第22章 三相异步机的结构和基本工作原理

6）额定转速 nN（r/min）指电机额定运行时转 轴的转速； 7）电动机的额定输出转矩计算式为
PN (kW ) T2 N 9550 nN (r / min)
（N . m）
. 提示： 1.对于高压电动机，定子绕组只有三根出线，只
要电源电压符合电动机铭牌电压值便可使用。
2.对于中低压电动机： 1）如铭牌上标有“380/220V、Y/D联结”时， 表示电源电压为380V时，电机绕组采用“Y” 联结；电源电压为220V时，采用“D”联结。 2）如铭牌上标有“380V、D联结”时，表示 电机正常运行时只能采用“D”联结，但是在 电动机起动过程中可接380V电源，绕组采用 “Y”联结，起动完毕，恢复“D”联结。
W2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
V1
U2
W1
V2
U1 W2
V1 U2
W1 V2
Y联结
D联结
三相异步电动机的转子部分结构类型主 要有两种：鼠笼型和绕线型。
鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的 导条和两侧的短路端环构成，如果去掉转子 铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。
鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图
下图是三相绕线型转子结构。三相绕组 的三个首端接到固定在转轴上的三铜环上， 通过电刷引出。三相转子绕组可星接也可角 接。
按转子结构分
鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
18-2
三相异步电动机的结构
链接三相异步电动机主要部件的拆分动画
三相异步电动机的定子部分在结构上和 同步电机的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常 定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可 根据需要灵活地接成“Y”形或“D”形。
U1
S
n1
N
n n1
S
两极异步电动机示意图
N
N
n n1
n1
S
n1
n0
S
两极发电机示意图
两极电机制动运行图
思考：① n 能否等于 n1 ？何谓异步？ ②电机的转向决定于什么？
转差率的概念
由于异步电动机的转速 n 总不等于同步 速 n1 ，因此在描述异步电机转速时通常采用 转差率的概念。 转差率的概念定义如下：把同步速 n1 和 电机转子转速 n 之差与同步速 n1 的比值称为 转差率，用 表示：
18-4 三相异步电动机的简单工作原理
电动机运行时的基本电磁过程：
定子绕组接三相电源,流过三相对称电流，气 隙中产生基波旋转磁场，转速为同步速:
60 f n1 p
(r / min)
N
同步速的气隙磁场切割转子 绕组，产生感应电动势并在转子 绕组中产生相应的电流；
n n1
n1

转子绕组在磁场中受到电磁 力矩作用，这个力矩驱动转子旋 两极异步电动机示意图 转，实现电动机的工作过程。
s
n1 n s n1
状 态
电动机
发电机
电磁制动 n与n1反向， n<0,s>1 反电动势
n与s 关系
E1的性质 T的性质
n<n1 0<s<1
反电动势
n>n1,s<0
电源电动势
电磁驱动力矩 电磁阻力矩 电磁阻力矩
电能+机械 原动机机械 能量转换 电能→机械能 能→内部损 能→电能 耗（短路）
特点：可以在转子每相绕组中串入附加电阻 等，来改善电机的起动性能或作转速调节用。
18-3
三相异步电动机的额定值
1）额定功率 PN （kW）指额定运行时转轴上的 输出机械功率； 2）额定电压 U N （V）指加在绕组上的线电压； 3）额定电流
IN
（A）指定子绕组中的线电流；
4）额定频率 f （Hz）我国工业用频率为50Hz； 5）额定功率因数 cosN 指电动机在额定负载 时定子侧的功率因数；
优点： 结构简单、制造容易、价格低廉、运行 可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用 的工作特性。
缺点： 功率因数较差，电机在运行过程中必须 从电网吸收感性无功功率，因此它的功率因 数总小于1。
异步电动机的种类很多，从不同的角度 看，有不同的分类法，常见的有：
按定子相数分
单相异步电动机
两相异步电动机 三相异步电动机
第五篇
第十八章
异步电机
三相异步电动机的结构 和基本工作原理
18-1 异步电动机的用途和分类
三相异步电机主要用作电动机，拖动各 种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机 床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机 和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。 在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱 和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。