8第五章(异步电机基本知识)

i A 2 I cos t
iB 2 I cos(t 120 )
0
iC 2I cos(t 240 )
0
规定电流为正时，由绕组的末端流进，首端流出。
3 F ph 2
Y A Z B C Y C X A Y C X
30
X
3 F ph 2
0
A
Z
B
Z
B
t 0
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
5、异步电动机的基本结构 6、异步电动机的额定值主要有功率、电压、电流、 转速等。
PN 3U N I N cos NN
异步电机能不能工作在s=0的状态？什么是 异步电动机工作的必要条件？ 异步电动机的转向主要取决于什么？如何使 一台异步电动机反向旋转？ 一转子绕组开路绕线式异步电动机，定子绕 组通入三相交流电流，旋转磁场正转，此时 电机会（ ） A正转 B反转 C不会旋转
PN 3U N I N cos NN
4、额定频率fN。我国工业频率为50Hz
5、额定转速。指电动机在额定运行状态时，电动机轴转 速。单位r/min
二、技术数据
1、额定温升0 。指电机在额定状态下运行时，绕组、铁心 等部分允许的温度升高。 2、额定效率N、额定功率因数cosN。效率和功率因数是衡 量电机质量的技术指标，涉及电机制造成本和运行费用，国家 对其有严格的规定。 3 、起动电流倍数Ist/IN和起动转矩倍数Tst/TN。这两个指标 是衡量电机起动性能好坏的标准，国家对其也有明确的规定。 一般中小型电机Ist /I N=5~7,Tst/TN=0.7~2.2
B
同步发电机
异步电动机
1、电动势频率
一 对 极 时
ec
A
pn f1 Hz 60
n
N S
t
ec
两 对 极 时
S N
N
N S
n
S
N
A
S
t
2、感应电势的大小
E 4.44 f1 NKW 11
0
A
n

pqN N —— 单层绕组每相串联总匝数； 2a
c
K w1 K y1K q1
—— 绕组系数。


一台四极三异步电机
1550 1450 -500 -1500
n(r/min) s 工作状态

三相异步电动机（380/220，Y/△）在正常 运行时，定子绕组可接成星形或三角形。 试述在什么情况下采用星形或三角形接线?
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。
二、种类
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
按转子结构分：
鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机 Squirrel cage-motor Wound-rotor
6
5 C1
Y1
t 2400
1 iA I m 2 1 iB I m 2 iC I m
t 3600
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
C2 Y2 A1 Z1 N S
X2
B2 N Z2 Y2
C2
X2 B2 Z2 A2
A2 A1 S C1 B2
3 Fph 2
0
t 3600
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m
1 iA I m 2 1 iB I m 2 iC I m
结论：
1)、三相对称绕组中通入三相对称交 流电时时所产生的基波合成磁动势是一个 幅值恒定、在空间旋转的磁动势——圆形 旋转磁动势；
4、转速的大小
2 Fph 3
t 0
Y
A Z
C
X2 B 3
F 1m
Y A Z
C X B A
Y
C
X B
t 90
t 1200
Z 2
3
F 1m
t 2400
3 F 1m 2
t 180
0
Y
C X B
Y
C X
Y
C X
A
t 360
0
A
Z
A
Z B
3 Z F 1m 2
B 3 F 1m 2
C2 S 11 12
X2 10
9
B2
N
8
Z2
A1 1
7 A2 6 3 B1 4 X1 5 S C1
A
Z1 2 N
Y1
t 90
0
t 900
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
第五章 异步电机的基本结构、原理
本章学习重点：
1、掌握异步电动机的基本工作原理。（注意转 差或异步的概念） 2、了解异步电动机的基本结构特点。 3、熟悉异步电动机铭牌上额定值的意义。
第一节 一、用途
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。
t 90
iA 0
3 iB Im 2 3 iC Im 2
3 F ph 2
t 1200
1 iA I m 2 iB I m 1 iC I m 2
3 Fph 2
Y A Z C
Y X
A
C
X A
Y
C
X
B
Z B Z
B
t 180
3 Fph 2
0
t 240
3、感应电动势与磁链的相位关系
1
A
n n
a
b
E

(a)相绕组交链的磁通最大，感应电动势为零。 (b)相绕组交链的磁通为零，感应电动势最大。
4、非正弦磁场中的高次谐波电动势
产生谐波电势的原因
实际磁场是存在高次谐波的磁场，气隙磁密的实际波形如图示
Φ
1
3
0
5
t
谐波电动势的削弱方法
（1）使主极磁密分布尽可能接近正弦波； （2）采用Y接使线电势中消除3次及3的倍数次谐波电压； （3）采用短距或分布绕组来消除高次次谐波电压；
第三节 异步电动机的额定值、技术数据
一、额定数据
异步电动机的额定值有： 1、额定功率PN。指电动机在额定状态下，轴上输 出的机械功率。单位W或KW 。 2、额定电压UN。指电动机额定运行时，施加到定 子绕组上的线电压。单位V或KV。 3、额定电流IN。指电动机定子加额定电压、输出额 定功率PN时，定子绕组的线电流。单位A或KA。
第二节 三相异步电动机的结构
图为一台鼠笼型异步电动机的外型图和剖面图
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
W2
V1
U2
W1
V2
U1
V1
W1
W2
U2
V2
Y联结
D联结
一、定子
定
定子铁心：电动机磁路的一部分；硅钢片叠成 定子绕组：电动机电路部分；铜线或铝线绕制
Z2 Y2 Y1 Z1 B1 C2 X1 X2
Y1 C1
B2 Z2 A2
B1 C2
X1 X2
Y2
A1 Z1
B1 X1 C1
A2 A1
Y1
Z1
B1 X C1
Y1
可见：当电流在时间上变化了多少时间角度，则旋转磁 场在空间转过同样数值的空间电角度。
例：当 p 1 时： 当电流变化一个周波（3600）旋转磁场也旋转3600空间 电角度，也即360 0机械角度。故：
子
二、转子
转子铁心:电动机磁路的一部分；硅钢片叠成 转子绕组:电动机转子电路；铜线或铸铝制成 1、鼠笼型转子
特点：
无滑环，无需导条绝缘，故结构简单，制造方便， 经济耐用。
2、绕线型转子
特点：可以在转子绕组中串入附加电阻，来改善电机 的起动性能或作转速调节用。
实物图片
第三节 基本工作原理和运行状态
C2 S 11 Y2 12
X2 10
B2 9 N 8 Z2 Y2
C2 11 12
X2 10
9
B2 8 Z2
A1 1 Z1 2 N
7 A2
A1 1 Z1 2 3 B1 4 X1
7 A2
6
3 B1 4 X1 5 S C1
Y1
6
5 C1
Y1
t 0
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
n f (转 / 秒) 60 f (转 / 分)
当 p 2 时： 电流变化一个周波（3600），某对磁极轴线转过3600 电角度，即磁极轴线转过1800机械角度。故：
f 60 f n (转 / 秒) (转 / 分) 2 2
旋转磁场的感应电动势
Y
C Y
N
C
S
A
+
X
A
X
N
Z
B Z
S
本章小结
1、异步电动机是利用电磁感应、电磁力定理实现其 工作原理的。 2、异步电动机实现其电、机能量转化的基本条件是 转子转速与旋转磁场的转速不相等。 3、我们用转差率S来表示转子转速与同步转速之间的 关系；即：
n1 n s n
4、根据转差率的大小可判断异步电动机的运行状态： 即：电动机运行状态，发电机运行状态，电磁制动状态。
一、工作原理
如图示异步电机的原理示意图
n1
Y
A
n
Z B
N
C
X T
S
异步电动机实现机电能量转换的条件是：
（1）存在以速度n1旋转的旋转磁场；
（2）转子绕组闭合；
（3）异步电动机运行状态下转子转速n小于旋转磁场 转速 n1。
定义转差率：
表征转子与定子旋转磁场间的相对运动即异步电动 机工作状态的参数。一般异步电机空载时0.1%<s<0.5%
、电机的型号
如： Y 112S-6 规格代号（中心高112mm,短 机座，6极） 产品代号（Y系列异步电动机， 是我国新异步电动机系列）
三相绕组的基波合成磁动势——圆形旋转磁动势
（一）、空间矢量图法说明旋转磁场的概念
1、三相绕组通入三相对称交流电形成圆形旋转磁场 设：三相绕组中通入的三相电流表达式如下：
t 60 0
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
C2 11 Y2 12
X2 10
9
B2 8 Z2 Y2
C2 11 12
X2 10
9
B2 8 Z2
A1 1 Z1 2 3 B1 4 X1
7 A2
A1 1 Z1 2 3 B1 4 X1
7 A2
6
5 C1
Y1
2、旋转磁场的转向
Y A Z B C
3 F1 2
3 F1 2 X
Y A C X
通入正序 三相对称 电流
Z
B
t 0
通入负序 三相对称 电流
t 90
Y X A Z B C X
Y
A Z
C
B
结论：
3)、旋转磁场的转向决定于通入 电流的相序
3、旋转磁场的极数
S Y C X Z N B Y2