专题二十 三相异步电动机的结构和铭牌（课件）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

《电机与变压器》（第5版） 高教社 专题二十 三相异步电动机的结构和铭牌 目录 01 考纲解读 04 内容归纳小结 02 知识点梳理和重点概念复习 03 真题或常考题讲解 2 考纲解读—常见考点 03 02 01 给出三相异步电动机铭牌图片或参数列表，要求识别并解释额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、接法等关键参数的含义。 根据不同外形（如卧式、立式）的电动机图片，判断其适用的工业场景（如机床、水泵、起重机等）。 考查定子（定子铁心、定子绕组、机座）和转子的核心组成部件，或区分笼型转子与绕线转子的结构差异。 考纲解读—考试要求 理解电动机外形、结构与实际应用场景的对应关系，能根据具体工况初步判断适用的电动机类型，体现理论与实践的结合。 需明确定子和转子的两大基本部分，掌握各组成部件的名称、作用及装配关系，能区分不同转子类型的结构特点。 要求学生能准确识别电动机外形特征，熟练读取并理解铭牌上各参数的定义及实际意义，为后续使用和维护奠定基础。 4 考纲解读—易考题型 描述工程场景，要求结合外特性曲线变化和电压调整率原理，分析灯泡变暗的原因，并提出 2 种解决措施，考察知识点在实际场景中的应用与问题解决能力。 实际分析题 给出表格，其中部分数据空缺，要求根据已知数据及负载对调整率的影响规律，计算并填写空缺数据，考察对数据计算与规律应用的结合能力。 填空题 给出关于外特性或电压调整率的若干表述，要求选出表述正确的选项，重点考察对基础概念的精准辨析能力，常设置 “混淆原副边参数”“错改公式分母” 等易错选项。 选择题 5 知识点梳理和重点概念复习—知识点思维导图 知识点梳理和重点概念复习 三相交流异步电动机的外形根据电动机的功能和结构不同有着很大的差别,如图 4-1所示。 一、三相交流异步电动机的外形 知识点梳理和重点概念复习 三相交流异步电动机主要由定子和转子两大部分组成。图 4-2所示为笼型三相异步电动机的分解结构图。图4-3所示为绕线转子三相异步电动机的剖视图。 一、三相交流异步电动机的结构 知识点梳理和重点概念复习 三相异步电动机的铭牌示例如图 4-4 所示。 要正确使用维护三相异步电动机,读懂铭牌数据非常重要,下面介绍常用的铭牌数据。 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 (1)型号:Y2系列三相异步电动机的型号由三部分组成,即产品代号、规格代号及特殊环境代号例如,型号(Y2-132S-4)各符号的含义如下: 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 Y2 系列电动机是我国统一设计的更新换代产品,它具有效率高、启动转矩大、噪声低、振动小、防护性能好、安全可靠、外形美观等优点。各种参数符合国际电工委员会(IEC)标准。 Y2系列异步电动机用于转速和其他性能无特殊要求的机械上,如车床、通用机械、矿山机械、农用机械。由于它的启动转矩较大,也可以用于静止负载或负载惯性较大的机械上,如压缩机、水泵、粉碎机等。Y2系列电动机技术数据详见相关技术手册。 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 Y2系列电动机在我国已经大量使用,但现在还有使用以前设计出厂的电动机,其型号编制法与 Y2 系列不同,例如: 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 (2)额定功率 表示电动机在额定工作状态下运行时,允许从转轴上输出的机械功率。单位是 W(瓦)或 kW(千瓦)。 (3)额定电压 指电动机定子绕组规定使用的线电压,单位是V(伏)或kV(千伏)。如铭牌上有两个电压值,则表示定子绕组在两种不同接法时的线电压。按国家标准规定,电动机的电压等级分为 220V、380 V、3 000 V、6 000 V和 10 000 V。其中3 000 V以上的电动机很少。 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 (4)接法 指电动机在额定电压下定子三相绕组的连接方法。若铭牌标 D,额定电压标380 V,表明电动机额定电压为 380 V时应接D联结。若电压标成 380/220 V,接法标 Y/D,表明电源线电压为 380 V时应接成Y联结;电源线电压为 220V时应接D联结。我国多数地区低压电线电压为 380 V。电动机定子绕组接线图如图4-5 所示。 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 (5)额定电流 表示电动机在额定情况下运行时电源输人电动机的线电流,单位是 A(安)。如果铭牌上标有两个电流值,表示定子绕组在两种不同联结时的线电流。 (6)额定频率 指输人电动机交流电的频率,单位是 Hz(赫)。国际上有 50 Hz 和 60 Hz 两种标准频率,我国交流电的频率(工频)是50 Hz。 (7)额定转速 表示电动机在额定运行情况下的转子转速,单位为 r/min(转/分)。 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 (8)绝缘等级与温升 绝缘等级表示电动机所用绝缘材料的耐热等级。E级绝缘的允许极限温度为 120 ℃,B级绝缘为 130℃,F级绝缘为 155 ℃。温升表示电动机发热时允许升高的温度。例如,温升 80 ℃,意为将环境温度定为 40 ℃,则电动机温度可再升高 80 ℃,即不可超过 120℃,否则电动机就要缩短使用寿命。 二、三相异步电动机的铭牌 知识点梳理和重点概念复习 (9)定额 也称工作期限、工作制或运行方式,指运行持续的时间,分为连续运行、短时运行、断续运行三种,分别用 S1、S2、S3 表示。连续运行(S1)的电动机可按铭牌规定的各项额定值,不受时间限制连续运行;短时运行(S2)的电动机只能在规定的持续时间限值内运行,其时间限制为 10、30、60 和 90 min 四种;断续运行(S3)的电动机长期运行于一系列完全相同的周期条件下,周期的时间为 10 min,标准负载持续率有 15%、25%、40%和 60%四种。 二、三相异步电动机的铭牌 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：定子铁心硅钢片表面涂绝缘漆，可进一步减少片间涡流损耗，通常厚度为0.35-0.5mm。 1.下列关于定子铁心的说法，正确的是（ ） A. 由整块钢板制成 B. 硅钢片表面涂有绝缘漆 C. 主要作用是导电 D. 厚度通常为10mm 18 常考习题练习与讲解—选择题 答案：C 解析：端盖安装在机座两端，内装轴承，用于支撑转子转轴，保证其稳定旋转。 2.端盖的主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 固定定子绕组 C. 支撑转子转轴 D. 标注铭牌参数 19 常考习题练习与讲解—选择题 答案：C 解析：笼型转子绕组由嵌在转子槽内的导体和两端的端环组成，形状像“鼠笼”，故得名。 3.笼型转子绕组的形状类似（ ） A. 圆形 B. 方形 C. 鼠笼 D. 线圈 20 常考习题练习与讲解—选择题 答案：C 解析：转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成，转子铁心是转子的核心导磁部件。 4.下列部件中，属于转子的是（ ） A. 机座 B. 定子绕组 C. 转子铁心 D. 端盖 21 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：气隙是定子磁场与转子感应电流相互作用的空间，是电磁能转换为机械能的关键环节。 5.电机中，实现电磁能向机械能转换的关键是（ ） A. 机座 B. 气隙 C. 端盖 D. 风扇 22 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：滑环固定在转轴上，与转子绕组相连，电刷与滑环接触，将转子绕组与外部电阻连接起来。 6.绕线转子的滑环和电刷的作用是（ ） A. 支撑转轴 B. 连接转子绕组与外部电阻 C. 产生磁场 D. 散热 23 常考习题练习与讲解—选择题 答案：D 解析：气隙在电机制造时已固定，装配后不可调整，过大或过小都会影响电机性能。 7.下列关于异步电动机结构的说法，错误的是（ ） A. 定子和转子都有铁心 B. 笼型转子无需维护 C. 绕线转子成本高于笼型 D. 气隙大小可随意调整 24 常考习题练习与讲解—选择题 答案：B 解析：风扇安装在转轴上，随转子旋转，带动空气流动，将电机内部的热量散发出去，实现散热。 8.电动机风扇的主要作用是（ ） A. 产生磁场 B. 降低电机温度 C. 固定部件 D. 增加转速 25 常考习题练习与讲解—填空题 答案：耐热 解析：绝缘等级决定了电机绕组的最高允许工作温度，如B级绝缘允许温度约130℃，直接影响电机的使用寿命和使用环境。 1.电动机铭牌上的“绝缘等级”表示绕组绝缘材料的____能力，常用等级有A、B、E等。 26 常考习题练习与讲解—填空题 答案：气隙 解析：气隙是定子磁场与转子感应电流作用的空间，气隙过大则磁场削弱、效率降低，过小易导致定转子摩擦。 2.定转子之间的____是实现电磁感应的关键，其大小对电动机性能有重要影响。 27 常考习题练习与讲解—填空题 答案：滑环和电刷 解析：绕线转子绕组的引出线通过滑环和电刷与外部电阻连接，改变电阻值可调节转子电流，从而实现电机调速。 3.绕线转子绕组与笼型转子绕组相比，最大特点是可以通过____外接电阻，实现调速。 28 常考习题练习与讲解—填空题 答案：电源；50 解析：电动机的电磁参数设计基于特定电源频率，我国工业用电频率统一为50Hz，电机需匹配此频率才能正常工作。 4.铭牌上的“额定频率”指的是电动机适用的____频率，我国工业用电标准频率为____Hz。 29 常考习题练习与讲解—判断题 答案：√ 解析：气隙在电机制造时已按设计要求固定，装配后不可调整，过大或过小都会影响电机性能，需在生产中严格控制。 1.气隙是三相异步电动机中定子和转子之间的空气间隙，其大小不可调整。（ ） 30 常考习题练习与讲解—判断题 答案：√ 解析：笼型转子无滑环、电刷等易损部件，维护成本低，能满足大多数不需要调速的场景需求，因此应用更普遍。 2.笼型转子异步电动机因结构简单、维护方便，应用比绕线转子更广泛。（ ） 31 常考习题练习与讲解—判断题 答案：× 解析：异步电动机的转子转速始终低于同步转速（存在转差率），额定转速是带额定负载时的实际转子转速，而非同步转速。 3.铭牌上的“额定转速”等于旋转磁场的同步转速。（ ） 32 常考习题练习与讲解—判断题 答案：× 解析：定子绕组和转子绕组均为电路部分（通入或感应电流）；定子铁心和转子铁心才是磁路部分（引导磁场）。 4.定子绕组是电动机的电路部分，转子绕组是电动机的磁路部分。（ ） 33 常考习题练习与讲解—简答题 答案：因为硅钢片具有较高的磁导率，且电阻率较大。采用叠压结构可切断涡流的流通路径，显著减少涡流损耗；同时硅钢片的磁滞损耗较小，从而降低整个铁心的铁耗，提升电机效率。 1.为什么三相异步电动机的定转子铁心要采用硅钢片叠压而成？ 34 常考习题练习与讲解—简答题 答案：分为卧式和立式两种。卧式：轴水平放置，机身扁平，适用于安装空间较大、需要水平传动的场景（如机床主轴、传送带）；立式：轴垂直安装，机座短小，适用于节省空间、垂直传动的场景（如水泵、冷却塔风机）。 2.三相异步电动机的外形按安装方式分为哪两种？各适用于什么场景？ 35 常考习题练习与讲解—简答题 答案：绝缘等级是表示电动机绕组绝缘材料耐热能力的等级，常用A、B、E、F等。影响：绝缘等级决定了电机的最高允许工作温度，等级越高，允许温度越高，电机可在更恶劣的高温环境下工作，使用寿命也更长；若超过允许温度，绝缘易老化损坏，导致电机故障。 3.什么是电动机的绝缘等级？它对电机使用有什么影响？ 36 常考习题练习与讲解—简答题 答案：气隙过大时，定子磁场的磁阻增大，励磁电流增加，电机的功率因数和效率降低；气隙过小时，定转子之间易发生机械摩擦（扫膛），导致电机损坏；合理的气隙大小能保证电机具有较高的效率、功率因数和运行可靠性。 4.定转子之间的气隙对三相异步电动机的性能有什么影响？ 37 重点复习知识点： 1. 外形特征：三相异步电动机外形主要分卧式和立式，卧式机身扁平、轴水平放置，多用于机床、传送带等设备；立式机座短小、轴垂直安装，适用于水泵、压缩机等。外形设计与安装方式、工作场景直接相关，需根据实际需求选择。 2. 铭牌信息：铭牌是电动机的“身份卡”，核心参数包括额定功率、额定电压（如380V）、额定电流、额定转速、接法（△/Y）、绝缘等级等，这些参数是选型、安装、运行和维护的唯一依据，必须准确识别。 3. 核心结构：由定子和转子组成，定子是固定部分，含铁心、绕组（产生旋转磁场）和机座（支撑保护）；转子是旋转部分，分笼型（结构简单、成本低）和绕线转子（调速方便），定转子间的气隙是实现电磁感应的关键。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 课堂小结 38 $