电机学 异步电机
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9
3、感应电动机的转子
感应电动机的转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组成 。 （1） 转子铁心
笼型
线绕式
10
（2）转子绕组 笼型
线绕式
转子绕组的作用是产生感应电动势、产生电流并产生电磁 转矩。
11
笼型转子 绕线式转子
12
笼型绕组是在转子铁芯的每个槽内放一根导体，在伸出 铁芯的两端用导电环分别将所有导条连接起来，形成一个 自行闭合的短路绕组。
第四篇：异步电机
• 原理：与变压器相似 • 应用：主要作电动机运行（单相、三相） • 优点：结构简单、运行可靠、制造容易、成本低 • 缺点：功率因素低、调速比直流电机复杂
1
第十三章 异步电机的基本理论
★用途：异步电机主要用作电动机，是应用最广泛的一 种电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产 ，日常生活都离不开异步电动机。
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
25
★同步转速n1
同步转速n1是由定子对称三相绕组施以三相对称电压，流过
三相对称电流而产生的。它与电网频率f1及电机极对数p的关
系为：
n1
60 f1 p
☆
★感应电势和电磁转矩
旋转的气隙磁场切割转子导体，在转子导条中产生感应电 势，其大小与转子导体所处的气隙磁密、转子导体有效长度 、及转子导体与旋转的气隙磁场的相对切割速度的关系为：
cos
注意：实用中应选
择容量合适的电机，
防止出现 “大马拉
O
额定转速: PN
P2 小车” 的现象。
电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。
22
额定转 sN差 n0n 率 0nN
如： n N =1440 转/分
sN = 0.04
绝缘等级: 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105ºC)，H 级最高(180ºC)。
23
13.2 异步电机的三种运行状态
1、感应电动机的模型
n0 f n
N
ei
S
感应电动机的模型
磁铁
闭合 线圈
24
2、异步电机作为电动机状态运行
定子三相绕组通入三相交流电
vA n0
Y NZ
F
旋转磁场
n1 60f1 p
(转/分）C
F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
14
三、三相感应电动机的额定值
（1）额定功率PN［kW］：额定工况下从轴上输出的机
械功率；
（2）额定电压UN［V］：定子绕组引出端的线电压； （3）额定电流IN［A］：定子绕组中的线电流； （4）额定频率fN［Ｈz］：一般为50Hz； （5）额定转速nN［r/min］：额定工况下的转子转速。
P N3 U N INNcoN s
产品名称 异步电动机
新代号 Y
绕线式异步电动机
YR
防爆型异步电动机
YB
高起动转矩异步电动机 YQ
汉字意义 异 异绕 异爆 异起
老代号 J、JO JR、JRO JB、JBO JQ、JQO
18
接法:
定子三相绕组的联接方法。通常
W2 U2 V2 电机 3 容 k W 量 Y 联结
U1 V1 W1 电机 4 容 kW 量 联结
2
第十三章 异步电机的基本理论
重点：
1、（难点）理解： 转子感应电势、电流的频率，转子 磁势与定子磁势的关系；
2、理解频率折算、绕组绕组折算的概念；
3、会画异步电机T形等效电路，熟练计算功率、转矩、损
耗等。
3
13.1 异步电机的结构及额定值
一、感应电动机的分类
1、按定子绕组供ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电源相数分
➢ 单相感应电动机（家用） ； ➢ 三相感应电动机（大多数） ； ➢ 两相感应电动机（控制电机）。
Y 接法： UNUN 3,ININ 3UNINcosNN 16
三相异步电动机铭牌数据
型号: 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 例如： Y 132 M－4 磁极数( 极对数 p = 2 ) 机座长度代号
机座中心高（mm） 三相异步电动机 教材表8.8.1中列出了各种电动机的系列代号。
17
异步电动机产品名称代号
接线盒
U1
W2 U2 V2
W2 U2
V2
W1
Y 联V结1 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
W1 V2
V1 U2 U1 V1 W1
联结 19
电压: 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。
说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低 于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使 电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。 三相异步电动机的额定电压有380V，3000V, 及6000V等多种。
20
电流:
电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。
例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结
15
感应电动机的型号及其额定数据
异步电动机 短铁心
例： Y 132 S - 4
铭 牌
机座中心高 极数 度(mm)
•额定值:正常运行时的主要数据指标 UN (V)、IN(A)、PN(kW)、nN(r/min)、fN(Hz) 、ηN、cosφN等
•额定电压/额定电流/额定功率的关系
△接法：UNUN,ININ 3PN 3UNINcosNN
绕线式绕组与定子绕组相似，其连接示意图如下：
13
4、感应电动机的气隙
感应电动机的气隙比同容量的直流电机小得多，一般 仅为0.2~1.5mm。
气隙大小对电动机的影响很大，气隙过大将增大励磁 电流分量，使电动机功率因数变差；但气隙过小将使装配 困难，运行不可靠，磁场高次谐波分量增强，从而使附加 损耗增强及起动性能变差。
2、按转子绕组结构分
➢ 笼型感应电动机(结构简单、制造容易、运行可靠。 ）
▪单笼； ▪双笼 ▪深槽式 ➢ 绕线式(起动、制动、调速性能好。）☆
4
二、三相感应电动机的基本结构
1、感应电动机总体结构
5
6
7
2、定子 定子由定子铁芯、定子绕组和机座、端盖等组成。
（1）定子铁心
8
（2）定子绕组
（3）机座与端盖
下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电
流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A 功率。与效率 :
额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机
械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。
P1 3UNINcos
P2
鼠笼电机
P1
=72~93％
21
功率因数: 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 ~ 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最高。
3、感应电动机的转子
感应电动机的转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组成 。 （1） 转子铁心
笼型
线绕式
10
（2）转子绕组 笼型
线绕式
转子绕组的作用是产生感应电动势、产生电流并产生电磁 转矩。
11
笼型转子 绕线式转子
12
笼型绕组是在转子铁芯的每个槽内放一根导体，在伸出 铁芯的两端用导电环分别将所有导条连接起来，形成一个 自行闭合的短路绕组。
第四篇：异步电机
• 原理：与变压器相似 • 应用：主要作电动机运行（单相、三相） • 优点：结构简单、运行可靠、制造容易、成本低 • 缺点：功率因素低、调速比直流电机复杂
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第十三章 异步电机的基本理论
★用途：异步电机主要用作电动机，是应用最广泛的一 种电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产 ，日常生活都离不开异步电动机。
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
25
★同步转速n1
同步转速n1是由定子对称三相绕组施以三相对称电压，流过
三相对称电流而产生的。它与电网频率f1及电机极对数p的关
系为：
n1
60 f1 p
☆
★感应电势和电磁转矩
旋转的气隙磁场切割转子导体，在转子导条中产生感应电 势，其大小与转子导体所处的气隙磁密、转子导体有效长度 、及转子导体与旋转的气隙磁场的相对切割速度的关系为：
cos
注意：实用中应选
择容量合适的电机，
防止出现 “大马拉
O
额定转速: PN
P2 小车” 的现象。
电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。
22
额定转 sN差 n0n 率 0nN
如： n N =1440 转/分
sN = 0.04
绝缘等级: 指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105ºC)，H 级最高(180ºC)。
23
13.2 异步电机的三种运行状态
1、感应电动机的模型
n0 f n
N
ei
S
感应电动机的模型
磁铁
闭合 线圈
24
2、异步电机作为电动机状态运行
定子三相绕组通入三相交流电
vA n0
Y NZ
F
旋转磁场
n1 60f1 p
(转/分）C
F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
14
三、三相感应电动机的额定值
（1）额定功率PN［kW］：额定工况下从轴上输出的机
械功率；
（2）额定电压UN［V］：定子绕组引出端的线电压； （3）额定电流IN［A］：定子绕组中的线电流； （4）额定频率fN［Ｈz］：一般为50Hz； （5）额定转速nN［r/min］：额定工况下的转子转速。
P N3 U N INNcoN s
产品名称 异步电动机
新代号 Y
绕线式异步电动机
YR
防爆型异步电动机
YB
高起动转矩异步电动机 YQ
汉字意义 异 异绕 异爆 异起
老代号 J、JO JR、JRO JB、JBO JQ、JQO
18
接法:
定子三相绕组的联接方法。通常
W2 U2 V2 电机 3 容 k W 量 Y 联结
U1 V1 W1 电机 4 容 kW 量 联结
2
第十三章 异步电机的基本理论
重点：
1、（难点）理解： 转子感应电势、电流的频率，转子 磁势与定子磁势的关系；
2、理解频率折算、绕组绕组折算的概念；
3、会画异步电机T形等效电路，熟练计算功率、转矩、损
耗等。
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13.1 异步电机的结构及额定值
一、感应电动机的分类
1、按定子绕组供ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电源相数分
➢ 单相感应电动机（家用） ； ➢ 三相感应电动机（大多数） ； ➢ 两相感应电动机（控制电机）。
Y 接法： UNUN 3,ININ 3UNINcosNN 16
三相异步电动机铭牌数据
型号: 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 例如： Y 132 M－4 磁极数( 极对数 p = 2 ) 机座长度代号
机座中心高（mm） 三相异步电动机 教材表8.8.1中列出了各种电动机的系列代号。
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异步电动机产品名称代号
接线盒
U1
W2 U2 V2
W2 U2
V2
W1
Y 联V结1 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
W1 V2
V1 U2 U1 V1 W1
联结 19
电压: 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。
说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低 于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使 电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。 三相异步电动机的额定电压有380V，3000V, 及6000V等多种。
20
电流:
电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。
例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结
15
感应电动机的型号及其额定数据
异步电动机 短铁心
例： Y 132 S - 4
铭 牌
机座中心高 极数 度(mm)
•额定值:正常运行时的主要数据指标 UN (V)、IN(A)、PN(kW)、nN(r/min)、fN(Hz) 、ηN、cosφN等
•额定电压/额定电流/额定功率的关系
△接法：UNUN,ININ 3PN 3UNINcosNN
绕线式绕组与定子绕组相似，其连接示意图如下：
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4、感应电动机的气隙
感应电动机的气隙比同容量的直流电机小得多，一般 仅为0.2~1.5mm。
气隙大小对电动机的影响很大，气隙过大将增大励磁 电流分量，使电动机功率因数变差；但气隙过小将使装配 困难，运行不可靠，磁场高次谐波分量增强，从而使附加 损耗增强及起动性能变差。
2、按转子绕组结构分
➢ 笼型感应电动机(结构简单、制造容易、运行可靠。 ）
▪单笼； ▪双笼 ▪深槽式 ➢ 绕线式(起动、制动、调速性能好。）☆
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二、三相感应电动机的基本结构
1、感应电动机总体结构
5
6
7
2、定子 定子由定子铁芯、定子绕组和机座、端盖等组成。
（1）定子铁心
8
（2）定子绕组
（3）机座与端盖
下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电
流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A 功率。与效率 :
额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机
械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。
P1 3UNINcos
P2
鼠笼电机
P1
=72~93％
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功率因数: 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 ~ 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最高。