第六章三相异步电动机结构与原理
三相异步电动机的基本工作原理和结构
三相异步电动机的基本工作原理和结构三相异步电动机的结构包括定子和转子两个主要部分。
定子是由三个相互平衡的绕组组成，每个绕组都是以120度相位差分布在定子的三个夹角上。
每个绕组都与三相交流电源相连，这样就形成了一个三相供电系统。
转子是由导电材料制成的线圈，固定在转子轴上旋转。
当三相交流电源通电时，电流通过绕组产生了一个由正弦波形的磁场。
这个磁场旋转的速度叫做旋转磁场，它是由三个相位差120度的旋转磁通所形成的。
旋转磁场的存在使得定子绕组的磁场也随之旋转。
在电机的运行过程中，转子上的线圈受到旋转磁场的影响。
当转子线圈和旋转磁场之间的相对运动产生感应电动势时，电流就会在转子线圈中流动。
根据电流和磁场的交互作用，根据洛伦兹力的原理，转子线圈会受到一个转动力矩的作用。
这个转动力矩使得转子开始旋转。
转子的旋转速度始终小于旋转磁场的速度。
这是因为当转子旋转时，由于电阻的存在，旋转磁场在转子绕组中产生了剩余磁场。
剩余磁场会产生一个反向的磁通，从而减小了旋转磁场的磁通量。
这种现象叫做滑差。
滑差的存在使得转子的旋转速度小于旋转磁场的速度。
根据滑差的不同，三相异步电动机可以分为鼠笼型和绕线型两种类型。
鼠笼型电动机的转子由金属导体组成，形状类似鼠笼，因此得名。
而绕线型电动机的转子由绕制成的线圈构成，与定子绕组结构类似。
在鼠笼型电动机中，转子的线圈是固定的，不能旋转。
当定子绕组的旋转磁场通过金属导体时，感应电流会在金属导体内流动，产生一个转动力矩。
因为金属导体的形状类似于鼠笼，所以称之为鼠笼型电动机。
而绕线型电动机的转子由固定的线圈组成，线圈上的电流与定子电流相平衡。
当定子绕组的旋转磁场旋转和线圈的电流之间产生感应电动势时，线圈会受到一个转动力矩的作用，从而旋转。
总的来说，三相异步电动机是利用定子和转子之间的磁场交互作用产生转动力矩的。
通过合理设计和控制，三相异步电动机可以实现各种工业应用的需要。
三相异步电动机的基本工作原理和结构
三相异步电动机的基本工作原理和结构三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域。
它的基本工作原理和结构对于了解电动机的工作原理和性能具有重要意义。
一、基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理是利用电磁感应和电磁力相互作用的原理。
它由定子和转子两部分组成。
1. 定子：定子由三个相位相隔120度的绕组组成，每个绕组被连接到一个相位的交流电源上。
当交流电源通电时，定子的绕组中会产生交变电磁场。
2. 转子：转子由导体材料制成，通常是铜或铝。
转子内部的导体形成了一组绕组，称为转子绕组。
转子绕组与定子绕组之间存在磁场的相互作用。
当交流电源通电后，定子绕组中的交变电磁场会感应出转子绕组中的电流。
由于定子绕组和转子绕组之间存在磁场的相互作用，转子绕组中的电流会产生电磁力，使转子开始旋转。
由于定子绕组中的电流是交变的，所以转子会不断地受到电磁力的作用，从而保持旋转。
二、结构特点三相异步电动机的结构特点主要包括定子、转子和机壳三部分。
1. 定子：定子通常由一组三相绕组和铁芯组成。
绕组通过固定在定子槽中的方法固定在铁芯上。
绕组的数量和连接方式与电机的功率和转速有关。
2. 转子：转子一般由铁芯和绕组组成。
转子绕组通常是通过槽和导条的形式固定在铁芯上。
转子绕组的数量和连接方式也与电机的功率和转速有关。
3. 机壳：机壳是电机的外壳，通常由铸铁或铝合金制成。
机壳的作用是保护电机内部的部件，同时起到散热和隔离的作用。
三、工作特性三相异步电动机具有一些特殊的工作特性。
1. 转速：三相异步电动机的转速与电源的频率和极数有关。
当电源频率恒定时，电动机的转速与极数成反比。
这意味着可以通过改变电源频率或改变电动机的极数来实现不同的转速要求。
2. 启动特性：三相异步电动机的启动通常需要较大的起动电流。
为了降低启动时的电流冲击，通常采用起动装置，如星角启动器或自耦变压器。
3. 转矩特性：三相异步电动机的转矩与电动机的电流成正比，并且与电动机的功率因数有关。
三相异步电动机的结构和原理
三相异步电动机的结构和原理1.结构定子是由三组对称排列的线圈组成，每组线圈相互之间相隔120度。
这三组线圈被称为A、B、C相。
定子铁芯由一系列交叉叠放的硅钢片组成，以减少铁芯的磁阻。
定子轴承支持定子部分的旋转。
转子是由铜或铝线圈绕成，被称为转子线圈。
转子线圈由绝缘材料保护，并通过根据需要进行编织设计。
转子铁芯通常由一组叠放的硅钢片组成，以减少铁芯的磁阻。
转子轴承支持转子部分的旋转。
2.原理三相异步电动机的原理基于电磁感应。
当三相电源上的电流通过定子线圈时，会产生一个旋转的磁场。
这个磁场会在定子铁芯中形成。
转子线圈处于这个旋转的磁场中，从而感应到电流。
这个电流在转子线圈中形成一个磁场，产生一个磁力，导致转子旋转。
根据电磁感应的法则，磁场变化引起感应电动势。
当定子磁场变化时，感应电动势在转子线圈中产生，导致转子线圈中的电流。
这个电流产生的磁场和定子磁场的旋转方向相反，所以转子线圈受到一个力矩，从而使得转子旋转。
三相异步电动机的转速取决于输入电源的频率和定子和转子的极数。
转速几乎与电源频率成正比，与极数成反比。
理想情况下，当转子转速达到同步转速时，两者的旋转速度相同。
但在实际中，由于转子和定子之间存在一定的差距，转子总是比同步转速慢一些。
这个差值被称为滑差。
除了滑差，三相异步电动机还存在一些效率损失，如铜损和铁损。
铜损是由于定子和转子线圈的电阻引起的。
铁损是由于磁场变化导致铁芯材料中的能量损耗。
总之，三相异步电动机的结构和原理是通过电磁感应实现的，其中定子和转子之间的旋转差距导致了转子的旋转。
这种电动机在工业、交通和家庭中得到广泛应用。
三相异步电动机的结构及工作原理
三相异步电动机的结构及工作原理三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它的结构复杂，但工作原理相对简单。
本文将介绍三相异步电动机的结构及工作原理，并分析其应用和优势。
一、结构三相异步电动机的结构主要包括定子、转子、端盖、轴承和外壳等部分。
1. 定子：定子是电动机的固定部分，由铁芯和绕组组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和能量损耗。
绕组由若干绕组线圈组成，通过电流激励产生磁场。
2. 转子：转子是电动机的旋转部分，由铁芯和导体组成。
铁芯通常采用堆叠的圆片形式，以减小磁阻和能量损耗。
导体通常是铝或铜材料，通过电流激励产生磁场。
3. 端盖：端盖是保护定子和转子的重要组成部分，通常由铸铁或铝合金制成。
端盖上还设有进风口和出风口，以确保电机的散热效果。
4. 轴承：轴承支持电机的转子部分，减小转动时的摩擦和损耗。
轴承通常采用滚动轴承或滑动轴承，以提高电机的转动效率和寿命。
5. 外壳：外壳是保护电机内部零部件的重要组成部分，通常采用铸铁或铝合金制成。
外壳上还设有接线盒和插座，以方便电机的安装和连接。
二、工作原理三相异步电动机的工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用。
1. 电磁感应：当三相异步电动机的定子绕组通电时，会产生旋转磁场。
定子绕组中的电流在通电时产生磁场，磁场的方向随着电流方向的改变而改变，从而形成旋转磁场。
2. 电磁力：当转子放置在旋转磁场中时，由于电磁感应的作用，转子中的导体会受到电磁力的作用而开始旋转。
电磁力的大小和方向取决于磁场和导体的相对运动速度，导体的位置和方向。
三、应用和优势三相异步电动机由于其结构简单、可靠性高、成本低、效率高和维护方便等优势，广泛应用于各个领域。
1. 工业应用：三相异步电动机在工业生产中被广泛应用于各种设备和机械，如泵、风机、压缩机、输送带等。
它们能够提供稳定的转矩和可靠的运行，满足工业生产的需求。
2. 交通运输：三相异步电动机在交通运输领域中也有广泛的应用，如电动汽车、电动火车、电动船等。
三相异步电动机的基本结构和工作原理
三相异步电动机的基本结构和工作原理三相异步电动机的基本结构包括定子和转子。
定子是固定不动的部分，由三个互相间隔120度的线圈组成。
这些线圈通过铜线绕制在定子的铁芯上，形成三个独立的相互连接的线圈，分别称为A相、B相和C相。
每个线圈都与电源的一相连接。
转子是旋转的部分，由导体棒组成。
导体棒通常是由铝或铜制成，固定在转子的铁芯上。
通过导体棒的旋转运动，产生相对于定子线圈的运动。
转子和定子之间通过空气隙分离，因此它们没有物理接触。
当转子在旋转磁场中运动时，磁场穿过转子导体棒，感应出在棒上出现电动势。
根据电磁感应定律，当导体棒相对于磁场运动时，会在导体上产生电流。
这个电流与定子线圈中的电流产生互相作用，产生电动力。
电动力会使导体棒受到力的作用，并且开始自动旋转。
导体棒受到的力是由定子线圈中的交变磁场产生的。
这个力始终试图使导体棒对齐磁场并旋转。
由于定子线圈中的电流随时间的变化而变化，所以导体棒会不断地受到不同方向的力的作用，这使得转子在一个方向上旋转。
为了控制和调整电动机的速度，一个附加的元件称为转子电阻器和变频器经常用于传统的三相异步电动机。
转子电阻器用于降低转子的起始电流，变频器用于调整电源频率，从而控制电动机的速度。
总之，三相异步电动机通过电磁感应和电动力实现转子的旋转运动。
它的基本结构包括定子和转子，其中定子是固定的，转子是旋转的。
通过定子线圈中的交变磁场和转子导体棒的电动力相互作用，使得电动机可以产生旋转运动。
转子电阻器和变频器可以用于控制和调整电动机的速度。
三相异步电动机的基本结构和工作原理
三相异步电动机的基本结构和工作原理基本结构：定子是由铁芯和绕组组成的。
铁芯通常采用硅钢片制造，以减小磁滞和涡流损耗。
定子绕组是用导电材料，如铜线等，绕制在铁芯上。
绕组中的线圈分为三组对称的绕组，分别连接在三个相位的电源上。
转子是由铁心和导体环组成的。
铁芯是由硅钢片制造，类似于定子的结构。
导体环由铝导线制成，通常是槽形。
导体环被放置在铁心内，可以转动。
工作原理：当电机接通电源时，三个相位的电流将分别通过定子的三组绕组。
这样，在定子内就会形成一个旋转磁场，它的速度与电源的频率有关。
当转子静止时，由于转子中的导体环在定子旋转磁场的作用下产生感应电动势，感应电动势会引起转子内的感应电流流动。
由于导体环是闭合的，感应电流会在转子上形成一个感应磁场。
由于定子旋转磁场的速度与感应磁场的速度不同，所以转子会因为磁力的作用而开始转动。
当转子开始转动时，感应磁场与定子旋转磁场的速度之差会产生一个力矩，使转子继续转动。
转子的转动速度与旋转磁场的速度不同，因此它们之间产生了一种称为滑差的差异。
滑差越大，转子的力矩越大，电动机的转速越快。
当转子的转速接近同步转速时，滑差逐渐减小，转子的转速也减小，最终与旋转磁场的速度同步。
这时，滑差变为零，电动机达到了额定转速。
总结：三相异步电动机的基本结构是由定子和转子组成的。
它的工作原理是通过定子和转子之间的相对运动产生的磁场效应来实现转子的转动。
在工作过程中，定子产生一个旋转磁场，而转子产生一个感应磁场，二者之间的差异产生一种力矩，使转子沿着旋转磁场的方向转动。
最终，当转速接近同步转速时，电动机将达到额定转速。
三相异步电动机的结构和原理
三相异步电动机的结构和原理定子是电动机的固定部分，由绕组、铁芯等构成。
定子绕组一般采用三相绕组，绕制在三相对称的铁心上。
绕组的角度形成120度的相位差，分别连接到电网的三相线上。
定子的铁芯由硅钢片叠压而成，既可以提高磁路导磁性能，又能减小铁芯损耗。
转子是电动机的活动部分，通常由铁芯和导体组成。
转子中的导体通常采用铜棒或铝棒，也可以是铜绕组。
在三相异步电动机中，转子的结构主要有两种类型：鼠笼式结构和绕线式结构。
鼠笼式转子的结构类似于一个笼子，由许多平行的导体条组成，这些导体条通常是由铜制成，被简称为鼠笼。
鼠笼转子的两端有一个短路环，用于连接鼠笼内导体条的两个极，以形成一个闭合回路。
当电动机运行时，电网中的三相电流通过定子绕组产生磁场，磁场沿着铁芯传递到转子，感应出转子导体中的涡流。
涡流在转子中形成等效磁场，产生反转磁场，与定子磁场相互作用，驱动转子旋转运动。
绕线式转子的结构与定子绕组类似，利用三相绕组产生磁场。
绕线式转子的绕组由三相绕组构成，分别连接到电机电网的三相线上。
绕线式转子的特点是可以通过改变绕线的电流大小和相位来控制电机的运行方式，具有较高的灵活性。
三相异步电动机的工作原理基于磁感应定律和励磁电动势的产生。
当三相电源施加到电机的定子绕组上时，根据电流规律，会在定子绕组产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场将通过铁芯传递到转子，感应出转子中的涡流。
涡流产生一个等效的磁场，与定子磁场相互作用，构成一个转矩。
这个转矩将引起转子的转动，电动机开始运转。
三相异步电动机的转速与电网的电源频率、极对数和电机的负载有关。
根据旋转磁场的速度和转子的转速之间的差异，可以将电动机分为同步速度（电网频率与极对数相关）和滑差速度（转子速度与同步速度之差）两种工作状态。
总结起来，三相异步电动机的结构和原理是基于定子绕组和转子相互作用的电磁感应原理，通过磁场的产生和运动，将电能转化为机械能，实现电动机的运转。
这种电机结构简单，制造成本较低，广泛应用于工业和家庭领域。
三相异步电动机的结构和基本工作原理
使用注意事项
电压和频率
三相异步电动机应在规定的电压 和频率范围内运行，以确保其正 常工作和延长使用寿命。
负载和过载
应避免三相异步电动机过载运行， 以免造成电机过热、损坏或缩短 使用寿命。
启动和停车
在启动和停车过程中，应遵循规 定的操作程序，以避免对电机造 成损坏。
维护与保养
01
定Hale Waihona Puke 检查定期检查三相异步电动机的电气 连接、轴承和机械部件，以确保 其正常运行。
05
应用与维护
应用领域
1 2 3
工业自动化
三相异步电动机广泛应用于各种工业自动化设备， 如传送带、泵、压缩机和机床等。
交通运输
在交通运输领域，三相异步电动机用于驱动车辆、 船舶和飞机中的各种设备，如起动机、发电机和 空调系统等。
家电
在家电领域，三相异步电动机用于各种家用电器， 如洗衣机、冰箱、空调和电动工具等。
直接将电动机的定子绕组接入电源， 通过开关或接触器控制。这种启动方 式简单、经济，但启动电流较大，可 能对电网造成冲击。
降压启动
在启动时降低加在电动机定子绕组上 的电压，以减小启动电流。常用的降 压启动方式有星形-三角形启动和自耦 变压器启动。
调速方式
变极调速
通过改变电动机的极数实现调速。这种调速方式简单、可靠 ，但只能在电动机制造时确定其极数，不能实现无级调速。
效率与温度的关系
电动机的运行温度对其效率也有影响。温度过高会导致电动机效率下降，因此需要采取散热措施 来控制电动机的温度。
能效标准
为了提高电动机的能效，各国制定了能效标准。符合能效标准的电动机在相同条件下具有更高的 效率，能够减少能源消耗和碳排放。
功率因数特性
三相异步电动机的结构和工作原理
三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机是一种常用的交流电动机，具有结构简单、可靠性高、维护方便等特点，广泛应用于工业生产和家用电器中。
它的主要结构包括定子、转子、端盖和轴承等部分。
其工作原理是利用交变电流在定子中产生旋转磁场，使转子在磁场作用下转动，从而实现电能转化为机械能。
三相异步电动机的结构包括定子部分和转子部分。
定子由电磁铁芯和绕组组成。
电磁铁芯一般由硅钢片叠装而成，以减小铁损和磁滞效应。
绕组由若干个三相对称分布的线圈组成，每个线圈绕在一个铁芯槽中。
而转子是由铁芯、导体棒和端环组成。
导体棒焊接在两个端环上，导体棒的数量等于定子线圈的数目。
三相异步电动机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用。
当三相交流电通过定子线圈时，会在定子中形成旋转磁场。
这个旋转磁场的频率与输入电源的频率相同，但转速略低于同步转速，所以称为异步电机。
此时，若在转子上施加一个恒定的力矩，转子将开始绕定子旋转，将电能转化为机械能。
具体来说，当三相交流电的一个相位通过定子的其中一个线圈时，这个线圈中会形成一个旋转磁场。
由于定子中的线圈是对称分布的，所以整个定子中会形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场将穿透转子，使得转子内部的导体棒感受到电磁力，因而受到电磁力的作用而开始转动。
在转子旋转的过程中，转子上的导体棒会不断与定子旋转磁场的不同极性区域相遇，导致感应电动势的产生。
这产生的感应电动势会引起转子上的感应电流，并根据感应电流和转矩方向之间的相对角度来决定转子的转向。
当感应电流通过转子的导体棒时，又会产生一个磁场，与定子磁场相互作用，产生一个转矩，这个转矩将推动转子继续转动。
需要注意的是，由于转子的旋转磁场相对于定子的旋转磁场略慢，所以差值产生了转矩。
这个转矩试图将转子的转速拉近到同步转速，这个转矩被称为载荷转矩。
异步电动机的转速是根据负载和输入电源的频率来决定的，当负载增加时，转速会下降，当负载减小时，转速会提高。
总结起来，三相异步电动机的结构由定子和转子组成，利用交变电流在定子中产生旋转磁场，使转子在磁场作用下转动，实现了电能到机械能的转换。
三相交流异步电动机的结构和原理
三相交流异步电动机的结构和原理一、结构1.定子：定子是由三个相互间隔120°的线圈组成，每个线圈都与一个相位的交流电源相连。
在定子线圈中通电会产生旋转磁场。
2.转子：转子是由导电材料制成的，常用的材料有铜和铝。
转子上有导体条，这些导体条会被定子产生的旋转磁场感应，从而导致转子转动。
二、工作原理1.磁场产生通过定子线圈通电，三个线圈会产生120°相位差的旋转磁场。
这是因为三相电源的电压相差120°，从而在定子线圈中形成了相位差。
2.磁场感应转子上的导体条由于切割了定子旋转磁场的磁力线而感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，导体所感应的电动势将引起电流的流动。
这个感应电动势的方向是根据洛伦兹力定律来决定的，即导体内的电流会产生一个力，使导体受到一个力矩，从而引起转子旋转。
3.异步运转由于转子旋转的速度与旋转磁场的速度不同步，所以称为异步运转。
为了减小差距，转子会持续地旋转。
转子旋转的速度可以用一个参数来表示，即滑差。
滑差定义为转子旋转速度与旋转磁场速度之间的差值。
一般来说，滑差越小，电机的效率越高。
4.非负荷启动由于异步电动机的滑差，当电动机没有负荷时，滑差会很大，转子旋转速度会远快于旋转磁场速度。
这时，对转子施加一个起动扭矩是很难的。
因此，通常在非负荷启动时会采用一些特殊的起动装置，例如启动电容器或由外部提供的其他启动扭矩。
三、应用1.工业领域：三相交流异步电动机是工业生产中最常见的电动机类型之一、它被广泛应用于泵、风机、压缩机、输送带、发电机组等机械设备中。
2.民用领域：三相交流异步电动机也被应用于一些家用电器和空调等设备中。
它们通常采用较小功率的电动机，并配备保护措施，如过载保护和欠压保护。
总结起来，三相交流异步电动机的结构和原理相对简单，但其在工业和民用领域中的应用非常广泛。
三相异步电动机的结构和工作原理
三相异步电动机的结构和工作原理2020.2.5一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机主要有定子和转子两部分组成，定子是静止部分，转子是旋转部分。
在定子和转子之间有一定的气隙。
定子绕组是对称的三相绕组，产生旋转磁场。
1、定子定子由铁芯、绕组及机座组成。
定子铁芯是磁路的一部分，它由0.5mm厚的硅钢片叠压而成为一个整体固定于机座上，片与片之间是绝缘的，以减少涡流消耗。
定子铁芯的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈。
定子绕组是电动机的电路部分，定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁芯上，称为三相绕组，三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁芯中产生旋转磁场。
机座是主要是用来固定与支撑定子铁芯。
2、转子转子由铁芯与绕组组成。
转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成为一个整体装在转轴上。
转子铁芯的内圆冲有转子槽，槽中安放线圈。
转子的作用是产生转子电流，即产生电磁扭矩。
转子有鼠笼式和绕线式。
由于鼠笼式异步电动机具有一系列的优点，应用广泛。
绕组是由线圈组成，三相绕组对称放入铁芯槽内。
转子绕组通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速。
二、三相异步电动机的工作原理工作原理：它是基于电磁感应和电磁力的原理。
定子旋转磁场（合成磁场）和转子电流的相互作用。
当定子的对称三相绕组接到三相电源上时，绕组内将通过对称三相电流，并在空间产生磁场，该磁场沿定子内圆周方向旋转。
当磁场旋转时，转子绕组的导体切割磁通将产生感应电动势。
由于电动势的存在，转子绕组中将产生转子电流，根据安培电磁力学定律，转子电流与旋转磁场相互作用将产生电磁力，该力在转子的轴上形成电磁转矩，转矩的作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转矩作用，便按旋转磁场的选装方向旋转起来。
异步电动机的由来。
转子速度不同于同步转速，转子和旋转磁场之间的转速差是保证转子旋转的主要因素。
S的取值范围0-1。
也是很重要的一个物理量。
简述三相异步电动机的主要结构及其工作原理
简述三相异步电动机的主要结构及其工作原理三相异步电动机是一种常见的电动机，它的主要结构包括定子、转子和端盖。
在工作时，三相异步电动机通过电磁感应的原理实现转动。
我们先来了解一下三相异步电动机的定子结构。
定子由若干个线圈组成，这些线圈被固定在定子铁心上。
定子铁心通常采用硅钢片叠压而成，以减小磁滞和铁损耗。
每个线圈都与电源相连，形成三个相位的交流电。
接下来，我们来看一下三相异步电动机的转子结构。
转子由铁芯和导体组成。
铁芯通常由堆叠的硅钢片制成，以减小涡流损耗和铁损耗。
导体则是通过将导电材料填充到转子铁芯的槽中而形成的。
当三相异步电动机通电后，定子线圈中的电流会产生旋转磁场。
这个旋转磁场会穿过转子，使得转子中的导体感受到磁力。
根据电磁感应的原理，当导体感受到磁力时，它会受到一个力矩的作用，从而开始转动。
在转动过程中，转子的导体会不断地与定子的旋转磁场相互作用，这样就会形成一个“追赶”现象。
由于定子旋转磁场的速度恒定，而转子的转速会逐渐接近定子旋转磁场的速度，所以这种电动机被称为“异步”电动机。
需要注意的是，由于转子是通过感应电流来产生转矩的，所以转子的转速不能超过定子旋转磁场的速度。
否则，转子将无法感受到磁力，也就无法继续转动。
因此，在实际应用中，三相异步电动机的转速是有一定限制的。
三相异步电动机还有一些其他的结构，比如定子和转子之间的间隙、轴承等。
这些结构在保证电动机正常运行的同时，也需要进行适当的维护和保养。
三相异步电动机是一种常见的电动机，它的主要结构包括定子、转子和端盖。
在工作时，定子通过电流产生旋转磁场，转子则通过感应电流产生转矩，从而实现电动机的转动。
这种电动机具有简单、可靠的特点，广泛应用于各个领域中。
三相异步电动机的结构原理讲解
三相异步电动机的结构原理讲解一、定子结构和原理：定子是三相异步电动机的固定部分，由定子铁心、定子绕组、绝缘等组成。
1.定子铁心：定子铁心是由数个片状硅钢片按一定顺序叠压而成。
硅钢片的选用是为了减小铁心磁阻，提高定子的磁路性能。
同时，定子铁心还具有良好的导热性能，可有效散热。
2.定子绕组：定子绕组包括三个相互独立的绕组，分别为A相、B相和C相绕组。
每个绕组由若干匝的导线组成，绕制在定子铁心上，形成三相对称的绕组结构。
3.定子绕组的原理：当三相对称的交流电流通过定子绕组时，形成的旋转磁场会与转子中的永磁体相互作用，从而产生力矩使转子旋转。
这就是定子绕组的工作原理。
二、转子结构和原理：转子是三相异步电动机的旋转部分，由转子铁心和永磁体组成。
1.转子铁心：转子铁心采用实心圆筒形结构，通过数个槽槽将定子绕组连接起来。
槽槽的数量和形状是根据电机的工作性能和要求确定的。
2.转子永磁体：转子永磁体通常由强磁性材料制成，常见的有永磁体磁体和磁体磁体两种。
永磁体通过磁场与旋转磁场相互作用，从而产生力矩使转子转动。
三、工作过程：1.激磁建立：当三相交流电流通过定子绕组时，形成一个旋转磁场。
此时，转子处于空转状态，即转子没有旋转。
2.转矩产生：在激磁建立后，通过外界力矩的作用，使转子开始旋转。
转子旋转时，旋转磁场与转子中的永磁体相互作用，产生力矩，驱动转子继续旋转。
3.转速调节：根据电机的负载情况，可以通过改变定子绕组的电流，从而调节转子旋转的速度。
当电机负载增加时，通过增加定子绕组的电流可以提高转子的转速，反之亦然。
总结：三相异步电动机的结构包括定子和转子两部分。
定子绕组通过三相交流电流形成旋转磁场，与转子中的永磁体相互作用，产生力矩驱动转子旋转。
通过激磁建立、转矩产生和转速调节三个阶段，实现电动机的正常工作。
三相异步电动机具有结构简单、制造成本低、可靠性高等优点，广泛应用于各个领域。
三相异步电动机的结构与工作原理
三相异步电动机的结构与工作原理
结构：
1.定子：定子是电动机的固定部分，通常由三个互相平均分布的绕组组成，每个绕组分别与交流电源供电相连。
定子绕组中按一定的排列方式连接着三个相互位相120°的线圈，构成了三相电源。
定子线圈通常采用绝缘电导材料，使绕组可以承受高电流和高温。
2.转子：转子是电动机的旋转部分，在三相异步电动机中，转子通常由铜条或铝条制成的绕组构成。
这个绕组被称为“绕导条”，通常与转子的轴心线平行。
转子绕导条安装在铁心上，通过绕导条上的两个环状端环与换相器连接。
工作原理：
1.启动：
当三相异步电动机接通电源时，三相电流通过定子绕组产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的频率与电源频率相同，通常为50Hz或60Hz。
这个旋转磁场与转子上的绕导条交互作用，产生感应电流。
2.电磁感应：
由于转子上的绕导条被感应电流激活，产生了一个旋转磁场，这个旋转磁场与定子绕组的旋转磁场互相作用，使得转子开始旋转。
在这个过程中，转子的转速始终低于旋转磁场的速度，因此被称为“异步”。
3.动力传递：
由于转子的旋转，电动机的输出轴开始对外提供工作功率。
输出功率取决于旋转磁场的强度和转子绕导条的形状。
转子绕导条的形状和结构决定了转子的工作效率和输出功率。
需要注意的是，三相异步电动机的启动过程中会有一个高启动电流的现象，这是因为在启动瞬间电动机的转子还没有形成旋转磁场，因此转矩非常小。
为了克服这个问题，在启动过程中通常使用启动器或电容器来帮助电动机获得额外的起动转矩。
总结：。
三相异步电动机的工作原理与结构
三相异步电动机的工作原理与结构————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：三相异步电动机的工作原理与结构异步电动机按电源相数分类可分为三相异步电动机与单相异步电动机。
三相异步电动机使用三相交流电源，它具有结构简单、使用和维修方便、坚固耐用等优点，在工农业生产中应用极为广泛。
一、三相异步电动机的工作原理在图1中，假设磁场的旋转是逆时针的，这相当于金属框相对于永久磁铁，以顺时针方向切割磁力线，金属框中感生电流的方向，如图中小圆圈里所标的方向。
此时的金属框已成为通电导体，于是它又会受到磁场作用的磁场力，力的方向可由左手定则判断，即图中小箭头所指示的方向。
金属框的两边受到两个反方向的力f，它们相对转轴产生电磁转矩 (磁力矩)，使图1 闭合金属框中受力图1示意图金属框发生转动，转动方向与磁场旋转方向一致，但永久磁铁旋转的速度n1要比金属框旋转的速度n大。
从上述实验中可以看到，在旋转的磁场里，闭合导体会因发生电磁感应而成为通电导体，进而又受到电磁转矩作用而顺着磁场旋转的方向转动；实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁场，而是通过其他方式产生旋转磁场，如在交流电动机的定子绕组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电，便产生旋转磁场；这个磁场虽然看不到，但是人们可以感受到它所产生的效果，与有形体旋转磁场的效果一样。
通过这个实验，可以清楚地看到，交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。
为了更好的说明三相异步电动机的工作原理，用图2进一步进行说明，从中可以很清楚地看到三相交流电产生旋转磁场的现像。
图中所示的3个绕组在空间上相互间隔机械角度120°(实际的电动机中一般都是相差电角度120°)，3个绕组的尾端 (标有U2、V2、W2) 连接在一起(3个绕组的这种连接称为星形(Y)接法。
常用接法还有三角形(△)接法，就是将3个绕组首尾相连，在3个接点上分别引出3根引线的接法。
第六章异步电机(一)—三相异步电动机的基本原理
39
第二节 三相异步电动机的铭牌数据
铭牌上标注额定数据，包括：
额定功率PN—电动机在额定运行状态下输出的机械功率。 额定电压UN—额定运行状态下,电网加在定子绕组的线电压。 额定电流IN—电动机在额定电压下使用, 输出额定功率时, 定 子绕组中的线电流. PN 3 U N I N cos N ηN 额定频率fN—我国规定标准工业用电频率为50HZ. 额定转速nN—电机在额定电压, 额定频率及额定功率下的转速.
6
1.旋转磁场的产生
◆旋转磁场: 极性和大小不变，以一定转速旋转的磁场。 ◆产生原理 条件: 定子为三相对称绕组, 通以三相互差120°的交流电
7
◆p=1时的旋转磁场
8
电流角度变化: 120° 磁场转过角度: 120° 转动方向: UV
9
电流角度变化: 240°
电流角度变化: 360° 磁场转过角度: 360° 转动方向: UVWU
48
4)画定子槽的展开图
归纳： 一般三相绕组的排列和连接方法为： ① 计算极距τ ② 计算每极每相槽数q ③ 划分相带 ④ 组成线圈组 ⑤ 按极性对电流方向的要求分别构成一相绕组。
49
Q1=24, m=3, p=2
τ τ
τ = 6, q = 2, α=30°
τ τ
1 2 相带
3 4 5 67 8 相带
46
二、交流绕组的排列和连接
排列方法: 先确定一相的线圈在定子槽内的排列以及线圈的
连接, 其余两相按空间互差120°电角度的原则进行排列。 如: 给定2p=4, 槽数Q1=24, 先确定一相绕组
1)极距的计算 τ = Q1/2p=24/4=6, 一个极距跨6个槽。 2)线圈中电流方向 每个极距下摆放一个线圈边, 另一个线圈边相距一个极距, 相邻极距下线圈边中的电流方向相反。
三相异步电动机的工作原理及结构
国产中小型三相电动机型号的系列为Y系列，是按 国际电工委员会IEC标准设计生产的三相异步电动机， 它是以电机中心高度为依据编制型号谱的，如
Y-200L2-6
异步电动机 中心高度200mm
6极
2号铁心
长机座（M——中机座） （S——短机座）
Y-200L2-6
异步电动机 中心高度200mm
6极
1．定子部分
定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、 定子铁心、定子绕组等部分组成。
（1）外壳 三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等
部件。
机座：铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相电 动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承 着转子，它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常，机座 的外表要求散热性能好，所以一般都铸有散热片。
三相异步电动机的额定功率与其他额定数据之间有如下关系式
（3-3）
式中 cosN ——额定功率因数 N ——额定效率PN 3U N I N Nhomakorabeaos NN
5．额定频率 额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数，用fN表示。
我国规定标准电源频率为50Hz。
6．额定转速 表示，额一定般转是速略表小示于三对相应电的动同机步在转额速定n1工。作如情n1况=1下50运0r行/m时in，每则分n钟N 的=1转44速0r，/m用in。nN
2．转子部分
（1）转子铁心
是用0.5mm厚的硅钢片叠压而 成，套在转轴上，作用和定子铁心 相同，一方面作为电动机磁路的一 部分，一方面用来安放转子绕组。
（2）转子绕组
异步电动机的转子绕组分为绕 线形与笼形两种，由此分为绕线转 子异步电动机与笼形异步电动机。
第6章 三相异步电动机
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6.1 三相异步电动机的基本工作原 理与结构
3.异步电动机的三种运行状态 异步电动机的转差率s在0-1范围内变化。根据转差率的大小 和正负.可得出异步电动机有三种运行状态。 1)电动机运行状态 当定子绕组接至电源.转子就会在电磁转矩的驱动下旋转.电磁 转矩即为驱动转矩.其转向与旋转磁场方向相同. 此时电动机 从电网取得电功率转变成机械功率.由转轴传输给负载。
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6.3 异步电动机的感应电动势
异步电动机气隙中的磁场旋转时.定子绕组切割旋转磁场将产 生感应电动势.经推导可得每相定子绕组的基波感应电动势为 E1 4.44 f1N1kw11 式中f1—定子绕组的电流频率，即电源频率(Hz) ; Ф1—每极基波磁通; N1—每相定子绕组的串联匝数; kW1—定子绕组的基波绕组因数.它反映了集中、整距绕组(如 变压器绕组)变为分布、短距绕组后.基波电动势应打的折扣。
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6.1 三相异步电动机的基本工作原 理与结构
2.旋转磁场转速 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场.其转速 为同步转速n1.即: 60 f
n1 p
式中:f—电源频率(Hz) ; p—电动机极对数。 3.旋转磁场的方向 旋转磁场的方向由通人异步电动机对称定子的三相绕组的电 流相序有关.
三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电源上.转子轴上不 带机械负载时的运行.称为空载运行。为了便于分析.根据磁通 经过的路径和性质的不同.异步电动机的磁通可分为主磁通和 漏磁通两大类。 1.主磁通 当三相异步电动机定子绕组通人三相对称交流电时.将产生旋 转磁动势.该磁动势产生的磁通绝大部分穿过气隙.并同时交链 于定、转子绕组.这部分磁通称为主磁通. 2.漏磁通 除主磁通外的磁通称为漏磁通. 包括定、转子绕组的槽部漏磁 通和端部漏磁通.
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（2）接法
U1 W2 U2 V2 W1 V1 V2 V1 W2 U1 U2
W1 W2
U1
U2
V1
V2
W1
W2
U1
U2
V1
V2 W1
接电源
接电源
（3）电压
• 铭牌上所标的电压值是指电动机在额定 运行时定子绕组上应加的线电压。
（4）电流
铭牌上所标的电流值是指电动机在额定
运行时定子绕组的线电流。
（5）功率与效率
（8）绝缘等级
A
E
120
B 130
极限温度（0C） 105
6.4三相异步电动机的起动、调速和制动
一、三相异步电动机的起动 希望： 起动电流小 起动转矩大
异步机的起动特性： 起动电流大: IS = Kc IN = (5～7)IN 起动转矩小: TS = KSTN = (1.6～2.2)TN
影响： 频繁起动时造成热量积累,易使电动机过热。 大电流使电网电压降低，影响其他负载工作。
1、三相异步电动机的反转
• 原理 电动机的旋转方向取决于定子旋转磁场的旋转方向。因此 只要改变旋转磁场的旋转方向，就能使三相异步电动机反转。 • 方法 互换电源的任意两相，就可实现反转。 • 接线图
电源 A B C
正转 M 3~
电源 A B C
反转 M 3~
2、三相异步电动机的制动 • 制动的含义 在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例如起重 机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设备保持一 定的运行速度。 在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停 止。 • 制动的方法 机械制动 利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。最常见 的是电磁抱闸。 电气制动 使异步电动机所产生的电磁转矩T和电动机转子的转速n的 方向相反。 电气制动分为：(1)能耗制动。(2)反n
电磁力 F →电磁转矩 T 。 T 与 n0 同方向。
S
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系： ① n 与 n0 方向一致。 ② n < n0，故称异步电动机或感应电动机 n0－n s= 转差率 : n0 起动 (堵转) 时: n = 0，s = 1 理想空载时: n = n0，s = 0
正常工作时: 0 < s < 1 转子电流的频率 f2 p ( n 1－ n ) p n1 n1－n = sf1 (转差频率) f2= = 60 60 n1
铭牌上所标的功率值是指电动机在额定
运行时轴上输出的机械功率值。所谓效 率就是输出功率与输入功率的比值。
（6）功率因数 （7）转速
• 因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电 压滞后一个角。cos 就是功率因数。 由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不 同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速等 级。最常用的是四磁极的（n0=1500r/min)。 绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用 时容许的极限温度来分级的。所谓极限温度，是 指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。 绝缘等级
（1）型号
为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动 机制成不同的系列，每种系列用各种型号表示。
型号说明：
Y
三相异步电动机
机座中心高
132
M
-
4
磁极数
机座长度代号
（S-短机座；M-中机座；L-长机座）
异步电动机产品名称代号
产品名称 异步电动机 绕线式异步电动机 防爆型异步电动机 高起动转矩异步电动机 新代号 Y YR YB YQ 汉字意义 异 异绕 异爆 异起 老代号 J、JO JR、JRO JB、JBO JQ、JQO
1、变频调速
M 3~
2、变极调速（有级调速）
U1
U1
U4
U2 U4
U2
U3
(a) p = 2
U3 (b) p = 1
3、变压调速（定子电压，效率低，负载轻）
n n0 nM 0.9UN
UN
n n0 R2 +R R2
O
T
O TM T
4、转子电路串联电阻调速 （绕线转子异步电 动机，简单但耗能）
三、 三相异步电动机的制动
特点： 能耗制动的优点是制 动力强，制动较平稳。 缺点是需要一套专门 的直流电源供制动用。
能耗制动接线图
（2）反接制动：方法： 改变电动机定子绕组与电源的联接相序。 原理： 当电源的相序发生变化，旋转磁场n1立即反转，从而使 转子绕组中的感应电势、电流和电磁转矩都改变方向。因机 械惯性，转子转向未发生变化，则电磁转矩T与转子的转速n 方向相反，电机进入制动状态，这个制动过程我们称为电源 反接制动。
笼型异步电动机的起动
1.直接起动 (全压起动) (a) 小容量的电动机； (b) 电源容量足够大时。 规定： 7.5 kW 以下直接起动 7.5 kW 以上，且电源容量能满足起动 电流倍数 IS 1 电源容量 (kV· A) KC = ≤ 4 3 + 电机功率 (kW) IN
2. 减压起动 (1) 星形－三角形减压起动 适用于：正常运行为Δ形联结的电动机。
S U4 V3 W2 N
N
U2
S
W1 V2 U3
t = 0°
t = 90°
2. 旋转磁场的转速 旋转磁场转速 n0 —— 同步转速 p = 1 时：
电流变化一周 电流每秒变化 50 周 电流每分变化 (50×60) 周 → 旋转磁场转一圈 → 旋转磁场转 50 圈 → 旋转磁场转 3000 圈 → 旋转磁场转半圈
当 T2 < TL
减速运行
4、功率传递
输入的有功功率: P1 = 3 U1LI1L
= 3 U1PI1P 输出的机械功率: P2 = T2 = 2 nT2 60 P2 电动机的效率: = P 100% 1
功率损耗: P = PCu＋PFe＋PMe （机械） P2 = P1－P
5、三相异步电动机的铭牌数据
第 6 章三相异步电动机及其自动控制
6.1 三相异步电动机的基本结构 6.2 三相异步电动机的工作原理
6.3 三相异步电动机的转矩和功率
6.4三相异步电动机的起动、调速和制动 6.5三相异步电动机的常见故障与检修
6.1 三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分 组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。 电动机的外形
三相异步电动机的基本结构
6.2
三相异步电动机的工作原理
一、旋转磁场
1. 旋转磁场的产生
三相 (多相) 绕组中流过三相 (多相) 电流。
i O iU iV U1 W2
iW
V2
t
W1 U2 V1
U1 U2 通入 iU
V1 V2 通入 iV
W1 W2 通入 iW
i
iU
iV
iW
O
t
U1 N V2 W2 V2 S W1 V1
U1 W2 N V1 U2
S U2
W1
t = 0°
t = 90°
每相绕组都用两个线圈串联组成： 形成的磁场则是两对磁极， 即 p=2
V4 W3 U4 V3 W2 S N V2 U3 U1 N
U1 U2
V1 V2 V3 V4
W1 W2 W3 W4
U3
U4 V4 U1
W4
V1 W3
W4
V1
S
U2 W1
N n
N
n1 T
n1 T S 回馈制动原理图
n
S
a)n<n1 电动状态
b） n>n1 回馈制动
6.5三相异步电动机的常见故障与检修
高压配电箱
矿用变压器
矿用低压馈电开关
磁力起动器
检漏继电器
电动机
基本结构:
定子、转子
三相异步电动机的常见故障
电动机在日常的运行过程中若使用或维护不 当，常会发生一些故障，如电动机加电后不能起 动，转速过快、过慢，电动机在运行过程中温升 过高，有异常的响声和振动，电动机绕组冒烟、 烧焦等。 三相异步电动机的故障一般可分为机械和电 气两部分。机械故障包括轴承、风扇叶、机壳、 联轴器、端盖、轴承盖、转轴等。电气故障包括 各种类型的开关、按钮、熔断器、电刷、定子绕 组、转子绕组及起动设备等。其中电气故障占总 故障的2/3，机械占总故障的1/3。
（1）能耗制动 方法：
将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源上断开 后，立即接到直流电源上。
原理： 能耗制动就是将运行中的电动机，从交流电源上切除并立即接 通直流电源，在定子绕组接通直流电源时，直流电流会在定子 内产生一个静止的直流磁场，转子因惯性在磁场内旋转，并在 转子导体中产生感应电势有感应电流流过，并与恒定磁场相互 作用消耗电动机转子惯性能量产生制动力矩，使电动机迅速减 速，最后停止转动。
KA=
(2) 自耦变压器减压起动
UN
U M 3~
(3) 软起动器起动
3~
软起动器
u uN
i iR iL
M 3~
O
ts
t
O
ts
t
限压起动模式
限流起动模式
二、 三相异步电动机的调速
调速：在一定的负载下，根据生产的需要 人为地改变电动机的转速。 60 f1 3~ n = (1－s) n0 = (1－s) p 调速方法： (1) 改变同步转速 n0 改变频率 f1 和磁极对数 p 变频器 (2) 改变转差率 s
三相异步电动机电源反接制动接线图
（3）回馈制动 方法： 电动机在外力（如起重机下放重物）作用下，使电动机 的转速超过旋转磁场的同步转速。 原理： 起重机下放重物。在下放开始时，n<n1，电动机处于电 动状态。在位能性转矩的作用下，电动机的转速大于同步转 速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化， 电磁转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。此时电动机 将机械能转变为电能馈送电网，所以称回馈制动。