机械角度为360°），所产生的感应电动势也就变化p个周期，则电角度为p×360°。所以 电角度=p×机械角度 （5）槽距角α

相邻两槽之间的电角度称为槽距角，用α表示，由于定子槽在定子圆周内分布是均匀的，

式中，Z为定子槽数，p为磁极对数。 （6）每极每相槽数q

每一个极面下每相所占的槽数为每极每相槽数， 其中m为绕组相数。 （7）相带

每个磁极下的每相绕组（即q个槽）所占的电角度为相带。因为每个磁极占的电角度为180°，被三相绕组均分，则相带为180°/3=60°，即在一个磁极下一相绕组占60°电角度，称为60°相带。 （8）极相组（线圈组）

将一个相带内的q个线圈串联起来就构成一个极相组，又称为线圈组。 2．交流电机绕组的分布原则和分类

三相电机应具有三相对称绕组，且在空间上应均匀分布且互差120°电角度；并且相邻磁极下的导体的感应电动势方向相反，所以交流电机的绕组的排列应遵守以下原则：

（1）每相绕组所占槽数要相等，且均匀分布。把定子总槽数Z分为2p等分，每一等分表示一个极距Z/2p；再将每一个极距内的槽数按相数分成3组（三相电机），每一组所占槽数即为每极每相槽数。

（2）根据节距的概念，节距y应等于或接近于极距，所以沿一对磁极对应的定子内圆相带的排列顺序Ul，W2，Vl，U2，W1，V2，这样各相绕组线圈所在的相带Ul，Vl，WI（或U2，V2，W2）的中心线恰好为120°电角度。如图5-9所示，2极24槽、4极24槽绕组分布图。图中所标的60°为电角度，即60°相带。 图5-9 三相绕组分布端面图

（3）规定U1、V1、W1为绕组的首端，U2、V2、W2为绕组的尾端，且当电流由首端流入、尾端流出时为正，当电流由尾端流入、首端流出时为负。这样从正弦交流电波形图的角度看，除电流为零值外的任何瞬时，都是一相为正，两相为负，或两相为正，一相为负。如图5-10所示。按照图5-9画出的2极24槽、4极24槽绕组分布状况，表明了当iU、iV为正，iW为负时的电流方向。 3．三相单层绕组

单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈数是电机槽数的一半。单层绕组分为: 链式绕组 交叉式绕组 同心式绕组 （1）单层链式绕组

已知一台Y2-90L-4型三相异步电动机，定子槽数Z=24，2p=4，画出单层链式绕组的展开图。 ①计算极距τ、每极每相槽数q、 槽距角α。 ②分极分相

首先将槽依次编号，将定子的全部槽数按极数分，每极下分有6槽，磁极按S、N、S、N排列。再将每极下的槽数分成U、V、W三相。要求U1、V1、W1依次相差120°电角度，按60°相带的排