汽车三相异步电动机的基本工作原理和结构
浅谈三相异步电动机的基本结构和工作原理
浅谈三相异步电动机的基本结构和工作原理作者：马庆英来源：《城市建设理论研究》2013年第34期摘要：三相异步电动机的运行性能好，节省原材料，当接入对称三相交流电时，产生旋转磁场，转子导体切割定子旋转磁场产生感应电动势和电流，并在定子磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，进而驱动电机转动。
发生故障原因及相关解决方法，定期保养维护。
按转子结构可分为笼式和绕线式两种。
关键词：三相异步电动机，基本结构，工作原理，应用，故障分析，应用保养中图分类号：TM32文献标识码： A三相异步电动机的基本结构定子（电机的静止部分）定子铁心作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
构造：由0.35-0.50毫米厚表面有绝缘层的硅钢片经冲制、叠压而成，在铁心内圆内冲有均匀分布的槽（半闭口型、半开口型、开口型槽），用以嵌放定子绕组。
定子绕组作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电时，产生旋转磁场。
构造：由三个在空间相隔120°角，对称排列的结构相同的绕组连接而成，绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
机座作用：固定定子铁芯与前后端盖用以支撑转子，并起防护、散热的作用转子（电机的旋转部分）转子铁芯作用：作为电机磁路的一部分以及在铁芯槽内放置转子绕组转子绕组作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。
构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子三相异步电动机的其他附件端盖：支撑作用轴承：连接转动部分与不动部分轴承端盖：保护轴承风扇：冷却电动机三相异步电动机的工作原理当定子绕组接上三相电源后，电动机便产生旋转磁场，所谓旋转磁场就是指电动机内定子和转子之间气隙在圆周上按正弦规律而分布的、能够围绕电动机在空间不断旋转的磁场。
转子与旋转磁场之间存在相对运动，转子导条被旋转磁场的磁力线切割而产生出感应电动势，它在转子绕组中感应出电流，两者之间相互作用产生电磁转矩，使转子转动起来，并将电能转化为转轴的机械能。
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。
三相异步电动机的基本结构和工作原理ppt课件
由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到
电源的三根导线中的任意两根对精调选p即pt 可。
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（一）旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
图 6.2.2 精选二pp极t 旋转磁场
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假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹 槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相 交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图所示。
精选ppt
9
假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相 绕组的电流作为参考正弦量，即 iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的
旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。
精选ppt
15
如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例 如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如 图所示。
精选ppt
16
此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2 /3，而C相绕 组内的电流又超前B相绕组内的电流2 /3，用上述同样的分析方法
此时的合成磁场如图 （d）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
向旋转了 。
精选ppt
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按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁 场也在不断旋转，故称旋转磁场。
2．旋转磁场的旋转方向
A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 /3，而B相绕组内的 电流又超前C相绕组内的电流2 /3，当三相交流电的A→B→C ，
电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：
iAImsi nt
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一、结构1.定子：定子是三相异步电动机的固定部分，由一组三相绕组和铁心组成。
定子绕组是由若干个线圈组成的，线圈中通以三相交流电流。
定子线圈的排列方式有很多种，常见的是星形和三角形。
2.转子：转子是三相异步电动机的旋转部分，它位于定子内部，可以自由转动。
转子一般由铸铁、硅钢片等材料制成，其外部有凸起的鳍片，用于散热。
3.末端盖：末端盖是封闭定子和转子的部件，它使电机的内部结构不受外界的干扰，并起到保护电机的作用。
4.风机：风机是将冷却气流引入电机内部，冷却电机的部件。
通常位于转子的轴上。
5.轴承：轴承用于支撑转子的转动，并减小摩擦损失。
6.绝缘材料：为了防止电机出现电击、漏电或短路等安全问题，电机内使用绝缘材料，如绝缘胶带、绝缘漆等。
二、工作原理1.感应定律：当三相异步电动机的定子绕组中通以三相交流电流时，根据感应定律，定子的磁场会随电流产生变化，从而在定子和转子之间产生感应电磁场。
2.洛伦兹力定律：当有导电体在磁场中运动时，会受到洛伦兹力的作用。
在三相异步电动机中，转子在感应电磁场的作用下，会受到洛伦兹力的作用，使转子旋转起来。
1.启动：当三相异步电动机启动时，通过外部电源施加的电压使定子绕组通以三相交流电流。
由于定子通电，产生的磁场会引起转子中的感应电磁场，从而使转子受到洛伦兹力的作用，开始旋转。
2.运行：当转子开始旋转后，根据转子和定子之间的磁场耦合作用，磁场的变化会引起定子绕组中感应电流的变化。
这些感应电流会产生一个与定子的磁场相反的磁场，从而与转子的磁场相互作用。
3.差动效应：由于定子和转子的磁场相互作用，铁心中会有幅度不断变化的磁场，这种现象称为差动效应。
差动效应使得电动机的输出速度和负载之间能够保持相对稳定的差异。
4.调速：三相异步电动机的转速取决于输入的电压频率和负载的阻力。
通过改变输入的电压频率和负荷的阻力，可以实现对三相异步电动机的调速。
总结：三相异步电动机的结构复杂，但工作原理相对简单。
三相异步电动机的结构与工作原理
1. 异步电动机的结构部件
定子：定子铁心、定子绕组和机座等部分
转子：转子铁心、转子绕组、风扇和转轴等部分
2. 分类
笼型异步电动机（结构简单、制造方便、成本
按转子绕组的结构分类
低、运行可靠）
绕线型异步电动机（转子可通过外串电阻来
改善电机的性能）
3. 定子绕组的联结------星形和三角形
2020/10/16
问题四：如何理解异步电机中“异步”的含义？ 如何理解异步电动机中“异步”的含义？
产生电磁力F，形成电磁转矩T ，当电磁力矩大于转子所受的阻力
矩的时候，转子就沿着电磁转矩方向旋转起来。电机把由定子输入 的电能转变成机械能从轴上输出。
四 几个问题
问题一: 三相异步电动机的旋转方向决定于什么因素？如何改变其转向？ 问题二：如何理解异步电动机又称感应电动机？ 问题三：什么是转差率？转差率如何表示？ 问题四：如何根据转差率的大小区分异步电机的三种运构与工作原理
1
旋转磁场的形成、特点
假定：首进尾出的方向为电流的正方向
1.旋转磁场的转向决定于通入定子绕组 中三相电流的相序；
2.如何改变旋转磁场的转向？ 3.旋转磁场的转速称为同步转速，
n1
60 f1 P
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一、三相异步电动机的结构
二、三相异步电动机的铭牌
1. 额定功率PN ：电动机在额定运行时转轴上输出的机械功率，单位是kW 2. 额定电压UN ：额定运行时电网加在定子绕组上的线电压，单位是V或kV 3. 额定电流IN ：电动机在额定电压下，输出额定功率时，定子绕组中的线
电流，单位是A。 4. 接法： 用Y或D表示。表示在额定运行时，定子绕组应采用的联接方式
PN 3UN IN cosNN
三相异步电动机的基本工作原理和结构
第4章 三相异步电动机
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
f p1(x, t)
4.6 三相异步电动机的负载运行
4.7三相异步电动机的等效电路和相量图. 4.8三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡
第4章 三相异步电动机
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.1三相异步电动机的基本结构
一、定子部分
1.定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。
2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 3、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。
第4章 三相异步电动机
三、单层同心式绕组
同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心 形状的线圈组构成。
同心式绕组端 部连线较长，适用 于q=4、6、8等 偶数的2极小型三 相异步电动机。
第4章 三相异步电动机
三相 单层 绕组 的优 缺点
元件少，结构简 单，嵌线方便， 槽内无层间绝缘
优点
单层绕组为 整距绕组
让k y 0尽可能小.
采
y
用y
4 5
1
时
,
k
y
时,k y5 0, E
p5
0
,E
0
p
0
（２）采用分布绕组来削弱高次谐波
让kq 尽可能小 ３．采用Ｙ接线消除线电动势中的三及其倍数的奇次谐波
第4章 三相异步电动机
4.4交流电机绕组的磁动势
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：定子由三相绕组和铁芯构成，绕组通常由若干个绕组元件组成，绕组元件分布在定子槽内，排列成120度的对称形式。
2.转子：转子是通过若干个线圈（通常为铜制或铝制）与铁芯构成的。
转子可以分为短路转子和开路转子两种。
短路转子通常由铁芯与若干个导线（通常为铜条）构成，导线两端通过环形导体连在一起，形成一个闭合的线圈。
开路转子通常由若干根铜条构成，每根铜条两端没有导线连接。
3.端盖：端盖是将定子和转子固定在一起的部件，通常由铸铁或铝合金制成。
4.轴承：轴承支撑转子的转动。
通常使用滚动轴承来降低摩擦和磨损。
5.风扇：风扇位于电动机的轴上，通过转动产生气流，用于冷却电动机。
6.机座：机座是支撑整个电动机的底座，通常由铸铁或铝合金制成。
工作原理：1.套电枢理论：根据套电枢理论，当三相交流电通过定子绕组时，会在定子上产生一个旋转的磁场。
这个旋转的磁场与定子上的绕组元件互相作用，产生旋转电场力，将转子带动旋转。
2.磁通链理论：根据磁通链理论，当三相交流电通过定子绕组时，会在定子和转子上产生磁通。
由于转子是由金属导体构成的，转子会产生感应电动势。
感应电动势会产生感应电流，感应电流会在转子中产生转矩，从而带动转子旋转。
无论是套电枢理论还是磁通链理论，它们都是基于电磁感应的原理。
通过控制和改变定子绕组中的三相交流电的频率和幅值，可以实现电动机的转速调节和控制。
总结：三相异步电动机是一种结构简单、工作可靠的电动机。
它通过三相交流电产生的旋转磁场来驱动转子旋转。
其工作原理可以通过套电枢理论和磁通链理论来解释。
三相异步电动机广泛应用于各种工业领域，包括泵、风机、压缩机、输送机等设备中。
汽车用三相异步交流发电机的工作原理
汽车用三相异步交流发电机的工作原理随着汽车的普及和发展，汽车的动力系统也得到了不断的改进和升级，其中发电机作为汽车电力系统中的重要部件，一直备受关注。
三相异步交流发电机作为汽车发电系统中最常见的一种类型，其工作原理对于理解汽车发电系统的运行机理具有重要意义。
本文将从三相异步交流发电机的结构、工作原理和特点等方面进行详细介绍。
一、三相异步交流发电机的结构1. 定子：三相异步交流发电机的定子是由三个互相120度相位差的线圈组成，每个线圈上分布着等间距的若干个槽，槽内绕有绕组。
2. 转子：三相异步交流发电机的转子是由一个铁芯和绕组组成，铁芯上有深槽，槽中绕有绕组，绕组外置导线圈。
车用三相异步交流发动机的转子异常等于铝短路转子。
铝短路转子是一种常见的异步交流发电机转子结构，其构造简单，制造成本低，能使发电机的容量、效率、功率因数都有很大的提高。
3. 空气隔离器：用于将外部空气与转子内部空气隔开，防止潮湿空气和污染物对转子绕组造成影响。
4. 定子绕组和转子绕组的数量和分布均匀，可以根据实际需要进行设计。
二、三相异步交流发电机的工作原理1. 三相异步交流发电机工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当三相交流励磁电流通过定子绕组时，产生旋转磁场，这个磁场旋转的速度与励磁电流的频率成正比。
转子绕组中的导体在这个旋转磁场中感应出电动势，使导体内部产生感应电流，从而形成转子上的感应电流。
2. 由于转子上的感应电流产生了自己的磁场，这个磁场与定子旋转磁场互相作用，产生了转矩，从而驱动转子转动。
转子上的感应电流的大小和方向会随着转子的转动速度和励磁电流的频率而发生变化，这种相对运动产生了感应电动势，使发电机产生了交流电。
3. 三相异步交流发电机的输出电压大小和频率与转子的转速和励磁电流的频率有关，当转速和励磁电流的频率固定时，发电机输出的电压大小和频率也将保持稳定。
三、三相异步交流发电机的特点1. 结构简单：三相异步交流发电机的结构相对简单，制造成本低，易于维护和维修。
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。
三相异步电动机的基本原理
三相异步电动机的基本原理第一节三相异步电动机的工作原理及结构概述交流电机分为：同步电机——多为发电机，电机的转速与频率之间有严格关系；异步电机——多为电动机，转速与频率间没有严格关系。
均有单、三相之分，我们将主要讨论三相异步电动机。
定子绕组接上电源，转子电流是靠定子绕组感应而来，也称感应电机。
定、转子绕组无电的联系。
可以将定子绕组看成变压器原方，转子绕组看成付方。
从广义上讲，异步电机是变压器的一个特殊形式，其基本原理、分析方法均和变压器类似。
我们主要讨论他们的不同之处。
优点：结构简单，制造方便，价格低廉，与同容量的直流电机比较，价格为其1/3，重量为其一半。
缺点：调速性差，或讲调速范围很小。
在感性负载下，满载，空载，使整个电网变坏。
用途：大多数负载调速要求不高，低可用其它方法补偿，在拖动系统中广泛使用。
何为异步电机呢？先看其基本电磁关系：原理上讲：导体与磁场有相对运动会感应电势，方向用右82.0cos =ϕ2.0cos =ϕϕcos ϕcos手定则判定；载流导体在磁场中受力，方向用左手定则判定。
可见，电动势和转矩产生的条件有：1）旋转磁场的存在；2）感应电流（闭合绕组）；3）转差存在。
若：1）线圈中通以直流电产生磁场——同步电机；2）线圈电流是感应而来的——异步电动机；3）转速n是顺旋转磁场转的，改变n转向——改变磁场转向。
不可能人为摇动手柄，电机内部要有个旋转磁场，且转速稳定。
为了产生旋转磁场，实际电机结构与模型是不同的，采用一定的电机结构，确实可以产生一个要求的旋转磁场。
一、三相异步电动机的结构与直流电机一样，静止部分------定子，转动部分------转子，不同的是定子上无明显的磁极，极数是由旋转磁场在气隙中形成的。
（一）定子1）铁心：硅钢片0.5mm冲片，迭装，压紧，环状，内圆均匀开槽，2）绕组：铜铝线，漆包线。
绕好的成型线圈，下线，入槽内。
槽绝缘3）机座：铸铁，支撑转子。
端盖（二）转子1）铁心：硅钢片0.5mm ，外圆均匀开槽，冲、迭压；2）轴：中碳钢，两边由轴承支撑3）绕组：鼠笼式，绕线式（三）气隙异步电机定转子之间有气隙，气隙大小对电机有影响•定子铁心•叠片结构，定子冲片（圆形冲片，扇形冲片），径向通风沟（风道），槽，槽型。
汽车三相异步电动机的工作原理及结构@汽车知识基础
3.1.2 工作原理
1．三相交流电机的旋转磁场 三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因
为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。 彼对此称相电如隔源图上132.，06°所有，示三接，相成U对1YU称形2, 电。V1流三V2通相, W过绕1三组W相的2为绕首三组端相。U定1,设子V电1绕, 源W组的1，接相在在序空三为相间U, V, W, 的初相角为零，如图4.6波形图所示。
；电压过低，电动机难以启动，即使启动后电动机也可能带不动负载，容易烧坏
。
4．额定电流
额定电流是指三相电动机在额定电源电压下，输出额定功率时，流入定子绕
组的线电流，用IN表示，以安（A）为单位。若超过额定电流过载运行，三相 电动机就会过热乃至烧毁。
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
740
850
990
径（mm）
中心高度（
375
450
500
560
620
mm）
2．额定功率
额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率， 用表示，以千瓦（kW）或瓦（W）为单位。
3．额定电压
额定电压是指接到电动机绕组上的线电压，用UN表示。三相电动机要求所接 的电源电压值的变动一般不应超过额定电压的±5%。电压过高，电动机容易烧毁
（a）定子铁心 （b）定子冲片
图
3.2 定子铁心及冲片示意图
（3）定子绕组
定子绕组是三相电动机的电路
部分，三相电动机有三相绕组，通入
三相对称电流时，就会产生旋转磁场。
三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，
且每个绕组又由若干线圈连接而成。
每个绕组即为一相，每个绕组在空间
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额定电流 I N ( A)
在额定运行状态下流 额定功率 PN (kW ) 入定子绕组的线电流. 额定电压 U N ( kV 或 V ) 额定条件下转轴上 输出的机械功率. 二,额定值 额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压.
额定转速nN (r / min) 额定运行时电 动机的转速.
第4章 三相异步电动机
4.4交流电机绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势 二,单相脉动磁动势 1,整距分布绕组的磁动势 每个绕组由q 个线圈串联构成,依次在定子圆周空间错开槽距角 α,绕组的基波磁动势为q个线圈基波磁动势的空间矢量和:
Fq1 = qFc1kq1
2,一组双层短距分布绕组的基波磁动势 双层短距分布绕组的基波磁动势为两个等效绕组基波磁动势的 相量和,用短距系数计及绕组短距的影响:
第4章 三相异步电动机
三相异步电机主要用作电动机,拖动各种生产机械.结构简单, 制造,使用和维护方便,运行可靠,成本低,效率高,得以广泛应 用.但是,功率因数低,起动和调速性能差. 4.1 三相异步电动机的基本工作原理和结构 4.2 交流电机的绕组 4.3 交流电机绕组的感应电动势 4.4 交流电机绕组的磁动势 4.5 三相异步电动机的空载运行 4.6 三相异步电动机的负载运行 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图. 4.8三相异步电动机的功率平衡,转矩平衡
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组
4.2.1 交流绕组的基本知识 二,交流绕组的基本概念 1,极距 τ 两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离.若定子的 槽数为Z,磁极对数为p,则极距: Z p Z τ = 2p 2,线圈节距 y 一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距.
y = τ的绕组为整距绕组 . y < τ的绕组为整距绕组 .
第4章 三相异步电动机
4.4交流电机绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势 一,整距集中绕组的磁动势 矩形波磁动势可能分解为基波和一系列高次谐波: π 3π νπ f c ( x, t ) = Fc1 sin ωt cos x Fc 3 sin ωt cos x + ... + Fcν sin ωt cos x + ... τ τ τ 基波磁动势为: π f c1 ( x, t ) = Fc1 sin ωt cos x τ 基波磁动势最大值为: 4 2 Fc1 = × N c I c = 0.9 N c I c π 2 整距绕组基波磁动势在空间按余弦 分布,幅值位于绕组轴线,空间每 一点的磁动势大小按正弦规律变 化——仍然为脉动磁动势 脉动磁动势. 脉动磁动势
0 < n < n1
n<0 s >1
制动
n > n1
s<0
制动
0 < s ≤1
驱动 电能转变为机 械能
电能和机械能变 机械能转变为电 成内能 能
第4章 三相异步电动机
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.3 型号和额定值 一,型号 例:
第4章 三相异步电动机
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
第4章 三相异步电动机
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.3 一相绕组的基波感应电动势 一,一相绕组的基波电动势 一绕组有2a条支路,一条支路由若干个线圈组路串联组成.一相 绕组的基波电动势为一条支路的基波电动势
E p1 = 4.44 fNkw1Φ1
对单层绕组: 对双层绕组:
pqNc N= 2a
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.1 线圈的感应电动势及短距系数 一,一根导体的电动势 pn f = 电动势频率: 60 Ec1 = 2.22 fΦ1 电动势大小: 二,整距绕组的电动势
Et1 = 4.44 fΦ1 每个整距线匝的电动势: 每个整距线圈的电动势: Ey1( y =τ ) = 4.44 fNcΦ1 三,短距线圈的电动势 Ey1( y<τ ) = 4.44 fNc Φ1k y1 每个短距线匝的电动势: Ey1( y<τ ) y 0 k y1 = = sin( 90 ) 基波短距系数: Ey1( y =τ ) τ
N= 2 pqNc 2a
第4章 三相异步电动机
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.3 一相绕组的基波感应电动势 二,短距绕组,分布绕组对电动势波形的影响 对V次谐波:
qνα 2 ,E
νy 0 k yν = sin( 90 ),k qν = να τ q sin 2 改善电动势波形的方法:
sin
pν
第4章 三相异步电动机
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.2三相异步电动机的基本工作原理 一,基本工作原理 1,电生磁:三相对称绕组通往 三相对称电流产生圆形旋转磁 场. 2,磁生电:旋转磁场切割转 子导体感应电动势和电流. 3,电磁力:转子载流(有功分 量电流)体在磁场作用下受电 磁力作用,形成电磁转矩,驱 动电动机旋转.
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组
4.2.2 三相单层绕组 单层绕组的每个槽内只放一个线圈边,电机的线圈总数等于 定子槽数的一半.单层绕组分为链式,交叉式和同心式绕组. 一,单层链式绕组 单层链式绕组由形状,几何尺寸和节距相同的线圈连接而成, 整个外形如长链. 链式绕组的每个线圈 节距相等并且制造方便; 线圈端部连线较短并且省 铜.主要用于q=2的4,6, 8极小型三相异步电动机.
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组
4.2.2 三相单层绕组 二,单层交叉式绕组 单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成, 同一组线圈的形状,几何尺寸和节距均相同,各线圈组的端部互 相交叉. 交叉式绕组由两大 一小线圈交叉布置.线 圈端部连线较短,有利 于节省材料,并且省铜. 广泛用于q>1的且为奇 数的小型三相异步电动 机.
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组
4.2.3 三相双层绕组 双层绕组每个槽内放上,下两层线圈的有效边,线圈的每一个 有效边放在某一槽的上层,另一个有效边则放置在相隔为y 的另一 槽的下层. 双层绕组分双层叠绕组(如图2a=1)和双层波绕组(略).
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组
= 4.44νfNk yν kqν Φν
1.采用短距绕组 让k yν = 0或尽可能小. ν 1 例如 采用 y = τ时 , k yν = 0 , E pν = 0 ν 2.采用分布绕组 让 k qν 尽可能小 .
第4章 三相异步电动机
4.4交流电机绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势 一,整距集中绕组的磁动势 一台两极气隙均匀的交流电机,一个整距绕组 通入交流电流,线圈磁动势在某瞬间的分布如 图,由全电流定律得:
4.2.3 三相双层绕组 双层绕组的特点: 1)线圈数等于槽数; 2)线圈数组数等于极数,也等于最大并联支路数; 3)每相绕组的电动势等于每条支路的电动势. 4)双层绕组的节距可以改变,可以选择合适的节距来改善电 动势或磁动势的波形,技术性能优于单层绕组.一般稍大容量 的电机均采用双层绕组.
第4章 三相异步电动机
∫ Hdl = ∑ i = N i
c
忽略铁心磁阻,磁动势完全降落在两个气 隙上.每个气隙的磁动势为:
1 1 f c = N c i = N c I c sin ωt = Fcm sin ωt 2 2
空间分布为矩形波如图,随时间按正弦规 律变化.变化频率为电流频率. 空间位置不变而幅值和方向随时间变化的磁动势称为脉动磁动势 脉动磁动势. 脉动磁动势
第4章 三相异步电动机
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.1三相异步电动机的基本结构 一,定子部分: 1,定子铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分. 2,定子绕组:放在定子铁心内圆槽内——导电部分. 3,机座:固定定子铁心及端盖,具有较强的机械强度和刚度. 二,转子部分: 1,转子铁心:由硅钢片叠成,也是磁路的一部分. 2,转子绕组: 1)笼型转子:转子铁心的每个槽内插入一根裸 导条,形成一个多相对称短路绕组.2)绕线转子:转子绕组 为三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽内. 三,气隙:异步电动机的气隙是均匀的.大小为机械条件所能允 许达到的最小值.
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组
4.2.2 三相单层绕组 三,单层同心式绕组 同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状 的线圈组构成.
同心式绕组端部连 线较长,适用于q=4, 6,8等偶数的2极小型 三相异步电动机.
第4章 三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ异步电动机
4.2交流电机的绕组
4.2.2 三相单层绕组 综上分析: 1)单层绕组为整距绕组;电动势波形不够理想. 2)单层绕组不适宜于大,中型电机; 3)单层绕组不存在线圈层间绝缘问题,不会在槽内发生层间或相 间绝缘击穿故障; 4)单层绕组线圈数等于槽数的一半,绕线和嵌线所费工时少,工 艺简单,广泛应用于10kW以下的异步电动机.
第4章 三相异步电动机
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.2 线圈组的感应电动势及分布系数 一组线圈由q个线圈组成,若q个线圈为集中绕组时,各线圈电动势 大小相等,相位相同,线圈组电动势为: Eq1( q=1) = 4.44 fqNc k y1Φ1 若q个线圈为分布绕组,放在q个槽内,各线圈电动势大小相同,相位 相差α电角度,电动势为: Eq1(q>1) = 4.44 fqNcky1kq1Φ1 = 4.44 fqNckw1Φ1 qα sin Eq1(q>1) = 2 基波分布系数 kq1 = Eq1(q=1) qsinα 2 基波绕组系数: w1 = k y1k q1 k
3,电角度
电角度 = p × 机械角度
第4章 三相异步电动机
4.2交流电机的绕组