三相电动机原理与基础

1、三相电动机有哪些类型？

答：三相交流异步电动机，又称为三相交流感应电动机，可分为下述几大类。

1）按电动机转子结构形式分，可分为笼型（旧称鼠笼型）异步电动机和绕线型异步电动机。

2）按电动机的防护形式分，可分为开启型、防护型、封闭型、密闭型、潜水型以及防爆型等多种。

3）按电动机的定额工作制方式分，可分为“连续”工作制方式、“断续”周期工作制方式和“短时”工作制方式等多种类型。

4）按电动机使用环境分，可分为普通环境用、湿热带用、干热带用、船用、化工防护用、户外用、防爆用以及高原用等多种。

5）按电动机安装方式分，可分为卧式和立式两大类。

6）按电动机结构大小分，可分为大型、中型、小型及微型电动机。

2、笼型异步电动机有什么特点？适用于什么场合？

答：笼型转子电动机，根据笼的开关和结构的不同，又可分为：普通型、深槽笼型和双笼型三种，其特点也各有不相同。

1）普通笼型又称单笼型。这种电动机转子结构最简单，运行很可靠，使用和维护最简便，价格最便宜，无特殊要求的一般机械设备都可使用，特别适用于功率小，不需要调速，恒定负载及低起动转矩的场合。如水泵、鼓风机、机床等机械设备。

2）深槽笼型的转子导体槽深而窄，起动转矩比普通笼型大，而起动电流却比普通笼型小，但过载能力比普通笼型差。适用于要求起动转矩比普通笼型大，而转矩要求比普通笼型小的场合。

3）双笼型的转子上有两个重叠的笼。与普笼型电动机相比，有起动转矩较大和起动电流较小的特点。适用于需要较大转矩的恒速负载如压缩机、粉碎机、搅拌机等机械上。

3、绕线型异步电动机有什么特点？适用于什么场合？

答：这种电动机的转子有与定子相似的三相绕组。其特点是起动转矩大而电流小。适用于要求起动转矩大，而笼型电动机难以起动的恒速、恒定负载设备（如压缩机、粉碎机等），以及要求在小范围变速的重负载起动设备（如起重机、卷扬机等）上。

4、异步电动机的“连续”、“短时”及“断续”工作制的含义是什么？各适用于什么场合？

答：工作制是说明能承受负载的情况。根据电动机的运行情况，分为多种工作制。连续工作制、短时工作制和断续周期工作制是基本的三种工作制，是用户选择电动机的重要方面。

1）连续工作制。其代号为S1。是指该电动机在铭牌上规定的额定值条件下，能够长时间连续运行。适用于水泵、鼓风机等恒定负载的设备。

2）短时工作制。其代号S2。是指该电动机在名牌规定的额定值下，能在限定时间内短时运行。规定的标准短时持续时间定额有10分钟、30分钟、60分钟和90分钟四种。适用于转炉倾炉装置及闸门等的驱动。

3）断续周期工作制。其代号S3。是指该电动机在铭牌上规定的额定值下，只能断续周期性地运行。一个工作周期时间为电动机恒定负载运行时间加停机和断续时间。规定为10分钟、负载持续率（额定负载持续时间与一个工作周期时间之比，用百分数表示）规定的标准有15%、25%、40%及60%四种。适用于升降机、起重机等负载设备。

5、三相异步电动机是怎样转动起来的？

答：当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流（电磁感应原理）。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动（电流的力效应－－电磁力）。由于转子内导体总是对称布置的。因而导体上产生的力正好方向相反，从而形成电磁转矩，使转子转动起来。由于转子导体中的电流是定子旋转磁场感应产生的。因此也称感应电动机。又由于转子的转速始终低于定子旋转磁场的转速，所以又称为异步电动机。

6、定子旋转磁场的旋转速度（同步速）是由哪些因素决定的？如何计算？

答;定子旋转磁场的转速（又称同步速）n1与电源频率f成正比，与定子旋转磁场的磁极对数p成反比，计算公式如下：

　n1=（转/分）

式中：f--电源频率（赫）

　　　p--磁极对数（一对极有两个异性磁极）

由于我国交流电源的标准频率为50赫，同步速与磁极对数有如下的

关系：n1= (转/分）

该关系说明电动机的极数越多，同步速越低。

7、什么是异步电动机的起动电流？起动电流过大有什么不好？

答：当电动机转速为零（静止）时，加上额定电压而起动瞬间的线电流，称为起动电流。异步电动机直接起动时，其起动电流很大，可达额定电流的57倍，是影响异步电动机起动性能的主要因素。电工论坛http://chenchuai.zj.com/

起动电流大，对电动机本身和电网电源都有影响。首先是使电网电压瞬间下降，特别在电源容量（电力变压器容量）小和大功率电动机起动的情况下，电压下降更大，不仅该台电动机起动，还影响到电源线路上其它电动机的正常运行和起动。另一方面，过大的起动电流将使电动机和线路上的电能损耗增加，特别是在频繁起动、起动较慢、或起动过程较长的情况下，电能损耗更大，发热严重。所以，在起动时对供电线路电压降有影响的电动机，应限制其起动电流。

8、什么是电动机的功率因数？其大小有什么意义？

答：异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率（即容量等于三倍相电流与相电压的乘积）中，真正消耗的有功功率所占比重的大小，其值为输入的有功功率P1与视在功率S之比，用来表示。

电动机在运行中，功率因数是变化的，其变化大小与负载大小有关，电动机空载运行时，定子绕组的电流基本上是产生旋转磁场的无功电流分量，有功电流分量很小。此时，功率因数很低，约为0.2左右，当电动机带上负载运行时，要输出机械功率，定子绕组电流中的有功电流分量增加，功率因数也随之提高。当电动机在额定负载下运行时，功率因数达到最大值，一般约为0.70.9。因此，电动机应避免空载运行，防止“大马拉小车”现象。

9、什么是电动机的输入功率和输出功率？

答：电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率，一般用P1表示。而电动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率，一般用P2表示。在额定负载下，P2就是额定功率Pn。

电动机运行时，内部总有一定的功率损耗，这些损耗包括：绕组上的铜（或铝）损耗，铁芯上的铁损耗以及各种机械损耗等。因此输入功率等于损耗功率与输出功率之和，也就是说，输出功率问题小于输入功率。

10、什么是电动机的效率？

答：电动机内部功率损耗的大小是用效率来衡量的，输出功率与输入功率的比值称为电动机的效率，其代表符号为，常用百分数表示，即：

效率高，说明损耗小，节约电能。但过高的效率要求，将使电动机的成本增加。一般异步电动机在额定负载下其效率为7592%。异步电动机的效率也随着负载的大小而变化。空载时效率为零，负载增加，效率随之增大，当负载为额定负载的0.71倍时，效率最高，运行最经济。

11、三相异步电动机的输入功率如何计算？

答：三相异步电动机的输入功率可用下式计算：

(千瓦）

式中：U－－三相电源的线电压（伏）

　　　I－－电动机的线电流（安）

　　　－－电动机的功率因数。

12、三相异步电动机对起动有什么要求？

答：三相异步电动机有起动电流大的弱点。一般起动电流为额定电流的57倍。这对电动机本身和电流电网都是不利的。另一方面，起动电流虽大，但起动转矩并不大。根据异步电动机有上述起动电流大而起动转矩小的特点，对异步电动机的起动要求如下：

1）起动电流要尽可能的小，以减少其影响。

2）起动转矩应足够的大，使电动机能克服所带负载的阻力转矩而迅速起动，尽量缩短起动时间。

3）起动设备应尽可能简单、经济、操作方便。

13、三相异步电动机有哪些起动方法？

答：三相异步电动机的起动方法较多，根据异步电动机的结构特点和机械特性的不同，可分为笼型异步电动机的起动方法和绕线型异步电动机的起动方法两大类。每一类型异步电动机中又有若干种起动方法。

如：一、三相笼型异步电动机有：1）直接起动

2）降压起动：1、定子绕组电路串联电阻或电抗器起动。

2、星形－三角形换接起动。3、自耦变压器降压起动。4、延边三角形起动。

二、三相绕线型异步电动机：1）转子绕组电路串联起动电阻器起动。2）转子绕组电路串联频敏变阻器起动。