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简述三相异步电动机的工作原理:
  答:三相异步电动机定子绕组接入三相交流电源,便有三相对称电流流入绕组,在电动机的气隙种产生旋转磁场,旋转磁场切割转子绕组,在转子绕组中产生感应电势,当转子绕组形成闭合回路时,在转子绕组中感应电流流过。这样转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力,形成转矩,转子便沿着转矩的方向旋转。

异步电动机的工作原理如图1所示。当定子接三相电源后,电动机内便形成圆形旋转磁场,设其方向为逆时针旋转,假设速度为n0。若转子不转,转子笼型导条与旋转磁场有相对运动,导条中有感应电动势e,方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短路,于是导条中有电流,不考虑电动势与电流的相位差时。电流方向同电动势方向。这样,导条就在磁场中受力f,用左手定则确定受力方向,如图2所示。转子受力,产生转矩T,即为电磁转矩,方向与旋转磁场同方向,转子便在该方向上旋转起来。          

                 
图1 绕线式异步电动机定转子绕组及外加电阻的接线方式                  图2 异步电动机的工作原理 
转子旋转后,假设转速为n0,只要n<n0,转子导条与磁场之间仍有相对运动,产生与转子不转时相同方向的电动势、电流及受力,电磁转矩T仍旧为逆时针方向,转子继续旋转,Zui终稳定运行在负载转矩与电磁转矩T相等的状况下。
    异步电动机内部磁场的旋转速度n0被称作同步转速。在电动机运行时,电动机轴输出机械功率,异步电动机的实际转速n总是低于旋转磁场转速n0,也就是说转子的旋转速度n总是与同步转速n0不等,故异步电动机的名称由此而来。        

          另外,由于转子电流的产生和电能的传递是基子电磁感应现象,故异步电动机又称为感应电动机。
异步电动机的同步转速n0与定子绕组磁极对数P(极数等于磁极对数两倍)成反比,与定子侧电源频率f1成正比(对于交流电动机对其定子侧的物理量习惯用下标l或者下标s表示,对其转子侧的物理量习惯用下标2或者下标r表里不一示)。故有:n=60f/P
带有电动负载的电动机转子实际转速n要比电动机的同步转速n0低一些,常用转差率来描述异步电动机的各种不同运行状态。转差率s定义为:
s=(n0-n)/ n0


               图2  Y系列三相感应电动机铭牌
当电动机为空载(输出机械转矩力零,忽略摩擦转矩)时,转差率s为零。而当电动机为满负载(产生额定转矩)时,则转差率s一般在1%~10%范围内。

选用三相异步电动机的一般要求如下:
   1、按现有的电源供电方式及容量选用电机额定电压及功率。
   a、目前我国供电电网频率为50Hz,主要常用电压等级110V、220V、380V、660V、1000(1140V)、3000V、6000V、10000V。
   b、电机功率选用除了满足拖动的机械负载要求外,还应考虑是否具备足够容量的供电网络。
   2、电机类型选择
   电机类型的选择与使用要求、运行地点环境污染情况和气候条件等有关。
   3、外壳防护等级
   外壳防护等级的选用直接涉及人身安全和设备可靠运行,应根据电机使用场合,防止人体接触到电机内部危险部件,防止固体异物进入机壳内,防止水进入壳内对电机造成有害影响。
   电机外壳防护等级由字母IP加二位特征数字组成,第一位特征数字表示防固体,第二位特征数字表示防液体。
   如IP44:第一位特征数字是表示防护1mm固体的电机,能防止直径或厚度大于1mm的导线或直条能触及或接近机壳内带电或转动部件。
   第二位特征数字是表示防溅水,电机能承受任何方向的溅水应无有害影响。
   又如IP23:第一位特征数字是表示防护大于12mm固体进入电机,能防止手指或长度不超过80mm的类似物体触及或接近机壳内带电或转动部件,能防止大于12mm的固体异物进入机壳内。
   第二位特征数字是表示防滴水电机,即与垂直线成60°角范围内的滴水应无有害影响。

   以上特征数字越大即表示防护等级越高,可查阅GB/T4942.1《电机外壳防护分级》标准。

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   4、安装结构形式
   应按配套设备的安装要求选用合适的电机安装型式,安装型式采用代号’IM’为国际统一标注形式。
   再由大写字母代表’卧式安装’为B或代表立式安装为V,连同1位或2位阿拉伯数字表示结构特点和类型型式。一般卧式安装电机为IMB3,即二个端盖,有机 底、底脚、有轴伸安装在基础构件上。另外,一般立式安装电机为IMV1即二个端盖,无底脚、轴伸向下,端盖上带凸缘、凸缘有通孔,凸缘在电机的传动端, 凸缘在底部安装,其它安装结构可查阅GB/T997《电机结构及安装型式代号》标准。

直流电机的启动电流与直流电机的电枢回路的直流电阻有关。因为启动时电枢绕组的反电势(与电机转速、电枢磁通等成正比)为零,所以外加直流电压全部加在电枢绕组上,所以启动电流等于电源电压除以电枢绕组直流电阻,一般电枢绕组直流电阻数值较小,仅为电机额定负荷电阻的5%~10%,所以,如果不采取限流措施,直流电机启动电流高达额定电流的10~20倍,造成电枢绕组和电机换向器烧毁。一般因采用限流电阻分级启动方式或其他方式限制电机启动电流,使启动电流不超过额定电流的1.5~2倍。详细情况查阅相关电机资料,一般电机学、拖动类教材及电工手册中都有讲述。

造成异步电动机空载电流过大的原因有如下几种:
         ①、电源电压太高:当电源电压太高时,电机铁芯会产生磁饱     和现象,导致空载电流过大。②、电动机因修理后装配不当或空隙过大。③、定子绕组匝数不够或Y型连接误接成△形接线。④、对于一些旧电动机,由于硅钢片腐蚀或老化,使磁场强度减弱或片间绝缘损坏而造成空载电流太大。对于小型电动机,空载电流只要不坡过额定电流的 50% 就可以继续使用。


所谓电动机的启动是指电动机从接入电源开始转动起,到达到额定转速为止的这一过程。根据理论分析和实际测定,异步电动机启动瞬间;定子绕组启动电流很大,可达额定值的4~7倍。为什么会有这么大的启动电流呢?因为异步电动机在启动瞬间转子并不能立马就转动起来,此时转子电磁感应的反电势尚未建立起来,所以外电压全部加在没有反电势的定子绕组上,其电路电流就是外电压除以绕组的阻抗(用符号Z表示,是一种对电流其阻碍作用的能力,单位为欧姆公式Z=V/I表示),所以定子绕组电流很大。这么大的启动电流将带来以下不良后果:使电网电压产生波动(特别是容量较大的电动机启动时),从而影响到接在电网上的其它设备的正常运行。使电动机绕组发热,绝缘老化,从而缩短了电动机的使用寿命。特别是对经常需要启动的电动机影响较大。启动瞬间,由于电动机转子电路功率因素较低,启动转矩并不很大。如果启动转矩小于负载转矩则电动机将无法启动。,异步电动机启动时的主要缺点是启动电流较大。为了减小启动电流,必须采用适当的启动方法。

当用变频器拖动电机运行时,我们经常遇到电机噪音大的情况。下面我就我遇到的情况就原因分析和处理方面和大家一起探讨一下。大家也可以发表一下自己的看法,让我们一起提高。本人水平有限,大家多提意见!
电机噪音大无非有两方面的原因:机械方面和电气方面。
1、机械方面
如电机冷却风扇损坏或刮擦电机外壳,电机固定不稳等。
联轴器两侧不同心,轴承损坏、地基不平
这方面的情况好处理一些,只要能拿听音棒找到噪音源,一般好处理。
2、电气方面
(1)变频器载波频率设置太低
可以适当把载波频率设置高些,但这时又会带来一些问题,如果载波频率调得太高,又会对其它设备造成干扰,尤其是当采用plc通讯方式时。因此要根据现场的实际情况设置载波频率。
(2)电机共振
有时,电机在运行时的某一频段会产生机械共振。www.dgdqw.com这时可以利用变频器的跳频设置方法。一般变频器都有“跳频”设置,其作用是:设置电机共振的频率,当变频器运行到此频段时,跳过此段频率,避免电机产生共振。
(3)电机带负载能力降低
有时电机长时间使用后,或电机质量不好,带负载能力会降低。这里电机的噪音也会比正常时大。


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