第七章 电工学-三相异步电动机.
三相异步电动机工作原理和图解
A
Y NZ
C
B
S
X
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
即： p 1
2019年10月8日星期二
12
极对数（P）的改变
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
i B 2019年10月8日星期二
A
Y'
Z'
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
2019年10月8日星期二
鼠笼转子
机座
3
三相定子绕组：产生旋转磁场。 组成：定子铁心、定子绕组和机座。
2019年10月8日星期二
4
转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。
组成：转子铁心、转子绕组和转轴。
10
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：
I m iA iB iC n0 60 f (转/分）
t
A YN Z
CS
B
2019年10月8日星期X二
n0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CS
B
11
X
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
A
ZX Y B
1 则： 1
电工学课件--第七章--电动机教学内容
定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
△接接
返回
第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
返回
一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
1000 返回
第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性
三相异步电动机的结构和工作原理
•
n=(1-s)n1
2024/9/28
24
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。
2024/9/28
9
• （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
2024/9/28
11
2024/9/28
12
2024/9/28
13
2024/9/28
14
2024/9/28
15
2024/9/28
16
2024/9/28
17
2024/9/28
18
2024/9/28
19
5.4三相异步电动机旳工作原理及运营状态
电工学课后答案_第7章习题
练习题7.1.1某生产机械采用Y112M-4型三相异步电动机拖动, 起动不频繁,用熔断器作短路保护,试选择熔体的额定电流。
电动机的I N = 8.8 A。
7.2.1下列电路能否控制电机起停?SB stp SBst KM SBstp SB st KMKMKMSB st SB stp KM SBstp SB stKMKMKMKM器-7.2.2画出即能长期工作又能点动的三相笼式异步电动 机的继电器-接触器控制电路。
7.2.3画出能分别在两地控制同一台电机起停的控制电路。
7.4.1两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动 ,用一套起停按钮控制它们的起停,为了避免物体堆积在运输机上 ,要求电动机按下述顺序启动和停止 :启动时, M 1启动后, M 2才随之启动;停止时, M 2停止后, M 1才随之停止。
7.5.1图 7.10 (教材图 7.5.2 )时工作台能自动往返的行程控制电路,若要求控制台退回到原位停止,怎么办?7.5.2如图三相异步电动机正反转控制电路。
控制要求是: 在正转和反转的预定位置能自动停止,并且有短路、过载和失压保护。
请找出图中的错误,画出正确的电路,并阐述从KM1 线圈通电换到KM2线圈通电的操作过程。
Q3~SB1KM R KM F SB2KM1SB3 KM23 ~ ST1KM1KM1ST2KM2KM27.5.3试说明图中所示电路的功能及所具有的保护作用。
若KM1通电运行时按下SB3 ,试问电动机的运行状况如何变化?3~Q FU1 FU2SB1FRKM1 KM2SB2 KM1 SB3 KM2 FR3 ~ST A1KM2KM1ST B1KM1KM27.5.4如图是一个不完整的起重电动机升降点动控制电路。
该电路应具有短路、过载和限位保护,且升降到位时能自动停车并有灯光显示。
请将电路补充完整,并说明ST的功能。
3~ FRSB1 SB2Q FU1 FU2KM2 KM1 STST2 HL1KM1 KM2FR3 ~7.6.1试说明图7.15所示电路的功能和触点KT1、KT2是什么触点。
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三相异步电动机是一种最为常见的交流电机，也是工业领域中最为常用的电机之一。
它具有结构简单、运行可靠、维护方便等特点，被广泛应用于各种工业场所、家庭及公共设施等领域。
本文将介绍三相异步电动机的结构、工作原理以及特点等内容。
一、三相异步电动机的结构三相异步电动机的主要部件包括转子、定子、端盖和风扇等。
其中，转子和定子分别对应于电机的运转部分和静止部分。
转子是由若干个零件组成的，常用的有铜导线、连接环等。
铜导线绕制在钢芯片上，钢芯片起着支撑和保护的作用，其形状可以是凸形或平面形。
定子是由铁芯和骨架两部分组成的。
铁芯是一种由硅铁片叠装而成的铁心，而骨架一般为铝制，其作用是固定铁芯。
二、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理是基于磁通交叉作用原理而得出的。
当三相电源加入到定子绕组上时，电流经过绕组后会产生磁通，使得磁场在定子上形成旋转磁场。
旋转磁场感应到转子中的铜导线时，它们就会受到旋转磁场的作用，从而也开始自转。
这样，外加的电能就被转化为了机械能，从而将电机带动起来。
在运行过程中，由于转子的自转速度不能与旋转磁场完全同步，故转子中的感应电动势会产生一个额外的励磁磁通，它的作用是使得转子中的磁通也不断地旋转。
这个过程就称为转子的感应，由此，三相异步电动机的名称也由此而来。
在实际应用中，三相异步电动机的运行速度一般是预先设定好的，由用户自行决定。
此时，如果转速过低或过高，就需要通过改变电源的频率或改变转子上的励磁磁通来改变运行速度。
三、三相异步电动机的特点1.结构简单。
三相异步电动机的结构简单，维护方便。
2.运行可靠。
三相异步电动机采用了隔离和防护等措施，能够保证电机的运行在恶劣条件下也能够运行稳定可靠。
3.效率高。
三相异步电动机采用优良的设计和制造工艺，能够保证电机的运行效率较高，能够适应不同的负载要求。
4.适应性强。
三相异步电动机适用于各种不同的负载，能够满足不同场合的需求。
三相异步电动机ppt课件
三相异步电动机的工作原理
通对入称对称三相三绕相电组流三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 转子绕组中 受到电磁力的作用 产生 e 和 i
磁场绕组切 割转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
三相异步电动机的基本原理
• 基本原理——在定子绕组中，通入三相 交流电所产生的旋转磁场与转子绕组中 的感应电流相互作用产生的电磁力形成 电磁转矩，驱动转子转动，从而使电动 机工作。
便形成一个合成磁场，如图
所示，可见此时的合成磁场
是一对磁极（即二极），右
边是N极，左边是S极。
两极旋转磁场示意图
i iu
iv
0
3
三相电流波形
iw
3
iu
t
V2 U1
W2
W1 U2
V1
V2 U1
W2
W1
U2 V1
Hale Waihona Puke V2U1 W2W1 U2
V1
t= 0
Iu=Im
t =
Iv=Im
t
=
Iw=Im
• 空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时， 产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋 转一周，即两个极距；
旋转方向：取决于三相电流的相序。
Im
i1 i2 i3
L1
i1
O
t
旋转磁场是沿着：
U1
V1
W1
L2 i2 W1
L3
i3
V2
U1
W2 U2 V2 V1
U1 W2
◆ 与三相绕组中的三相电流
三相异步电动机运行原理
三相异步电动机运行原理嗨，朋友们！今天咱们来唠唠三相异步电动机的运行原理，这可真是个超级有趣的事儿呢。
你看，三相异步电动机就像是一个勤劳的小工匠，在咱们的工业生产和日常生活中默默地工作着。
那它到底是怎么动起来的呢？这得从它的内部结构说起。
三相异步电动机有定子和转子这两大主要部件。
定子呢，就像是电动机的家，稳稳地固定在那儿。
定子里面有三相对称绕组，这绕组就好比是房子里精心铺设的电线线路。
当三相电源接通的时候，哎呀，就像魔法一样，定子绕组中就会产生旋转磁场。
这旋转磁场可神奇啦，它就像一个无形的大手，在空间里欢快地转着圈儿。
再说说转子，转子就像是一个听话的小跟班。
它有两种类型，一种是鼠笼型的，你看这个名字，就像笼子里有只小老鼠一样，它的转子绕组是由一根根导条组成的，两端有短路环连接，看起来就特别有趣。
还有一种是绕线型的，它的绕组就像是精心编织的小辫子。
当定子的旋转磁场开始旋转的时候，转子就像是被这个无形大手吸引着一样，想要跟着一起转。
可是呢，转子的转速总是比旋转磁场的转速慢那么一点点，这就是为啥叫异步电动机啦。
你想啊，如果转子的转速和旋转磁场的转速一样了，那不就像是两个人并肩齐步走，磁场这个“人”就没办法拉着转子这个“人”走啦。
这就好比你在前面跑，后面有个人想要追你，要是他跑得和你一样快，他怎么能抓住你呢？那这个时候就有人要问了，为啥转子会跟着旋转磁场转呢？这是因为电磁感应原理呀。
旋转磁场在转子的绕组中会感应出电动势，这个电动势就像一个小信号，告诉转子绕组里的电流，嘿，咱们得动起来啦。
于是呢，在这个电动势的作用下，转子绕组中就产生了电流。
这个电流又会在磁场中受到力的作用，就像有只无形的手在推着转子转一样。
咱们再想象一下这个过程。
定子就像一个舞台，旋转磁场在这个舞台上翩翩起舞。
转子呢，就像一个小粉丝，看到偶像在跳舞，自己也忍不住跟着动起来，但是又跟不上偶像的节奏，总是慢半拍。
我有个朋友以前对电动机一窍不通，他就问我：“这电动机转起来有啥用啊？”我就跟他说：“哎呀，用处可大了去了。
三相异步电动机的构造
M 3~
直接起动线路
允许直接起 动旳条件：
KI
1 4
3
电源容量（kVA） 电动机容量（ kW）
K
：电动机起动电流倍数
I
二、降压起动
1. Y- 换接起动
电动机在起动时接成Y联结，正常运营时接成 联结。只合用于工作时接旳电动机。
1 IY 3 IΔ
1 TY 3 TΔ
优点：设备简朴，成本
低，操作以便，
•
B'
•N
S
X C
30
CS'
X' •
• ZN'
A
n0
NZ •
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t 60
n0
60 f p
(转/分）
Im iA iB iC t
3．旋转磁场旳磁极对数 p 旋转磁场旳磁极对数 p 与三相定子绕组旳连接方式有 关。
4．旋转磁场旳转速 n0
n0 旳单位：转/分
n0
60 f1 p
起动特征好。
6.3 三相异步电动机旳 起动、调速与制动
6.3.1 三相异步电动机旳起动 6.3.2 三相异步电动机旳调速 6.3.3 三相异步电动机旳制动
6.3.1 三相异步电动机旳起动
起动过程:电动机接通电源后，转速由零增至稳 定运营状态旳过程。
起动转矩大
对电动机起动旳要求: 起动电流小
起动过程旳特点:
+
转子
转速n
+
W1
++
+
V1
U2
S
异步电动机原理图
三相异步电动机转子在旋
三相异步电动机课件讲解
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。
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。
Fp1 2 Fq1k y1 0.9( 2 qNc ) k y1kq1Ic
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)
Fp1
端部排列整齐 机械强度高
缺点
嵌线 困难
用铜 量大
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
电动势波形: e Blv 电动势频率: f pn
60
电动势大小: Ec1 2.22 fΦ1
随时间变化的波形 取决于气隙磁密在 空间的分布波形
二、整距绕组的电动势
每个整距绕组由Nc个相同和线匝组成，每个整距线圈的 电动势:
E y1(y ) Nc Et1 4.44 fNc 1
三、短距线圈的电动势 每个短距线圈的电动势:
E y1( y ) 4.44 fNcΦ1k y1
ky1
E y1(yτ) E y1(yτ)
sin(
y τ
900
)
称为短距系数：
线圈短距时电动势 比整距时打的一个 折扣．
二、交流绕组的基本概念
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三相异步电动机是工业应用和日常生活中最常见的电机之一。
它的结构比较简单，由转子和定子两部分组成，广泛应用于风力发电、离心机械、制冷空调等各个领域中。
本文将介绍三相异步电动机的结构与工作原理。
一、三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构分为两部分：定子和转子。
定子通常由定子铁心、定子绕组、端线盖等组成。
转子则由转子铁心、转子绕组、轴承、风扇等组成。
1. 定子定子是电机中固定不动的部分。
它的结构主要由定子铁心和定子绕组组成。
定子铁心是由许多绝缘材料交叉堆积而成的，我们把这个叠压起来的绝缘材料称之为定子铁芯片。
在定子铁芯片的内部有呈一定角度分布，彼此之间互相绝缘的槽道，将绕组线圈放置其中。
绕组线圈则是由导线缠绕成的线圈，通常是由多股线缆捏合而成。
绕组线圈绕制在铁芯片之上，与铁芯片之间加以浸渍的绝缘材料隔离开来。
2. 转子转子是电动机中旋转的部分。
它的结构主要由转子铁心和转子绕组组成。
和定子类似，转子铁心也是由绝缘材料叠压而成的。
转子铁心的内部有相间排列着若干个“排极”，它们由铁芯片磁线圈构成。
转子绕组是由绕制在铁芯片表面的线圈组成的。
通常情况下，转子绕组是由细导线缠绕而成，每个线圈内的细导线数量都不一样。
为了避免转子绕组发热，绕制时采用的导线直径要尽量细。
二、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机有许多种不同的工作原理，但是其最基本的工作原理是磁场的旋转。
下面我们对这一工作原理的基本过程进行解析。
在工作时，交流电通过定子绕组产生旋转磁场。
这个旋转磁场一般是由三组磁场合成而成的，所以又称之为三相旋转磁场。
定子绕组和磁场之间会形成一个特定的空隙，即转子绕组的工作区域。
由于转子绕组离定子绕组的空隙非常小，转子绕组中的导体将形成一个自身电流。
这个自身电流将会在这个电流沿转子导体时，对磁场产生扭矩作用。
实现磁场的旋转，同时也使得转子与定子之间产生了机械运动。
随着电流旋转，二者之间的空隙不断发生变化。
《三相异步电动机》PPT课件
鼠笼电机 =52－93％
36
5. 功率因数(cos1)：
额定负载时一般为0.5 ~ 0.9 ， 空载时功率因数很 低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。
cos1
P2
PN
注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马” 拉“小车”的现象。
2019年5此月14外日星还期二有绝缘等级等参数，不一 一介绍。
AB C ZX Y
Y 接法：
A A BC
ZX
Y
C
B
2019年5月14日星期二
Z XY
接法：
ABC ZA
C
X
Y
B
Z XY
32
图1
2019年5月14日星期二
图2
33
4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.
A
线
线
电
ZX
电
压
CY
B
压
ZA
C
X
Y
B
例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。
2019年5月14日星期二
5
§5.2 三相异步电动机的工作原理
一. 转动原理：
2019年5月14日星期二
6
实际的异步电动机中，转子之所 以转动，是由于旋转磁场的作用。
2019年5月14日星期二
7
二、旋转磁场的产生
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
Y
n A
0
Z
C
B
iA iB iC
Im
X
37
谢谢大家 ！！！
2019年5月14日星期二
38
三相异步电动机 PPT课件
三相异步电动机原理
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三 相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电 后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而 在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流 的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电 机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方 向与旋转磁场方向相同。
(1)外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦,绕组过热后留下深褐色, 并有臭味。
(2)探温检查法。空载运行20分钟(发现异常时应马上停止),用手背摸绕组 各部分是否超过正常温度。
(3)通电实验法。用电流表测量,若某相电流过大,说明该相有短路处。 (4)电桥检查。测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过5%以上,如超过,则 电阻小的一相有短路故障。 (5)短路侦察器法。被测绕组有短路,则钢片就会产生振动。 (6)万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻,若读数极小或为 零,说明该二相绕组相间有短路。 (7)电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电,测得读数小的一组有 短路故障。 (8)电流法。电机空载运行,先测量三相电流,在调换两相测量并对比,若不 随电源调换而改变,较大电流的一相绕组有短路。
三相异步电动机的其它附件
M～
轴承端盖： 保护轴承。
电动机 的附件
端盖： 支撑作用。
风扇： 冷却电动机。
轴承： 连接转动部分 与不动部分。
三相异步电动机型号字母表示的含义
J——异步电动机； O——封闭； L——铝线缠组； W——户外； Z——冶金起重； Q——高起动转轮； D——多速； B——防爆； R一绕线式； S——双鼠笼； K一—高速； H——高转差率。
三相异步电动机的故障分析和处理
电工学课后习题-第7章-电气自动控制习题及答案
T50
K T51
T50 X0 T51
K2
返
回
上一页
下一页
第 7 章 电气自动控制
7.7.2 试画出下述语句表所对应的梯形图。 试画出下述语句表所对应的梯形图。 LD AND LDI AND ORB X0 X1 X2 X3 LDI AND LD ANI ORB X4 X5 X6 X7 ANB OR X10 OUT Y30 END
Q FU SBstp KM SBst1 FR KM 3~ FR KM SBst2
返
回
上一题
下一题
第 7 章 电气自动控制
7.2.3 画出能分别在两地控制同一台电机起停的控制 电路。 电路。 【解】 解
SBstp2 SBstp1 KM SBst1 , SBstp1 为甲地按钮 为甲地按钮, SBst2 , SBstp2 为乙地按钮。 为乙地按钮。
Q FU1 FU2 SB
1
KM1
KM2
SB2 KM2
KM1
KT
KM2
KM1
KM2
KMR
KMF
SBstF STA1
FR
返
回
上一题
下一题
第 7 章 电气自动控制
7.5.3 试说明图 7.13 所示电路的功能及所具有的保护 作用。 作用。若 KM1 通电运行时按下 SB3 ，试问电动机的运行 状况如何变化? 状况如何变化 【解】 解 该电路是带行程控制的正反转控制电路, ⑴该电路是带行程控制的正反转控制电路,由于有机械 联 动的互锁环节,所以改变电机转向时无需先停车。 动的互锁环节,所以改变电机转向时无需先停车。 ⑵该电路具有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。 该电路具有短路保护、过载保护和失压(欠压)保护。 ⑶反转。 反转。
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。
电工学第七版
33
34
7.3 三相异步电动机的电路分析
电动机与变压器对比
1、相似
电动机的定子 变压器的原边
电动机的转子 变压器的副边
磁通通过定子和转子铁心闭合
i1
i2
2、区别
变压器是静止的， 电动机的转子转动。
U1
4.44 f1N1
37
二、转子电路
1、转子频率 f2 旋转磁场与转子间的相对转速为（n0-n）
f2
p(n0 n) 60
n0 n pn0 n0 60
Sf1
n=0时：S=1，f2=f1 → MAX
2、转子电动势E2 E2=4.44 k2 f2N2
k2 —— 转子绕组的绕组系数。
n=0时：S=1
T= f (S) — 固有转矩特性 n= f (T) —机械特性
43
二、机械特性
n
1、电动机等速运行的条件： nn0
T = TC
电磁转矩 = 阻力转矩
TC=T2+ T0 T2
T T2
TT20：：电电动动机机轴的上空的载机损械耗负转载矩转（矩主要是机械损耗转矩
忽略T0 ， TC T2
电动机等速运行的条件： T = T2
每相绕组有三个线圈串联，每相绕组的首端 在空间上相差40（120/p）的空间角。
4、旋转磁场的转速
p=1 电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化一周
旋转磁场的转速 f =电流的频率 f（r/s）
旋转磁场的转速：n0=60f（r/min）
p=2
电流在时间上变化一周 磁场在空间上变化半周
交流三相异步电动机工作原理
交流三相异步电动机工作原理说到三相异步电动机，它可是我们身边生活中无处不在的“劳模”！家里、工厂、甚至地铁，它都能见到它的身影。
你知道它怎么工作的吧？好啦，咱们就从头说起，别着急，慢慢来。
先给大家普及个小常识：三相异步电动机，顾名思义，它是靠三相电来运行的。
你想想，三相电好比是三个小伙伴，他们一起合作，才能让电动机转起来，发挥它的作用。
所以你看，它并不是一个人单打独斗，而是需要三个人的“齐心协力”。
这电动机，也就像是一个有节奏的舞蹈队，缺了谁都不行。
好了，接下来咱们来说说具体的工作原理。
三相电流流过电动机时，会在电机的定子上产生一个旋转的磁场。
这个旋转磁场呢，咋说呢？就好比一个神奇的磁铁在转圈圈，四处吸引着周围的“好朋友”。
这些“好朋友”就是电动机的转子，也就是那部分会转动的部件。
定子产生的旋转磁场一转，转子就开始跟着它转。
你可以把这个过程想象成一场精彩的追逐战，定子转得越快，转子也越追越紧。
不过啊，电动机并不是一直都能转得那么顺畅的。
它有个特点，那就是“异步”——什么叫异步呢？其实就像是你和朋友一起跳舞，你们俩肯定不会永远都完全同步，偶尔会有点小差别。
这个“异步”就是指定子的旋转速度和转子的旋转速度不是完全一样的。
为什么会这样呢？因为转子得赶上定子产生的磁场，但永远都赶不上。
就像你永远追不上那个走得更快的朋友一样，这就是“异步”的由来。
所以，转子的转速永远比定子慢一点儿，才会有这种现象。
为什么要设计成异步呢？这就像是你在跑步时，有个稍微慢一点的步伐反而能让你跑得更稳更持久。
异步电动机就是利用了这个原理，给转子一个缓冲的机会，让它不会因为追得太紧而出问题。
其实啊，转子和定子的这种微小差距，反而使得电动机能高效且稳定地运行。
而且这种“异步”的设计也让电动机不容易受过载的影响，实在是太聪明了。
你要是细想一下，三相异步电动机其实就像一台有智慧的机器。
它的定子就像是一个大师，指挥着旋转的磁场，而转子则像是一个小演员，跟着大师的节奏舞动。
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5.1 三相异步电动机实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。
电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。
把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。
在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。
它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。
对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题：（1）基本构造；（2）工作原理；（3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和基本方法；（5）应用场合和如何正确使用。
5.1.1 三相异步电动机的结构与工作原理1．三相异步电动机的构造三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。
此外还有端盖、风扇等附属部分，如图5-1所示。
图 5-1 三相电动机的结构示意图1）．定子三相异步电动机的定子由三部分组成：2）．转子三相异步电动机的转子由三部分组成：鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。
为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在0.2~1.0mm 之间。
2．三相异步电动机的转动原理1）．基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图5-2所示。
图 5-2 三相异步电动机工作原理(1)．演示实验：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋；若改变磁铁的转向，则导体的转向也跟着改变。
(2)．现象解释：当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。
感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Y
Z B
X
B
B'
Z
C
S
X
此种接法下，合成磁场只有 一对磁极，则极对数p=1。 极对数p=1时：
n1 60 f 60 50 3000r/ min p 1
X
将每相绕组分成两段，按上图放入定 子槽内。形成的磁场则是两对磁极。
此时同 步转速
n1
60 f 60 50 1500r/ min p 2
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。 三相绕组 U1 --- U2 V1 --- V2 W1--- W2
机座：铸钢或铸铁
电工与电子技术基础
2.转子
笼型
绕线型
笼型转子
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1)笼型转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。
(2) 绕线型转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。 转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。
电工与电子技术基础
7. 2. 2 电动机的转动原理
A
异步机的转动原理
三相对称定子绕组 中通入对称三相交流电， 即在气隙中形成一个在 时间上、空间上都随时 间变化的一个旋转磁场。 固定不动的转子导体与 旋转磁场相切割后感应 电流成为载流导体。载 流导体又和旋转磁场相 互作用，对轴生成电磁 转矩，于是电动机就顺 着同步转速的方向转动 起来。
iA iB
iC ωt
电流入 电流出
0
X
S
A
N
n1
n1
N
S
N
ωt =0时电流和磁场情况
同理可分析出其它时 刻电流的磁场转向。
t 90
t 180
t 270
A
S
n1
A
电工与电子技术基础
显然，异步电动机中旋转磁场代替了旋转磁极。
定子电流旋转磁场的方向：取决于三相电流的相序。
i iA iB iC ωt i iB iA iC ωt
－
i2 e1
+ －
－
－
e2
+
－
+
E1 、E2 频率相同，都等 于电源频率。
e 1
+ f1
e 2
f2
U1 4.44 f N 1
异步电动机每相电路
电工与电子技术基础
7. 3. 1 定子电路
1.旋转磁场的磁通 异步电动机：旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1 每极磁通 U
0
0
n1
n1
若要改变异步电动机的旋转方向：只需 换接其中两相的顺序即可。
电工与电子技术基础
问题与讨论
旋转磁场的极对数 和同步转速n1之间 有什么关系？
A
Y'
iA
A Z X Y
A X A' Z' C' Y' X' Z iC B' C iB Y
iA
iC
Z'
C
iB
B
C'
X'
N
B
A Y C
N
S
S
N
N Z
ω
n1
用右手定则可判断出 转子导体中感应电流 的方向如图示；
Y
B
C S
再用左手定则判断出 转子导体的受力方向 为上右下左，因此转 子顺着同步磁场n1的 方向转动。
X
问题与讨论
电动机的转速n能等于同 步转速n1吗？
ωt =0时转子电流和转子旋转情况
提示：如果 转子与旋转磁场间没有相对运动 转子不切割磁场不能生成感应电流
转子铁芯冲片
转子铁芯是也是由 0.5mm厚的硅钢片 叠 压制成，在其外 圆冲有分布的槽。 转子铁芯可嵌放转 子绕组，构成电机 磁路的另一部分。
笼形转子绕组
铸铝笼形转子
转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有 铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的 一部分。由转轴输出机械能。
电工与电子技术基础
1.定子
电工与电子技术基础ຫໍສະໝຸດ 7.1 三相异步电动机的构造
鼠笼式 三相异步电动机 绕线式 转子
端盖 定子 风叶
定子
定子铁芯 定子绕组 机座 转子铁芯 转子绕组 转轴
风罩
转子
电工与电子技术基础
问题与讨论
鼠笼型电动机的定 子各部分结构和作 用如何？
鼠笼型异步机转 子各部分的结构 和作用是什么？
定子铁芯是由0.5mm厚的 硅钢片叠 压制成，在其内 圆冲有分布的槽。 定子铁芯的作用：一是槽 内可用来嵌放定子绕组； 二是定子铁芯构成电动机 磁路的一部分。 定子绕组是由铜导线绕制而成。 构成电动机电路的一部分。 机座是电动机的支架，一般用铸 铁或铸钢制成。
n n1
结论： n≠n1 异步！
转子不是载流导体则不能受力转动
电工与电子技术基础
7. 2. 3 转差率
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
n1 n s 100 % n 1
电动机起动瞬间: n 转子最大转速:
0, s 1（转差率最大）
（转差率最小） n n0 , s 0
1
4.44 f1 N 1
Φ U1
2.定子感应电势的频率 f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关 旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以
pn0 f1 60
f 1= 电源频率 f
电工与电子技术基础
7. 3. 2 转子电路
1. 转子感应电势频率 f 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2
转子感应电势频率 f 2
电动机运行之中:0
n n0 , s 1 ~ 9%
显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。
电工与电子技术基础
7.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电 磁关系与变压器类似。 变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2
i1 + u1
电工与电子技术基础
第7章 交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机铭牌数据 7.9 三相异步电动机的选择 7.10 同步电动机(略) 7.11 单相异步电动机
电工与电子技术基础
7.2 三相异步电动机的转动原理
电工与电子技术基础
7. 2. 1 旋转磁场
(1)旋转磁场的产生 A
N Y B C S
n1
Z
三相定子 绕组中通 过的电流
i A I m sin( t 30)
iB I m sint 90
i
iC I m sint 150