相异步电动机基本知识

第一部分三相异步电动机的基本知识

一、三相异步电动机概述：

作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

1、什么叫电动机？

将电能转变为机械能的电机。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为旋转电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。

各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。

电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。

电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种：⑴、保持输入功率不变。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。

⑵、控制电动机输入功率以调节电动机的转速。

2、什么是异步电机？

利用气隙旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的交流电机。主要作电动机用。异步电机的转子实际转速总是低于（作电动机运行）或高于（作发电机运行）旋转磁场的转速，两者始终存在一定差异，故称异步。异步是这种电机产生电磁转矩的必要条件。由于转子绕组电流是感应而生的，所以异步电机也称为感应电机。如果旋转磁场和转子的转速分别为n s和n，则异步电机的转差率s为

它代表转子导体与旋转磁场之间的相对运动速度。在电源电压和频率一定的条件下，转子导体中的电动势、电流及异步电机的运行状态都由转差率决定。

当转差率s不同时，异步电机有3种不同的运行状态：

0＜s≤1，n S＞n≥0 电动机运行

s＜0，n＞n

发电机运行

S

s＞1，n＜0反接制动运行

3、什么是旋转磁场？

交流电机气隙中的磁场。因其沿定子、转子铁心圆柱面不断旋转而得名。旋转磁场是电能和机械能之间互相转换的基本条件。通常三相交流电机的定子都有对称的三相绕组。任意一相绕组通以交流电流时产生的是脉振磁场。但若以平衡的三相电流通入三相对称绕组，就会产生一个在空间旋转的磁场。磁场的对称轴线随时间而转动，其转速（n）由电流频率（f）和磁极对数（p）决定：

n＝60f／p。一般说来，旋转磁场的转向总是从电流超前的相移向滞后的相。如果通入三相绕组的电流相序相反，旋转磁场的转向也相反。

4、什么是交流电机

实现机械能与交流电能相互转换的机械。交流电机是最常用的电机。由于电机工作状态的可递性，同一台电机既可作发电机又可作电动机。交流电机按品种可分为同步电机与异步电机两大类。同步电机转子的转速ns与旋转磁场转速相同，称为同步转速。ns与所接交流电的频率f及电机的磁极对数p之间的关系为ns＝f／p。在中国，电源频率为50赫，因此二极电机同步转速为3000 转／分，四极电机同步转速为1500转／分，余类推。异步电机转子的转速则总是低于或高于旋转磁场的转速，两者之差（称为转差）通常在10％以内。交流电机（不管是同步还是异步）的转速受电源频率的制约，因而调速较为困难。交流电机一般采用三相制，因为三相交流电机与单相电机相比，无论在性能指标、原材料利用和价格等方面均有明显的优越性。

5、电动机的主要类型及功能

电机的类型繁多，用途迥异，分类方法也很多，

按其功能来看，可分：（1）发电机：将机械能转换成电能；

（2）电动机：将电能转换成机械能；

（3）变压器：将一种电压的交流电能变换成频率相同的另一种电压的交流电能。

应当指出，从基本原理上看，发电机和电动机只不过是电机的两种运行方式，它们本身是可逆的。

上述各种电机中，除变压器是静止的电气设备外，其余均为旋转电机。旋转电机通常分为直流电机和交流电机，后者又分为异步电机和同步电机。这种分类法可以归纳如下：变压器

电机直流电机：他励、异励、串励、复励；

旋转电机同步电机

交流电机

异步电机鼠笼式：Y、Y2、Y3、YB2、YA等

绕线式：YR（IP23 44）YR(中型高压) 另外，电动机还可以按中心高大小分：

大（＞630mm）、中（355～630）、小型（63～315）电动机；

电动机按用途分：一般用途电动机；派生系列电动机；专用电动机。

电动机按电压分为：低压电动机；高压电动机；

……

二、三相异步电动机的工作原理：