2.2-三相异步电动机定子绕组感应电动势解析
2.2三相异步电动机的运行原理
一、转子不转时(转子绕组开路)异步电动机内的电磁过程 转子绕组开路时，转子电流为零，定子电势和转子电势的大 小、频率； 1)转子绕组开路，定子绕组接三相交流电源， 定子绕组中 产生三相对称正弦电流（空载电流），形成幅值固定的气隙旋转 60 f 磁场，旋转速度为； n = p
0
2)由于转子不动，旋转磁场在定子绕组、转子绕组中感生频 率均为f的正弦电动势； f . .
2.2 三相异步电动机的运行原理
2.2.1 三相异步电动机的空载运行
三相异步电动机的定子与转子之间是通过电磁感应联系 的。定子相当于变压器的一次绕组，转子相当于二次绕组， 可仿照分析变压器的方式进行分析。
2.2.1 三相异步电动机的空载运行 2.2.1.1 空载运行的电磁关系
当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕 & 组中就通过对称三相交流电流 I , I , I ，三相交流电流将在气隙 内形成按正弦规律分布，并以同步转速n1弦转的磁动势F1。由旋 转磁动势建立气隙主磁场。这个旋转磁场切割定、转子绕组，分 别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势E , E , E ，转子绕组电 & I ,I ,I E ,E ,E 动势 和转子绕组电流 。空载时，轴上没有任何机 械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了摩擦、风阻的阻 转矩，所以是很小的。电机所受阻转矩很小，则其转速接近同步 转速，n≈n1，转子与旋转磁场的相对转速就接近零，即n1-n≈0。 在这样的情况下可以认为旋转磁场不切割转子绕组，则E2s≈0 （“s”下标表示转子电动势的频率与定子电动势的频率不同）， I2s≈0。由此可见，异步电动机空载运行时定子上的合成磁动势F1 即是空载磁动势F10，则建立气隙磁场Bm的励磁磁动势Fm0就是F10， 即Fm0=F10，产生的磁通为Φm0。
三相异步电动机的结构和工作原理
•
n=(1-s)n1
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5.4.3异步电动机旳三种运营状态
根据转差率大小和正负情况，异步电动机运营、发运营 和电磁制动运营三种运营状态。
1. 电动机运营状态 当异步电动机作电动机运营时，电磁转矩为驱动性质，电磁 转矩克服负载制动转矩而做功，把从定子吸收旳电功率转变 成机械功率从定子输出。电动机转速n与定子旋转磁场转速 N1同方向，且实际方向取决与负载大小。
•
S=n1-n/n1
• 电动机转速为nN时旳转差率称为额定转差率sN。
• 异步电动机带额定负载时，转差率很小，一般SN在
0.01~0.06之间。因为转差率反应了转子与旋转磁场之间
旳相对运动，故s旳大小对异步电动机转子电动势、电流、
功率因数等物理量都有直接影响，转差率s是异步电动机
旳一种主要参数。
• 根据转速差s，能够求电动机旳实际转速n，即
• 因鼠笼式转子构造简朴、制造以便、运营可靠，所 以得到广泛应用。
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• （2）绕线式转子绕组
•
绕线式转子绕组与定子绕组相同，也是制成三相绕组，一项接成Y
形，三根引出线分别接到转轴上彼此绝缘旳三个集电环上，经过电刷装置
与外部电路相连。转子绕组回路串入三项可变电阻旳目旳是为了改善起动
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5.4三相异步电动机旳工作原理及运营状态
三相异步电动机定子绕组的感应电动势
三相异步电动机定子绕组的感应电动势三相异步电动机定子绕组的感应电动势三相异步电动机定子绕组接到三相电源后，气隙内即建立旋转磁场。
这个磁场以同步转速n1旋转，幅值不变。
其分布近乎正弦，好像一种旋转的磁极。
它同时切割定.转子绕组，在其中产生感应电动势。
虽然在定.转子绕组中感应电动势的频率有所不同，但两者定量计算的方法是一样的。
本节讨论由正弦分布.以同步转速n1旋转的旋转磁场在定子绕组中所产生的感应电动势。
一、绕组的感应电动势及短矩系数1.导体的感应电动势当磁场在空间作正弦分布，并以恒定的转速n1旋转时，导体感应的电动势为一正弦波，其最大值为导体电势的有效值为而，所以有2.整距线圈的感应电动势图1 匝电动势的计算在图1(a)中，将相隔一个极距，即相差180?空间电角度的位置上放置两根导体U1和U2，并在上端用导线将它们连成一个整距线圈。
线匝下面的两个端头分别称头和尾。
由于两根导体在空间相间一个极距，则可知，若一根导体处在N极极面下，另一根导体必定处在S极极面下对应的位置，它们切割磁场所感应出的电动势必然大小相等.方向相反。
即在时间相位上彼此相差180?时间电角度，每根导体的基波电动势相量则如图1(b)所示。
每个线匝的电动势为有效值在一个线圈内，每一匝电动势的大小和相位都是相同的，所以整距线圈的电动势为有效值3.短距绕组的感应电动势这时线圈节距,，则电动势和相位差不是180?，而是相差γ，γ是线圈节距所对应的电角度。
因此匝电势为式中——短距因数，。
则短距线圈的电动势为短距系数的物理含义是:由于绕组短距后，两绕组边中感应电动势不再相等。
求绕组电动势时不能像整矩绕组那样代数相加，而是相量相加，也就是把绕组看成是整距后所求绕组电动势再做折算。
二、线圈组的感应电动势及分布系数线圈组是由q个绕组串联组成的，若是集中绕组(q个绕组均放在同一槽中)，则每个绕组的电动势大小.相位都相同，对于分布绕组，q个绕组嵌放在相邻α槽距角的q个槽中，对每个绕组而言，它们切割旋转磁场所产生的感应电动势的大小应完全相同。
三相异步电动机的定子绕组解读
3．绕组及绕组展开图
绕组是由多个线圈按一定方式连接起来构成的。表示绕组的 连接规律一般用绕组展开图，即设想把定子（或转子）沿轴向展 开、拉平，将绕组的连接关系画在平面上。
4．极距
每个磁极沿定子铁心内圆所占的范围称为极距。极距 可用 磁极所占范围的长度或定子槽数z1表示 D z1 或 2p 2p 式中D——定子铁心内径 z1——定子铁心槽数
3.2.4 三相双层绕组
双层绕组是铁心的每个线槽中分上、下两层 嵌放两条线圈边的绕组。为了使各线圈分布对称， 安排嵌线时一般某个线圈的一条边如在上层，另 一条则一定在下层。以叠绕组为例，这种绕组的 线圈用一绕线模绕制，线圈端部逐个相叠，均匀 分布，故称“叠绕组”。为使绕组产生的磁场分 布尽量接近正弦分布，一般取线圈节距等于极距 5 5 y 的 左右，即 ，这种 6 y＜ 的绕组叫短距 6 绕组。这种绕组可使电动机工作性能得到改善， 线圈绕制也方便，目前10kW以上的电动机，几 乎都采用双层短距叠绕组。现以4极限24槽三相 电动机为例，讨论三相双层叠绕组的排列和连接 的规律。
5．节距y 一个线圈的两个有效边所跨定子内圆上的距离称为节距。一般 z 节距y用槽数表示。当 y 2 p 时，称为整距绕组，当y＜ 时，称为 短距绕组，当y＞ 时，称为长距绕组。长距绕组端部较长，费铜料 ，故较少采用。
1
6．槽距角 相邻两槽之间的电角度称为槽距角，槽距角 p 360 用下式表示 z 槽距角 的大小即表示了两相邻槽的空间电 角度，也反映了两相邻槽中导体感应电动势在时 间上的相位移。 7．每极每相槽数q 每一个极下每相所占有的槽数称为每极每相 槽数，以q表示 z1 式中 m1——定子绕组的相数 q
2．定子绕组的分类 异步电动机定子绕组的种类很多，按相数分， 有单相、两相和三相绕组；按槽中绕组数量的不 同，有单层、双层和单双层混和绕组；按绕组端 接部分的形状分，单层绕组有同心式、交叉式和 链式之分；双层绕组有叠绕组和波绕组之分；按 每极每相所占的槽数是整数还是分数，有整数槽 和分数槽之分等。但构成原则是一致的。
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。
说明三相异步电动机的工作原理
说明三相异步电动机的工作原理三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种工业领域。
它的工作原理是基于电磁感应的原理，通过三相交流电源的供电，产生旋转磁场，从而驱动转子旋转。
本文将详细介绍三相异步电动机的工作原理。
一、电磁感应原理在介绍三相异步电动机的工作原理之前，我们需要先了解电磁感应原理。
电磁感应是指在磁场中运动的导体中会产生感应电动势的现象。
当导体在磁场中运动时，磁通量会发生变化，从而在导体中产生感应电动势。
这个原理是电机工作的基础。
二、三相交流电源三相异步电动机的工作原理基于三相交流电源的供电。
三相交流电源是指由三个交流电压相位差120度的电源组成的电源系统。
在三相交流电源的作用下，电机中的线圈会产生旋转磁场。
三、旋转磁场旋转磁场是指在三相交流电源的作用下，电机中的线圈会产生的磁场。
这个磁场是由三个交流电压相位差120度的电源产生的。
当三相电源的电压大小和相位角度都相等时，电机中的线圈会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场的方向和速度都是固定的，它的方向是由三相电源的相位差决定的，速度是由电源的频率决定的。
四、转子转子是三相异步电动机中的旋转部分。
它由铜条或铜棒制成，通常是固定在轴上的。
当电机中的旋转磁场作用于转子时，转子中的铜条会产生感应电动势，从而在转子中产生电流。
这个电流会产生一个磁场，这个磁场会和旋转磁场相互作用，从而产生一个力矩，驱动转子旋转。
五、工作原理三相异步电动机的工作原理是基于电磁感应原理和旋转磁场原理的。
当三相交流电源的电压大小和相位角度都相等时，电机中的线圈会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会作用于转子中的铜条，从而在转子中产生电流。
这个电流会产生一个磁场，这个磁场会和旋转磁场相互作用，从而产生一个力矩，驱动转子旋转。
在转子旋转的过程中，由于转子的惯性和摩擦力的作用，转子的转速会略微低于旋转磁场的速度。
这个差异会导致转子中的电流和磁场发生变化，从而产生一个反向的力矩，阻碍转子的旋转。
三相异步电动机工作原理与图解
三相异步电动机工作原理与图解什么是三相异步电动机？三相异步电动机，也称为交流异步电动机，是一种最常见的电机类型之一。
它是由三个绕组组成的，即三相绕组，在一个旋转的磁场中工作。
三相异步电动机是工业和商业设备中最常用的电动机之一，在制造、采矿、冶金、化工、电力等领域得到广泛应用。
三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当三相绕组中的交流电源通过一个正常运作的电网供电时，它们会自动产生一个旋转的磁场。
这个旋转的磁场引起了转子内铝槽中的电流，从而使转子开始转动。
这就是三相异步电动机的工作原理。
磁场的旋转是由三个相位相差 120 度的交流电源产生的。
这三个电源分别称为A 相、B 相和 C 相。
这三个相位的交流电源在时间上的关系如下图所示。
A相△ B相△ C相△时间 --->通过上图可以看出，三个相位的交流电源是依次接通的，相位之间的间隔是120 度。
当 A 相的电流增加时，对应的磁场也会随之增强，并由于磁场的旋转而引起转子开始转动。
随着 B 相和 C 相的电流也开始流动，磁场进一步增强，导致转子稳定地运转。
三相异步电动机的图解三相异步电动机可以分为定子部分和转子部分。
定子部分由三个绕组、绕组连接块、绕组保护垫、铁芯等构成，而转子部分由铁心、绕组、轴承、端盖和转子保护盘等构成。
下图是一个典型的三相异步电动机的图解。
┌───────┐├─保护垫─┤┆┌──────┴─────┐┆│ 铁芯│┃│ │┊│ A相绕组│┃└──────┬─────┘△┣┈┈┈┈┈┈|┈┈┈┈┈┈┫△┏┷┓┃┊ | ┊┃┏┷┓┊B┃┃│ B相绕组├─────┨C┃┗━┛┃┊ | ┊┃┗━┛┊│ C相绕组│┃│ │┆└───┬┬───────┘┆ v└─────铁心──────┘转子根据上图可以看出，A 相绕组与 B 相绕组之间、B 相绕组与 C 相绕组之间及 C 相绕组与 A 相绕组之间的角度差为 120 度。
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。
三相异步电动机定子电动势
三相异步电动机定子电动势分析
在三相异步电动机中，定子电动势是由电磁感应产生的。
当定子线圈中的电流发生变化时，会产生变化的磁场，从而在线圈中产生电动势。
具体分析如下：
定子绕组分为三个相同的线圈组，每个线圈组都连接在不同的相位上。
假设三相异步电动机的定子A、B、C三个线圈组中的电流分别为iA、iB、iC。
由于它们在相位上互差120度，因此，当其中一个线圈组的电流达到最大值时，另外两个线圈组的电流为最小值；当其中一个线圈组的电流为零时，另外两个线圈组的电流达到最大值。
根据电磁感应定律，当线圈组中的电流发生变化时，会产生一个感应电动势E，该电动势的大小与线圈组中的电流变化率和线圈匝数成正比，即：
dE/dt = K di/dt N
其中，K为常数，N为线圈匝数，di/dt为线圈组中电流的变化率。
对于三相异步电动机的定子，由于三个线圈组在相位上互差120度，因此它们的电动势在时间和相位上也是互差120度的。
由于电动势的大小与线圈组中的电流变化率和线圈匝数成正比，因此，三相异步电动机的定子电动势的有效值为：
E = 4.44 f N * φ
其中，f为频率，N为线圈匝数，φ为磁通量。
总之，三相异步电动机定子电动势是由电磁感应产生的，其有效值与频率、线圈匝数和磁通量成正比。
三相异步电动机电动势计算公式
三相异步电动机电动势计算公式三相异步电动机是在工农业生产中广泛应用的一种电动机，要了解它，就不得不提到其电动势的计算公式。
咱们先来说说啥是三相异步电动机。
这玩意儿就像是一个不知疲倦的大力士，在工厂里、在设备中不停地转动，为各种机器提供动力。
比如说，工厂里的大型机器设备，还有咱们日常用的一些电器，像空调的压缩机啥的，很多都靠它来驱动。
那三相异步电动机的电动势是咋来的呢？其实啊，这就好比咱们跑步，跑得越快，力气越大，产生的效果就越明显。
对于电动机来说，它转得越快，产生的电动势就越大。
三相异步电动机的电动势计算公式是：E1 = 4.44f1N1Φ 。
这里面的E1 表示的是定子绕组的感应电动势，f1 呢，是电源频率，N1 是定子绕组的匝数，Φ 则是每极磁通。
咱们来具体说一说这些个参数。
先说电源频率 f1 ，这就好比是电动机跑步的节奏。
在咱们国家，一般工业用电的频率是 50 赫兹，这就相当于给电动机定了一个基本的跑步节奏。
再看定子绕组的匝数 N1 ，这就像是电动机的肌肉纤维数量。
匝数越多，就好像肌肉纤维越丰富，产生的力量也就越大。
而每极磁通Φ 呢，就像是电动机跑步时的呼吸。
如果呼吸顺畅，力量也就更足。
给您举个例子吧，之前我在一家工厂实习的时候，就碰到过三相异步电动机出问题的情况。
那台机器突然就转得慢了，工人们都急得不行。
师傅带着我们去检查，发现就是因为电源频率出了点小波动，导致电动势变小，电动机就没劲儿了。
我们赶紧调整了电源频率，这机器才又欢实起来，重新呼呼地转。
在实际应用中，这个计算公式可重要了。
比如说，咱们要设计一台新的电动机，就得根据需要的转速、功率等，通过这个公式来确定定子绕组的匝数、磁通等参数，这样才能保证电动机能正常工作，达到咱们想要的效果。
要是在使用过程中，电动机出现了故障，比如转速不正常、发热严重等，咱们也可以通过测量相关参数，然后代入这个公式，来判断是哪里出了问题。
总之，三相异步电动机电动势计算公式虽然看起来有点复杂，但只要咱们搞清楚每个参数的含义和作用，再结合实际情况，就能很好地掌握和运用它，让三相异步电动机更好地为咱们服务。
2.2-三相异步电动机定子绕组感应电动势
当2p＝2，q＝1是一种最简单的情况，定子铁心内圆上共有Z1＝ 2m1pq＝6个槽，每个相带中只有一个槽，其中Ul、U2的线圈边构 成一相绕组，V1、V2和Wl、W2构成另外两相绕组。图4.1.2为绕组展 开图。
角度， 因而相带的划分沿定子内圆应依次为U1、W2、V1、U2、W１、 V2，如图4.1.1所示。 这样只要掌握了相带的划分和线圈的节距，就可
以掌握绕组的排列规律。
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第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
图4.1.1 60°相带三相绕组
第9页，共61页。
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
当2p＝4，q＝1时定子槽数Z1＝12，每对极下有6个槽，每对极下 三相绕组的排列完全相同，相当于把图4.1.2的情况重复一次，这样 每相绕组就有两个线圈，它们可以并联联接，也可以串联联接。 图4.1.3是串联联接的情况。
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第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
图4.1.2 三相2极交流绕组展开图
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 (3） 构成一相绕组，绘出展开图。将属于U相的导体2和7， 8和
13，14和19，20和1相连，构成四个节距相等的线圈。当电动机中 有旋转磁场时，槽内导体将切割磁力线而感应电动势， U相绕组 的总电动势将是导体1、2、 7、 8、 13、 14、 19、 20的电动势之 和(相量和)。 四个线圈按“尾—尾”、“头—头”相连的原则构成U相 绕组，其展开图如图4.1.4所示。采用这种连接方式的绕组称为链 式绕组。
2p 4
q Z1 24 2 2m1 p 2 3 2
三相异步电动机转子感应电动势公式
三相异步电动机转子感应电动势公式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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三相异步电动机定子绕组的电动势-精选文档
一、线圈的感应电动势 二、线圈组的感应电动势 三、相绕组的感应电动势——相电势
一、线圈的感应电动势
讨论定子绕组内感应电动势时，气隙磁场切割定子 绕组可以看成下图中所示的转子旋转，在定子绕组中所 感应产生的电动势。 气隙磁密分布
π B B sin x x 1 m
a.电动机横截面
b.磁密波形
c.电动势波形
1.整距线圈的电动势：
电角度为 d ( t ) 内通过的磁通
d N B L r s i n t d (t ) 1 y 1 m
一个极距内的磁通
t N B L r s i n()2 t d t N B L r c o s t 1 y 1 m y 1 m t
整距线圈的电动势有效值为：
1 e N 4 . 4 4 fN cy (1 ) y 1 1 y 1 2
因此一个极距内的磁链为：
y1 短距线圈缩短的电角度为：
2、短距线圈的电动势
1
t N B L r s i n t d ( t ) N B L r c o s ( t ) c o s t 1 y 1 m y 1 m t
y 1
2
2
有效值的表达式
E 4 . 44 f N k c ( y ) 1 y y 1 1
ky1 cos 线圈的节距因数 2
节距因素 k 的物理意 y1 义与磁动势的雷同，对于 短距线圈，电动势的相量 为各线圈边相量的矢量和， 而对于整距线圈，电动势 相量为各线圈边的代数和。
b)线圈组的电动势相量合成
三、相绕组的感应电动势——相电势
1、相绕组构成
三相异步电动机的定子磁动势及磁场
• v次谐波磁动势幅值为：
4 2 1 NI 1 Nkwv F kw 0.9 I 2 p p
19
单相绕组磁动势的性质，可归纳几点：
电 机 及 拖 动 基 础
• 单相绕组的磁动势是一种在空间位置上固定、幅值随时间 变化的脉振磁动势，基波及所有奇次谐波磁动势的幅值在 时间上都以绕组中电流变化的频率脉振； • 单相绕组基波磁动势幅值的位置与绕组的轴线相重合； 有效匝 • 单相绕组脉振磁动势中基波磁动势的幅值 F1 0.9
ωt>90o，i<0，磁动势随之改变方向；
ωt=180o，i=-Im，磁动势幅值达负的最大值-Fym。
•这种从空间上看位置固定（因：一相），从时间 上看大小在正负最大值之间变化的磁动势，称为脉 振磁动势 •脉振的频率就是交流电流的频率
3
• 4极整距线圈的磁动势：与2极情况完全相同，仅 仅是磁动势分布波形的周期数增加为p倍而已
Ny-----线圈的匝数
要求：相邻极距 下同一相绕组的 线圈边中电流方 向相反
切开
2
1 2 f y ( x, t ) N yi N y I cos t 2 2
Fym cost
电 机 及 拖 动 基 础
•磁动势幅值是时间的函数，大小随电流变化：
ωt=0，i=Im，磁动势幅值达最大值Fym； ωt=90o，i=0，磁动势幅值为零；
优点从消除或削弱磁动势中某次谐波来说采用短距线圈组也可改善磁动势波形缺点基波合成磁动势有所减小若要消除若要消除55次谐波磁动势则线圈节距为次谐波磁动势则线圈节距为绕组由集中的改为分布的基波合成磁动势幅值应该打一个折扣kq1分布因数线圈由整距改为短距的基波合成磁动势幅值应该打一个折扣ky1节距因数因此由短距线圈组成的分布绕组的基波合成磁动势幅值等于具有相同匝数的整距集中绕组的基波合成磁动势幅值乘以系数kw1基波绕组因数
三相异步电动机定子绕组的电动势
1
Bcp L
2
B1m L
2B1mL
2B1mLr
所以有： 1 N y1 cost
得整距线圈的瞬时电动势为：
ec( y1 )
d1
dt
Ny1 sin t
整距线圈的电动势有效值为：
e c( y1 )
1 2
N y1
4.44
f1N y1
4.44
f1qN ykW11
4.44
f1
2 pqNy a
kW 11
4.44
f1 NkW 11
4、高次谐波
有效值 E 4.44 f Nkw
中感应出电动势，这便是我们这次所讨论的由正弦分布、 以同步转速Ns旋转的旋转磁场在定子绕组中感应产生的 电动势。
一、线圈的感应电动势 二、线圈组的感应电动势 三、相绕组的感应电动势——相电势
一、线圈的感应电动势
讨论定子绕组内感应电动势时，气隙磁场切割定子 绕组可以看成下图中所示的转子旋转，在定子绕组中所 感应产生的电动势。
?在前面同学的精彩介绍下我们了解了三相异步电动机的定子绕组的排列和连接方式以及定子磁动势的相关内容我们知道三相异步电动机定子绕组接到三相电源以后气隙内即建立旋转磁场这个磁场以同步转速ns旋转幅值不变其分布近似正弦好像一种旋转的磁场
三相异步电动机定子绕组的电动势
班 级 11级自动化卓越班 姓 名 张杰 荣敏 毛灿城 吴嘉伟 指导老师 孙强
在前面同学的精彩介绍下，我们了解了三相异步电 动机的定子绕组的排列和连接方式以及定子磁动势的相 关内容，我们知道三相异步电动机定子绕组接到三相电 源以后，气隙内即建立旋转磁场，这个磁场以同步转速 Ns旋转，幅值不变，其分布近似正弦，好像一种旋转的 磁场。
三相异步电动机的结构原理(定子、转子)讲解
三相异步电动机的结构原理（定子、转子）讲解三相异步电动机定子电动机的静止部分称为定子，其组成部分主要包括定子铁芯、定子绕组、机座等部分。
定子铁芯：定子铁芯的作用是作为电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
定子铁芯一般由0.35～0.5毫米厚，表面涂有绝缘漆的环状冲片槽的硅钢片叠压而成，如右图所示。
定子绕组：定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。
小型号异步电动机定子绕组通常用高强度漆包线（铜线或铝线）绕制成各种线圈后，在嵌放在定子铁芯槽内。
大中型电动机则用各种规格的铜条经过绝缘处理后，再嵌放在定子铁芯槽内。
为了保证绕组的各导电部分与铁芯之间的可靠绝缘以及绕组本身之间的可靠绝缘，故在定子绕组制造过程中采取了许多绝缘措施，三相异步电动机定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：1.对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心之间的绝缘。
2.相间绝缘：各相定子绕组之间的绝缘。
3.匝间绝缘：每相定子绕组各线匝之间的绝缘。
定子三相绕组的槽内嵌放完毕后共有六个出线端引到电动机机座的接线盒内，可按需要将三相绕组接成星形接法（Y接）或三角形接法（△接），如右图所示。
机座：它的作用是固定定子铁芯和定子绕组，并以两个端盖支撑转子，同时起保护整台电动机的电磁部分和散发电动机运行中产生的热量，一般是铁或铝铸造而成。
三相异步电动机转子转子是电动机的旋转部分，包括转子铁芯，转子绕组和转轴等部分。
•转子铁芯：作为电机磁路的一部分，并放置转子绕组。
一般由0.5毫米厚的硅钢片冲制叠压而成。
如右图所示。
•转子绕组：其作为切割定子磁场，产生感应电动势和电流，并在旋转磁场的作用下受力使转子转动。
根据构造的不同可分为鼠笼式和绕线式转子两种类型。
1.鼠笼式转子：它的结构是转子铁芯的槽沟内插入铜条，在铜条两端焊接两个铜环，如下图（a）所示。
这样转子绕组好像一个鼠笼型转子。
为了节约铜材和便于制造。
目前绝大部分鼠笼均采用铝代替。
如下图（b）所示。
三相异步电机原理
三相异步电机原理三相异步电机由定子和转子两部分组成。
定子是一个固定的线圈，由三个相互平衡的绕组组成，每个绕组相隔角度为120度。
转子是一个可转动的铁心，内部也有绕组，通常称为缠绕铜条。
当定子上通有三相对称的交流电时，将产生一个旋转磁场。
首先，当三相电源接通时，每个相的电流在不同的时间点通过绕组，产生了一个在时间上相位差120度的磁场。
根据安培环路定律，当电流通过绕组时，会在绕组周围产生一个磁场。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场变化时，会在导体中感应出电动势。
因此，在定子绕组中产生的旋转磁场将感应出转子中的一个电磁场。
由于转子绕组接通，转子中的电磁场也会产生磁通。
这个磁通会和定子中的旋转磁场产生互作用，使转子受到一个旋转力矩的作用。
这个旋转力矩将导致转子开始旋转。
根据洛伦兹力定律，当导体中有电流通过时，会受到一个力，这个力与导体的电流、磁场的强度和两者之间的夹角有关。
在转子绕组中，当电流通过时，会感受到由定子旋转磁场产生的力。
这个力将导致转子开始旋转，并继续旋转，直至达到一个平衡的状态。
当转子开始旋转后，由于转动角度与旋转磁场的相位差，导致转子中磁通的方向会与旋转磁场的方向有一定的相对偏转。
这个相对偏转会导致在转子绕组中产生一个感应电动势。
根据感应电动势的方向，转子上的电流将发生变化，进而改变转子上的磁通。
这个磁通的变化又会影响到定子绕组中的磁通，从而引起定子中的感应电动势。
由于转子绕组中产生的感应电动势，会引起转子上的电流发生变化，进而改变转子上的磁通。
这个磁通的变化又会影响到定子绕组中的磁通，从而引起定子中的感应电动势。
这种在转子和定子之间相互作用的电磁感应现象被称为电动势互感。
根据电动势互感的作用，转子将与旋转磁场保持同步运动，直至达到一个稳定的速度。
这个速度通常称为同步转速，根据旋转磁场的频率和定子的极口数可以计算出来。
通过改变定子中的电流，可以调节旋转磁场的频率和幅值，从而改变转子的转速。
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相带 槽号 第一对极 第二对极
U1 1，2 13，14
W2 3，4 15，16
V1 5，6 17，18
U2 7，8 19，20
W1 9，10 21，22
V2 11，12 23，24
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 (3） 构成一相绕组，绘出展开图。将属于U相的导体2和7， 8和13，14和19，20和1相连，构成四个节距相等的线圈。当电
组相数为m1， 则
Z1 q 2m1 p
数槽绕组。
（4.1.3）
若q为整数， 则称为整数槽绕组； 若q为分数，则称为分
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
4） 相带
在感应电动机中，一般将每对磁极下的导体平均分给各
相， 每相绕组在每个极面下所连续占有的宽度(用电角度表示)
称为相带。因为每个磁极占有的电角度是180°，所以对三相 绕组而言，每相占有 60°的电角度，称为 60°相带。由于三
Z1 24 6 2p 4
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
Z1 24 q 2 2m1 p 2 3 2
p 360 2 360 30 Z1 24
2）分相。将槽依次编号，绕组采用60°相带，则每个相
带包含两个槽，列表4.1.1 中。
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 表4.1.1 相带槽号对应表
相绕组在空间彼此要相距120°电角度， 因而相带的划分沿定
子内圆应依次为 U1 、 W2 、 V1 、U2 、 W１ 、 V2 ，如图 4.1.1 所示。 这样只要掌握了相带的划分和线圈的节距，就可以掌握绕组 的排列规律。
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
图4.1.1
60°相带三相绕组
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 单层链式绕组是由形状、几何尺寸和节距都相同的线圈连接 而成，就整体外形来看，形如长链故称为链式绕组。
当2p＝2，q＝1是一种最简单的情况，定子铁心内圆上共有
Z1＝2m1pq＝6个槽，每个相带中只有一个槽，其中Ul、U2的线 圈边构成一相绕组，V1、V2 和Wl、 W2 构成另外两相绕组。图 4.1.2为绕组展开图。 当2p＝4，q＝1时定子槽数Z1＝12，每对极下有6个槽，每
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
下面以 Z1 ＝ 24 ， 2p ＝ 4 的三相感应电动机定子绕组为例，来
说明链式绕组的构成。 [例4.1.1] 设有一台极数2p＝4的电动机，定子槽数Z1＝24，三 相单层链式绕组的电机，说明单层绕组的构成原理并绘出绕组 展开图。
解 (1)计算极距τ、每极每相的槽数q和槽距角α:
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
（4） 对基波而言， 三相电动势和磁动势必须对称。 （5） 端部连线尽可能短， 以节省用铜量。 （6） 绝缘性能可靠， 制造、 维修方便。
Hale Waihona Puke 第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 2. 三相交流绕组的分类 三相交流绕组按照槽内元件边的层数分为单层绕组和双
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
2） 槽距角α
相邻两个槽之间的电角度称为槽距角α。 因为定子槽在定 子内圆上是均匀分布的，所以若定子槽数为Z1，电动机极对数 为p， 则
p 360 Z1
（4.1.2）
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 3） 每极每相槽数q 每一个极下每相所占有的槽数称为每极每相槽数q，若绕
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
2.2 三相异步电动机定子绕组和感应电动势
任务一 交流电机的定子绕组
任务二 绕组的感应电动势
思考题与习题
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
任务一 交流电机的定子绕组
4.1.1 三相交流绕组的基本要求和分类
1.
三相交流绕组的基本要求
对三相交流绕组的基本要求如下： （1）每相绕组的阻抗要求相等， 即每相绕组的匝数、 形状 都是相同的。 （2） 在导体数目一定的情况下， 力争获得较大的电动势和 磁动势。 （3）电动势和磁动势中的谐波分量应尽可能小，电动势和磁 动势的波形力求接近正弦波。
为了便于分析三相绕组的排列和连接规律，必须先了解 一些与交流绕组有关的基本量。 1） 电角度 电机圆周的几何角度恒为360°，这称为机械角度。从电 磁观点来看，若电动机的极对数为 p ，则每经过一对磁极， 磁场就变化一周，相当于360°电角度。因此，电动机圆周按
电角度计算为p×360°，即
电角度＝p×机械角度 （4.1.1）
图4.1.4
单层链式U相绕组展开图
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势 用同样的方法，可以得到另外两相绕组的连接规律。V、 W两相绕组的首端依次与U相首端相差120°和240°空间电角度。 图4.1.5为三相单层链式绕组的展开图。 链式绕组主要用于q＝2的4、6、8极小型三相异步电动机
层绕组。单层绕组按连接方式不同可分为等元件、链式、交
叉式和同心式绕组等；双层绕组则分为双层叠绕组和双层波
绕组。
单层绕组与双层绕组相比，电气性能稍差，但槽利用率 高，制造工时少，因此小容量电动机中(PN≤10kW)一般都采用 单层绕组。
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
3. 交流定子绕组的一些基本量
动机中有旋转磁场时，槽内导体将切割磁力线而感应电动势，
U相绕组的总电动势将是导体1、2、 7、 8、 13、 14、 19、 20的电动势之和(相量和)。 四个线圈按“尾—尾”、“头—头” 相连的原则构成U相绕组，其展开图如图4.1.4所示。采用这种 连接方式的绕组称为链式绕组。
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
对极下三相绕组的排列完全相同，相当于把图4.1.2的情况重复
一次，这样每相绕组就有两个线圈，它们可以并联联接，也可 以串联联接。图4.1.3是串联联接的情况。
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
图4.1.2 三相2极交流绕组展开图
第4章 交流电机的定子绕组、 磁动势及感应电动势
图4.1.3 三相4极绕组展开图