电动机维修教程零基础（跟我学设备维修电工-7）

7.1 三相交流异步电动机

本节只介绍常用的直流、交流电动机，其它特殊电机在相关章节介绍。

一、关于旋转磁场

三相交流异步电动机是在通三相电后，定子形成旋转磁场，带动转子旋转的。

要实现电动机换向，只要更改电源相序即可。

二、机械特性

图7-1：三相交流异步电动机的机械特性

必须掌握的几个概念：

1、同步转速n0：旋转磁场的转速。

2、额定转速ne：名牌公称转速。

3、最大扭矩Mm：电机可以实现的最大输出转矩。

4、额定转矩Me：电机的公称扭矩，对应于额定转速。

5、转差率：s=(n0-n)/n0。

由于带负载时，实际转速和同步转速n0有差距，所以我们说电机速度是有“静差”的。

三、三相异步电动机的计算

（一）转速

必须熟记如下公式：

n=60f (1-s) /p

n：转速，转/分

f：频率，赫兹（Hz）

p：极对数

（二）输出功率与扭矩的关系

公式：P=MΩ

P：功率，瓦（W）

M：扭矩，牛顿.米（N.m）

Ω：角速度，弧度

其中，Ω=2лf=2лn/60

代入上面公式，折算成我们常用单位：

P= MΩ=M*2лn/60=M*n/9554

单位：KW、转/分、牛顿.米

例：计算15KW，1435转电机的额定转矩。

（三）转矩与电压、频率的关系

另外，要了解的一个结论是：

三相交流异步电动机的输出扭矩和电压平方成正比，和频率平方成反比。即：

MαU2/f2

这个关系是变频器恒转矩调速的基础。

（四）功率与电流计算

P=√3 UIcosφ

近似计算，每KW对应电流在1.8A左右，我们考试时可以按2A估算。

如15KW的电动机，电流近似为30A。

四、启动方法

1、直接启动：直接启动电动机。一般用于7KW以下电机，没有硬性规定，看现场使用要求。大于7KW的电机，要采取降压启动（如星三角）。

2、星三角启动：前面有图。

3、变频启动：即使用变频器启动。

4、软启动器启动：使用专用软启动器启动。

五、调速方法

1、变极调速——变极电机

即前面讲到的角/双星调速。能否实现这种调速，和电动机本身选型有关，市场上可以买到△/YY接法的电动机。

2、变频调速——变频器

下图是变频调速的机械特性，频率越低，则曲线越低。可以看出变频调速是一种特性很硬的调速方式。

图7-2：变频调速的机械特性

3、转差调速——滑差离合器

采用磁连接的离合器连接，由于没有硬连接，而是通过调整定子磁场使转子（负载）丢步的方式来调速，特性软，除了输送系统外，在机床上对速度有稳定性要求的时很少采用。这种技术已经基本淘汰。

4、一种淘汰的调速方法——绕线转子串电阻调速

7.2 直流电动机

现在使用越来越少，了解一些基本概念即可。

一、导体在磁场中受力

左手定则：磁力线通过左手手心，四指指向电流方向，拇指为受力方向。

二、电动机转速

机械特性公式为：

n=(U-IaRa)/Ceφ

U：电枢电压，Ia：电枢电流，Ra：电枢电阻。

所以，一般直流电机调速有：

1、调节电枢电阻：一般是在电枢回路中串联外电阻；

2、调节励磁电流：在励磁回路中串联外电阻；

3、调节电枢电压：调节电枢电源电压；

三种方式。

三、励磁方法：

有他励、并励、串励和复励四种。

(c)串励 (d)复励

图7-3：直流电动机的不同励磁方式

不同的励磁方式，机械特性也不同。一般他励、并励方式使用比较多。

四、机械特性

他励和并励是直流电动机两种特性比较好的励磁方式，下图是并励电动机的机械特性图。

图7-4：并励电动机的机械特性

TN、nN为额定转矩与额定转速。机械特性坡度越大，表示机械特性越软，速度越容易随负载而波动。

五、调速方法

（一）降压调速

这是常用的直流电机调速方法，其优点是机械特性比较硬。

图7-5：改变电枢电压时的机械特性曲线

（二）弱磁调速

改变励磁电流，也可以实行调速。但这种调速方法只能向下调整电流，原因是励磁电流不能超过额定值。

由于向下调整励磁电流，也叫弱磁调速。

弱磁调速时，依据前面的直流电动机的转速公式，我们知道其速度将向上升高。必须注意的是，励磁绕组不能开路，否则相当于磁场被减小到零，从而造成电动机达到最大转速，即“飞车”。

图7-6：减小励磁电流的机械特性曲线

（三）转子串电阻调速

转子串联电阻，方法简单容易实现，也是一种调速方法，但这种调速方式的机械特性软，在对速度稳定性要求比较高的场合，不建议采用。

图7-7：转子串电阻时的机械特性

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