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定子对称三相绕组接入交流电源，通入对称三相交流电流，将建立定子磁动势产生旋转磁场。
图5-2中画出某一瞬时定子电流方向及其产生的旋转磁场的磁通，图中旋转磁场以同步转速n1顺时针方向旋转，此时转子导体则切割定子磁场，感应电动势。
可用右手定则判断转子导体的电动势方向。
该电动势在自行闭路的转子绕组中产生电流。
该电流与电动势方向相同。
图5-2异步电动机工作原理图
载流的转子绕组在旋转磁场中，将受到电磁力和电磁转矩的作用。
可用左手定则判定转子绕组受到一个顺时针方向的电磁力和电磁转矩作用，使转子以转速n随着定子旋转磁场转向旋转。
如果转轴带上机械负载，电动机便将输入的电功率转换为轴上输出的机械功率。
由此可见，异步电动机转动是由于转子绕组受旋转磁场“感应”产生电流而引起的，故称为“感应电动机”，或者说异步电动机转动的必要条件是转子的转速n和定子旋转磁场的转速n1之间存在着差异，即n≠n1,故又称为“异步电动机”。
第二节铭牌
异步电动机的铭牌上标明了型号、额定值和主要技术数据。
如:
铭牌
三相异步电动机
型号
Y200L2-6
电压
380V
接法
△
容量
22KW
电流
45A
工作方式
连续
转速
970r/min
功率因数
0.83
温升
80℃
频率
50Hz
绝缘等级
B
重量
XXX电机厂产品编号XXXXXXX年XX月
1、型号
型号是表示电机主要技术条件、名称、规格的一种产品代号。
如：
中小型异步电动机
Y200L2-6
异步电机极数
铁心长度号
中心高（mm）
机座长短（L为长机座，M为中机座，S为短机座）
大型异步电动机
YK3200–2/1800
异步电动机定子铁心外径
高速极数
功率
2、额定功率Pn
额定运行状态下由转轴端输出的机械功率（KW）。
3、额定电压Un
额定运行状态下定子绕组施加的线电压（V）。
4、额定电流In
额定运行状态下定子绕组流过的线电流（A）。
5、额定功率因数φn
中小型异步电动机cosφn一般为0.8左右。
6、额定效率ηn
中小型异步电动机ηn一般为0.9左右。
上述几个额定值的关系为
Pn=（1/1000）√3ηnUnIncosφn
7、接法
三相定子绕组接法可Y接，也可Δ接。
一般在电机接线盒处的三相绕组的6个首尾端头，按铭牌要求接成Y或Δ。
如图5-3所示
图5-3异步电动机引出线的接法
（a）Y接法（b）Δ接法
8、运行方式
电动机运行允许的持续时间。
分“连续”、“短时”、“断续”三种。
我厂无短时运行电机，只有微正压装置所用电机为断续的，其余电机均为连续运行方式。
第三节异步电机的起动及运行特性
一、起动特性
当异步电机接入电源后，从转子静止状态开始旋转，升速直至稳定运行于某一转速，这一过程称为起动。
1、起动性能
交流异步电机常用起动电流倍数Ist和起动转矩倍数Mst来衡量起动性能。
对一般鼠笼式电动机起动电流倍数Ist值一般为（4～7）IN，起动转矩倍数Mst一般为（0.9～1.3）MN。
可见，其起动电流较大而起动转矩则较小，起动性能较差。
起动时间过长，会使电动机绕组有过热危险甚至影响到厂用系统中其它电机及电气设备的正常运行。
因此起动性能好的电机应当起动电流小、起动转矩大、起动时间短。
1）起动电流大的原因：
当感应电动机处于停用状态时，接通电源，旋转磁场以最大的切割速度切割转子绕组，使转子绕组感应最高的电动势，因而在导体中感应很大的电流，这个电流产生磁通而抵消定子磁场的磁通，定子磁场为了维持与此时相适应的原有磁通，而加大电流，因此转子电流很大，而定子电流也很大，当起动以后电流会逐渐下降，因为此时感应电动势减小，电流也随之减小，定子电流也减小，直至正常。
2）起动力矩小的原因
因为起动力矩与转子电流、定子磁通和功率因数成正比的关系，即M=фmI2COSф.功率因数又跟电抗X与电阻r的比值有关，即比值X/r大，则功率因数小，比值X/r小，则功率因数大，而电抗又与频率有关。
在起动时，无功分量比例大，旋转磁场切割转子绕组速度最大，故转子电流的频率最大，此时转子绕组电抗也最大，因而功率因数就低，同时由于电机内部的电抗作用，使得起动时主磁通减小，因而从整体上来说，它的起动力矩也就很小。
2、起动方法
对交流异步电机来说，起动方法有两种，即直接起动和降压起动。
直接起动又称全电压起动，即将电机通过开关直接接入系统的起动方式，此时起动电流大，对电机本身及厂用系统，可能产生不利影响。
但由于交流电机起动时间不是太长，起动电流还不至于能烧毁电机，此时所考虑的是起动电流对厂用系统中所接的其他电气设备的影响。
具体说，直接起动方法受供电变压器容量的限制。
供电变压器容量越大，起动电流在供电回路中引起的电压降愈小。
对我厂而言，由于厂用系统容量充足，交流电机启动均采用直接起动。
降压起动就是起动时，在定子回路中串入电抗器或自耦变压器及采用Y—△变换的方法，在起动时，将定子绕组上所施加的电压低于额定电压，从而限制了起动电流，提高起动转矩。
但由于此种起动方法，投资大，不经济，在我厂只有空压机采用此种启动方式。
3、绕线式电机的起动
我厂只有空压机电机采用绕线式，起动方法采用降压起动方法，即采用Y—△变换的起动方法。
起动时，内部电路将定子绕组改接成Y形，起动正常后，内部电路再将定子绕组改接成△形，从而使得Y形接法的启动电流及起动转矩都减小到△形接法的1/3，从而改善了起动性能。
二、运行特性
交流异步电机的运行特性是指在额定电压和额定频率下，电动机的转速、输出转矩、定子电流、功率因数及效率各物理量随输出功率变化的一种关系。
一）转速特性及转差率特性
电机在空载起动时，此时输出功率为0，即转速最大，转差率为0。
当带上负载后，使输出功率不为0，此时转速下降，转差率增大，直到电机稳定运行，其变化趋势是很小的。
二）转矩特性
由异步电机轴端输出转矩M2=P2/Ω=P2/（2Пn/60）可知，由空载到额定负载这一正常范围内运行时，由于转速n变化很小，从而可知转矩也变化甚微。
三）定子电流特性
电机在空载起动时，此时定子电流仅为电机额定电流的1/3，当带上负载后，此时电机转子制动力矩下降，转差率上升，电机为维持原额定转速，必须增加激磁电流，来维持原有的电机定、转子转矩，故而电机定子电流随负载的增加，定子电流也相应的增大，直到负载稳定运行为止。
四）功率因数特性
空载时，转轴输出功率为0，定子电流基本用来建立磁场的励磁电流，其主要分量是无功的磁化电流，这时COSф很低。
约为0.2左右。
当负载时，随着转轴输出功率的增加，定子电流有功分量增大，COSф上升；
在额定负载时COSф值最大，当负载超过额定值，由于转差率增大，转子频率增大，转子电抗增大，转子功率因数下降，转子电流无功分量增大，因而使得功率因数COSф下降。
第四节直流异步电机的基本结构及工作原理
直流电机在发电厂中主要是将直流电能转换为机械能，其具有良好的起动性能，但在运行中主要是电流换向问题。
因而结构复杂，造价高，维护也较困难。
一、直流电机基本结构
直流电动机基本结构可分为固定的定子和转动的转子（电枢）两大部分。
如图5-4所示。
一）定子
定子由主磁极、换向磁极、机座和端盖以及电刷装置等组成。
1、主磁极
主磁极用来产生主磁场，使电枢绕组感应电动势。
如图5-5所示。
它由铁芯和励磁绕组组成，铁芯用0.5～1.5mm的低碳钢板冲成，叠装后用铆钉铆紧。
靠近气隙的扩大部分称为极靴，极靴对励磁绕组起支撑作用，且使气隙磁通有较好的波形分布。
励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，经绝缘浸渍处理，然后套在磁极铁芯上。
主磁极N、S交替布置,均匀分布并用螺钉固定在机座的内圆上。
图5-4直流电动机内部结构图
1、出线盒；
2-接线板；
3-换向器；
4-电刷装置；
5-主磁极；
6-电枢；
7-机座；
8-风扇；
9-端盖。
图5-5主磁极图5-6换向极
1-主极铁心2-励磁绕组3-机座1-换向极铁心2-换向绕组
2、换向极
换向极用来改善直流电机的换向，又称附加极。
它由铁芯和套在铁芯上的换向极绕组组成，如图5-6所示。
铁芯常用整块钢或厚钢板制成，匝数不多的换向极绕组与电枢绕组串联。
换向极的极数一般与主磁极的极数相同。
换向极与电枢之间的气隙可以调整。
3、机座
机座既是电机的外壳，又是电机磁路的一部分。
一般用低碳钢铸成或用钢板焊接而成。
机座的两端有端盖。
中小型电机前后端盖都装有轴承，用于支撑转轴。
大型电机则采用座式滑动轴承。
4、电刷装置
其作用是使转动部分的电枢绕组与外电路接通，将直流电压、电流引出或引入电枢绕组。
电刷装置由电刷、刷握、刷杆座和汇流条等零件组成，如图5-7所示。
电刷一般采用石墨和铜粉压制烧焙而成，它放置在刷握中，由弹簧将其压在换向器的表面上，电刷杆数一般等于主磁极的数目。
图5-7直流电动机电刷装置图图5-8换向器结构
1-刷握；
2-电刷；
3-刷杆；
4-刷杆座1-换向片；
2-云母片；
3-V形云母
5-弹簧压板。
环；
4-V型钢环；
5-钢套6-绝缘套筒；
7-螺旋压圈。
二）转子
转子由电枢铁芯、电枢绕组和换向器等部件组成。
1、电枢铁芯
电枢铁芯作为电机磁路的一部分，通常用0.35mm或0.5mm厚冲有齿和槽的硅钢片叠装而成。
电枢绕组放置在铁芯的槽内。
2、电枢绕组
它的作用是产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量的转换。
电枢绕组是用绝缘铜线制成元件，然后嵌放在电枢铁芯槽内，元件的引线端头按一定的规律与换向片连接。
电枢绕组的槽部用绝缘的槽楔压紧，其端部用钢丝或无纬玻璃丝带绑扎。
3、换向器
换向器是直流电机的关键部件，它将电枢绕组内部的交流电动势转换为电刷间的直流电动势，换向器由彼此绝缘的换向片构成，外表是圆形。
换向片用硬质电解铜材料制成，换向片间垫以0.4～1.0mm厚的云母绝缘，整个圆筒的端部用V形压环夹紧，换向片与V形压环之间亦用云母绝缘，如图5-8所示。
每片换向片的端部有凸出的升高片，用来与绕组元件引线端头连接。
二、直流电机工作原理
1、直流电机是如何转动的
直流电机是根据电磁力定律工作的，利用通电导体在磁场中受电磁力的作用而旋转的，其转动过程如图5-9所示。
电刷A、B接上直流电源，电流从正电刷B流入，由负电刷A流出，在图5-9所示瞬时，线圈中电流方向为d→a。
根据电磁力定律，用左手定则可判断电枢线圈将受到顺时针方向的转矩作用，该转矩称为电磁转矩。
当电枢转过半周时，线圈有效边dc处于N极下，ab处于S极下，但在线圈中流过的电流方向也改变了，从a→d。
所以，由左手定则可知，线圈仍然受到顺时针方向电磁转矩作用。
电枢始终保持同一旋转方向。
直流电动机的电枢实际上是由许多线圈组成的，这些线圈产生的电磁转矩不但驱动电枢旋转，还可带动转轴上的机械负载。
2、直流电机工作原理
从直流电机直流电源引入来看，共有直流电源正极两路、负极一路引入电机接线盒内。
其中一路正极电源接入电机定子绕组中，另一路正极电源接入电枢绕组中，两路正极电源共用一路负极电源，从而构成定子绕组通路和电枢绕组通路。
当直流电机启动开关合上时，在
图5-9直流电动机工作原理图
定子绕组上将产生一个固定的永磁铁性质的N、S两极的主磁极磁场。
由于电枢绕组是由多条支路所构成，且每条支路通过换向器、电刷构成通路。
当另一路直流电源经电刷、换向器引入电枢绕组中，由左手定则可判断，此时电枢绕组受一驱动电磁力矩的作用，使电机转子旋转，在电机转子旋转时，电枢绕组切割主极磁场，在电枢绕组中将产生一交变电枢电动势，从而感应电流，建立电枢磁动势,从而在气隙中电枢磁动势对主极磁场起到去磁作用，使气隙削弱，为维持气隙磁场不变，主极磁场将加大激磁电流来维持气隙磁场，从而使电机电流加大，直到电机稳定运行，这种电枢反应才达到平衡。
这就是我们所看到的，在起动电机时，电流表的指示在不断的升高，直到起动正常后，电流表的指示才稳定不动。
在直流电机电枢绕组每条支路旋转90°
时，每条支路上下两边中流过的直流电流要发生一次交变（其性质相当于交流电），此交变电流就是靠换向器的作用，使电刷正负两端流入、流出的电流极性始终保持不变，从而起到将电枢绕组内部的交流电动势转换为电刷间的直流电动势。
直流电机运行时最重要的一个问题是换向问题，即当电枢旋转时，组成电枢绕组每条支路的绕组元件，在依次循环地轮换，即绕组元件从一条支路经过电刷时被短路，随后将转入另一支路。
由于被电刷分割的相邻支路中绕组元件的电流方向是相反的，因此在绕组元件由一条支路经电刷短路后转入另一条支路的短暂过程中，绕组元件里的电流就要改变一次方向，被电刷短路的绕组元件内电流改变方向的过程称之换向。
从一条支路转入另一条支路而被电刷短路的绕组元件称为换向元件。
由于换向元件换向周期短，同时由于换向元件自感和互感的影响，必然在换向元件中产生一电抗电动势及电枢反应电动势，此两电动势将阻碍换向元件中的电流变化，从而在换向元件和电刷间产生一换向火花。
如不能及时消除此换向火花，将有威胁电机安全运行及烧毁电机的危险。
因此必须采取措施，消除换向火花，通常在直流电动机上装设换向极，就是用来改善换向时换向电流的影响。
换向极一般装设在主磁极之间的几何中心线上，且与电枢绕组串联，极性相反的连接，使得换向极磁场的大小与电枢电流的大小成正比，并在换向区域内建立与电枢反应电动势和电抗电动势方向相反的换向磁场，从而在换向元件中产生换向电动势来抵消电抗电动势和电枢电动势，从而减小或削弱电机工作时换向器表面上的火花，保证电机安全可靠的运行。
第五节直流异步电机的起动及运行特性
一、直流异步电机的起动特性
由直流异步电机工作原理可知，电动机接入电源后，转子从静止状态转动到稳定运行时的全过程称为起动过程。
电动机接入电源的瞬间，转子还未转动，此时电枢感应电动势为0，起动电源为定子电压和电枢绕组电阻的比值。
由于电枢绕组电阻的阻值很小，所以起动时，电枢电流非常大，一般高达额定电流的10~20倍，使得电动机的换向情况恶化，而且还会因过大的起动电流产生过大的起动转矩，使电动机本身和它所驱动的生产机械遭受巨大的冲击以至破坏。
因此，一般电动机启动时，要使起动电流限制在额定电流的2~2.5倍，起动转矩为额定转矩的1.2~2倍。
因此，在电动机起动方法中为了限制起动电流，可采用增加电枢回路的电阻或降低电枢端电压两种方法。
在我厂采用了在电枢回路中串接起动电阻的方法，来降低起动电流，即在电动机起动时，起动电阻全部串入电枢回路，此时启动电流将减小，电磁转矩将增大，电机转速将上升，为了加速起动过程，在起动过程中由中间继电器动作，第一时限甩掉1/2起动电阻，使得电动机转速升高，在第二时限将全部电阻甩掉，使电动机转速再次升高，直至额定转速，至此启动过程结束。
二、直流电机的运行特性
直流电动机的运行特性就是指它的机械特性，即电动机的电源电压、励磁电流为常数，电枢回路的电阻不变时，电动机转速与转矩的关系。
当电动机启动正常，空载运行时，转速与转矩成正比，此时转速约等于额定转速，当带上负载后，由于负载转矩的增加，即电枢绕组所产生的制动力矩的增大，使转子转速稍有下降，此时定子电流是不变的。
第二章厂用电动机的运行方式
第一节厂用电动机的运行方式
1、概述
我厂厂用机械动力采用6kv高压电动机、380v低压电动机及直流电动机三种类型的电动机拖动。
6kv高压电动机均采用三相鼠笼式异步电动机。
380v低压电动机，除锅炉空压机电动机采用三相绕线式异步电动机，其他的电动机均采用三相鼠笼式异步电动机。
220v直流电动机有发电机空侧直流密封油泵电机、发电机氢侧直流密封油泵电机、汽机主机直流润滑油泵电机及小机直流润滑油泵电机。
2、厂用电动机运行方式的有关规定
我厂6kv电动机、380v电动机均应按制造厂铭牌数据运行。
重新下线修复的电动机投运时，其参数应经试验符合原电动机铭牌数据方可服役。
电气值班人员应尽可能保持6kv两段母线上的负荷趋于平衡。
电气值班人员应与机炉值班人员密切联系，明确6kv高压电动机的运行方式，以便做好事故预想。
第二节厂用电动机运行中有关参数的规定
1、电动机线圈、铁芯、滑环、轴承、最高允许温度与温升：
1）.电动机温度、温升及环境温度三者之间的关系公式：
Q=t-te
式中：
t--表示电动机运行温度（℃）；
Q--表示电动机运行温升（℃）；
te--表示电动机周围环境空气温度（℃）；
2）.电动机各部分的最高允许温度与温升（te=35℃）的规定。
详见下表:
名
称
绝缘等级
测定方法
A级
E级
B级
F级
H级
温度与温升（℃）
t
Q
T
定子绕组
105
70
120
85
130
95
140
165
电阻法
转子绕组
计算法
定子铁芯
温度表
滑环
t=105℃
Q=70℃
测量法
滚动轴承
t=100℃
Q=65℃
滑动轴承
t=80℃
Q=45℃
3）.一般电动机周围空气的额定温度te为35℃。
若超过35℃时，应先设法降低电动机外壳温度，如无效时，应适当降低电动机的负荷；
若低于35℃时，则电动机负荷可适当提高。
4）.电动机负荷电流与环境温度的关系：
环境温度（℃）
电流升高百分值（Ie%）
电流降低百分值（Ie%）
25≤
8
35
45
10
30
5
40
50
15
5）.电动机环境温度不得低于5℃，冷却水进水温度不得低于20℃，风温水温以电动机不结露为标准。
2、电动机可以在额定电压变动-5%至+10%的范围内运行。
其额定出力不变：
1）.6KV电压变动范围：
5.7KV---6.6KV
2）.380V电压变动范围:
361V---418V
3电动机在额定功率运行时，相间电压的不平衡值不得超过5%，即：
6KV为300V、380V为19V。
高压电动机三相电流的不平衡,不得超过10%Ie，其最高相电流不得超过额定值。
4、绝缘电阻测量规定:
1）.6KV电动机用2500V摇表测量绕组的对地绝缘不得低于6MΩ;
2）.380V电动机用500V或1000V摇表测量绕组的对地绝缘,不得低于0.5MΩ；
3）.吸收比R60″/R15″应大于1.3;
4）.电动机绝缘电阻值在同等条件下,与上次测量值比较不得低于50%;
5）.电动机大修后或停运超过15天,启动前应摇测绝缘电阻值符合上述规定；
6）.电动机环境较差时（如:
潮湿、污染、化学腐蚀等）,停运时间在三天及以上者，启动前应摇测绝缘电阻值符合上述规定；
7）.若摇测电动机绝缘电阻值不合格时，应请示有关部门同意后方可投入运行。
5、电动机在额定工况下运行,振动不应超过下表规定数据:
额定转速（r/min）
3000
1500
1000
750及以下
振动值（双振动mm）
0.06
0.10
0.13
0.16
6、电动机在额定工况下运行,轴间串动值不应大于下列数据:
1）.滑动轴承串动值不应超过2---4mm;
2）.滚动轴承不允许串动。
第三章厂用电动机的监视和运行维护
总则
在发现异常、故障现象时电气运行值班人员应积极主动的进行配合，精心地检查处理，确保厂用电动机的安全运行。
电气运行值班人员对已造成厂用电动机异常运行和故障损坏的事故原因，应配合机、炉、燃、化各运行专责值班人员协同进行检查分析，共同提高对厂用电动机安全运行的维护水平，认真积累厂用电动机事故处理的成功经验。
电气运行值班人员应做好厂用电动机的电气定期工作，及时发现事故隐患及时予以消除，提高厂用电动机运行的健康水平。
第一节厂用电动机的检查项目
一、厂用电动机停送电前的检查项目
厂用电动机停送电操作必须有机、炉、化、灰、燃各专业主操所填的停送电联系单，电气专业不准擅自对电动机停送电,否则有可能发生事故。
电动机送电一般检查项目：
1、电动机三相电源线接入良好，接线处无松动无烧焦现象。
2、电动机本体清洁，无妨碍送电物。
3、电动机本体接地线接地良好。
4、手动盘车电动机转子应转动灵活，无卡涩现象。
5、检查电动机固定地脚螺栓无松动。
6、测电动机绝缘合格。
7、查电机电源开关确断或接触器确在断开位。
8、按操作票顺序逐步执行。
电动机停电一般检查项目：
1、查电动机确停，开关确断或接触器确已断开。
2、按操作票顺序逐步执行。
二、厂用电
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