(完整版)三相异步电动机工作原理与图解教程
《三相异步电动机》PPT课件优选全文
t
()电流入
2024年10月8日星期二
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
2024年10月8日星期二
wt 0
9
2024年10月8日星期二
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
t
A YN Z
CS
B
2024年10月8日星期二X
16
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
2024年10月8日星期二
17
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
2024年10月8日星期二
18
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
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
2024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。
2024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。
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
2024年10月8日星期二
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
三相异步电动机的结构和工作原理ppt课件
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。
鼠笼转子
(1) 鼠笼式绕组
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) 绕线式绕组 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。
转子电路的特点：自行闭合，不外接电力负载。
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9
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人
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发电机 ——将机械能转换为电能；
电动机 ——将电能转换为机械能。
一、电动机的分类
电动机
同步电动机
鼠笼式
交流电动机 异步电动机 三相电动机 绕线式
单相电动机
他励、并励电动机
直流电动机 串励、复励电动机
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3
二、三相异步电动机的结构
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4
精选PPT课件
5
精选PPT课件
6
三相异步机的结构
定子绕组 （三相）
定子
转子：在旋转磁场作用
下，产生感应电
V2
U1 W2
动势或电流。
W1
V1
三相定子绕组： 转子 产生旋转磁场
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U2
机座
7
1.定子
铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。
U1 ----U2 三相绕组 V1 ----V2
W1---- W2 机座：铸钢或铸铁
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8
2.转子 鼠笼式
三相异步电动机工作原理与图解
TKR22
sR2 (sX20)2
U12
n
n
0
T
Tmax
求解
29.11.2020
T 0 S
Tmax
KU12
1 2X2204
过载系数： T max
TN
Tmax
KU12
1 2X20
三相异步机 1.8~2.2
注意：
（1）三相异步机的 Tmax 和电压的平方成正比，所
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
大家好
1
第七章 异步电动机
29.11.2020
2
§7.1 三相异步电动机的构造
一. 电动机的分类
异步（感应）电动机：应用广泛。 交流 同步电动机：用于功率较大，不需要
电动机
调速，长期工作的机械。
直流：他励，并励，串励，复励。
29.11.2020
3
三相异步机的结构
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
29.11.2020
Y' A Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
14
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
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。
17
（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
14
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
6三相异步电动机学习课件PPT
sN=
n0－nN n0
=
3 000－2 940 3 000
= 0.02
(2) 定子三相绕组为三角形联结
I1P =
IN 3
= 42.2 3
A = 24.36 A
(3) 输入有功功率
P1N= 3 UN IN N = 3×380×42.2×0.89 W = 24.8 kW
(4)
效率
N =
PN 100% = P1N
例1：三相异步电动机 p=3，电源f1=50Hz，电机额定 转速n=960r/min。
求：转差率s
同步转速：n0
60 f1 p
60 50 3
1000
r
/ min
转差率： s n0 n 1000 960 0.04
n0
1000
转矩平衡
电机输出转矩T2等于电磁转矩T减去空载转矩T0。即：
c
载的变化而自动调整，这种 s=1 能力称为自适应负载能力。
T TL Ts Tm
启动： Ts>TL (负载转矩)，电机启动
转速n，转矩T
c点：转矩达最大Tm ，转速n继续，T，沿cb走
b点：T=TL，转速n不再上升，稳定运行
若TL ，暂时T< TL,n s I2 T
例3：三相异步电动机，额定功率PN=10kW，
§6.1 三相异步电动机的结构与工
作原理
磁铁
磁场旋转
n0 f
n
N
ei
e方向用 右手定则
确定
f方向用 左手定则
确定
S
闭合 线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
e B l v （右手定则）
磁感应强度 导线长 切割速度
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
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理文章目录旋转磁场产生原理旋转磁场的方向旋转磁场的转速三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的，当定子绕组通过三相对称交流电，则在定子与转子间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和电流，转子导体的电流在旋转磁场的作用下，受到力的作用而使转子旋转。
下面，我们分析旋转磁场的产生，电动机的旋转、转差率及转向。
旋转磁场产生原理三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电角度，如下图所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图（b）（c）所示。
下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置。
下图（b）所示，假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入（用〇中间加个×表示），末端流出（用“⊙”表示），当电流为负值时，与此相反。
（a）简化的三相绕组分布图（b）按星形连接的三相绕组接通三相电源（c）三相对称电流波形图（d）两极绕组的旋转磁场在ωt=0的瞬间，iu=0，iv为负值，iw为正值，如图（c）所示，则V相电流从V2流进，V1流出，而W 相电流从W1流进，W2流出。
利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图d①所示。
可见这时的合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向为一致，上方北极，下方是南极。
在ωt=π/2时，经过了四分之一周期，iu由零变为最大值，电流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍为负值，U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值，W相电流由W1流出，W2流入，其合成磁场方向如图d②所示，可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°。
应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场，分别如图d③，④，⑤所示，由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。
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。
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理（如何产生旋转磁场并转动）文章目录旋转磁场产生原理旋转磁场的方向旋转磁场的转速三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的，当定子绕组通过三相对称交流电，则在定子与转子间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和电流，转子导体的电流在旋转磁场的作用下，受到力的作用而使转子旋转。
下面，我们分析旋转磁场的产生，电动机的旋转、转差率及转向。
旋转磁场产生原理三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电角度，如下图所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图（b）（c）所示。
下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置。
下图（b）所示，假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入（用〇中间加个×表示），末端流出（用“⊙”表示），当电流为负值时，与此相反。
（a）简化的三相绕组分布图（b）按星形连接的三相绕组接通三相电源（c）三相对称电流波形图（d）两极绕组的旋转磁场在ωt=0的瞬间，iu=0，iv为负值，iw为正值，如图（c）所示，则V相电流从V2流进，V1流出，而W 相电流从W1流进，W2流出。
利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图d①所示。
可见这时的合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向为一致，上方北极，下方是南极。
在ωt=π/2时，经过了四分之一周期，iu由零变为最大值，电流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍为负值，U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值，W相电流由W1流出，W2流入，其合成磁场方向如图d②所示，可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°。
应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场，分别如图d③，④，⑤所示，由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。
三相异步电动机的正反转控制原理分析ppt课件
联锁 触头
联锁 触头
接触器连锁正反转控制线路
QF
L1
U11
U
FU2
L2
1 V11
1
L3
W11
FU1 U12
V12 W1
2
重
KM1
▽
U13 V13 W1
3
FR
UV W
FR
SB
3
KM1
KM2 SB1
SB2 KM
2
KM2
KM1
KM1
KM2
点
PE
M 3～
自锁 触头
互锁 触头
实操步骤
❖ 1、准备工具和元件，并检查是否损坏。 ❖ 2、根据原理图画出安装接线图，作为安装接
电动机的正反转控制
❖ 主电路
改变三相电源的任意两相相序，可以改变电动机的转向
L1----U L2----V L3----W
L1---W L2---V L3----U
❖ 电机正反转控制电路
• 电机正反转控制电路
如何保证Kห้องสมุดไป่ตู้1和KM2不同时得电？
当一个接触器得电 动作，通过其辅助常 闭触头使另一个接触 器不能得电动作，接 触器之间这种互相制 约的作用叫做接触器
❖ C、电机和按钮等金属外壳必须可靠接地
线的依据。 ❖ 3、安装固定元件，按图接线。 ❖ 4、自检。 ❖ 5、通电试车。
难
安装工艺要求
1、元件安装工艺
点
❖ 安装牢固、排列整齐、位置应整齐、匀称。
❖ 2、布线工艺
❖ 走线集中、减少架空和交叉，做到横平、竖直、
❖ 转弯成直角。
❖ 3、接线工艺
❖ A、每个接头最多只能接两根线
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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。
2020/4/11
10
§7.2 三相异步电动机的工作原理
一. 转动原理：
2020/4/11
11
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。
2020/4/11
12
二、旋转磁场的产生
异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
x
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
（2）工作时，一定令负载转矩
TL
Tm
，否则
ax
电机将停转。致使
n 0 (s 1) I2 I1 电机严重过热
2020/4/11
29
( 3 ) 起动转矩 Tst ：
电机起动时的转矩。
n
n
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
0
其中 n 0 (s 1)
i1
e 1、e 2 ：漏磁通
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
d
定子边：u1 i1R1 e1 e1 e1 N1 dt
Φ u N cos t Φ sin t 设： 2020/4/11
m
1 则： 1
1m 1
261
三个重要转矩
( 1 ) 额定转矩 TN ：
起动电流 I st ：
中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 ~ 7 倍。
原因：起动时 n 0 ，转子导条切割磁力线速度很大。
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t 60
n0
60 f p
(转/分）
2020/4/11
I m iA iB iC t
20
三相异步电动机的同步转速
60 f n0 p
(转/分）
每个电流周期
同步转速 n0
极对数 磁场转过的空间角度 ( f 50Hz)
p 1
p2 p3
2020/4/11
360 180 120
15
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
C
2020/4/11
B
S
X
n0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CS
B
16
X
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
A
ZX Y B
A
Y NZ
n0
n0
202改0/4/1变1 电机的旋转方向：换接其中两相
24
方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现 反转。
电源
A BC
电源
A BC
正转 M 3~
2020/4/11
反转 M 3~
25
§7.3 三相异步电动机的机械特性
一、 三相异步电动机的“电－磁”关系
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
因带不动负载而停转。
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
n
n
0
T
Tm a x
求解
2020/4/11
T 0 S
Tm a x
KU12
1 2 X 20
28
过载系数： Tm ax
TN
三相异步机 1.8 ~ 2.2
Tm a x
KU12
1 2 X 20
注意：
（1）三相异步机的
Tm
a
和电压的平方成正比，所
电机在额定电压下，以额
n
n nN0
定转速 nN 运行，输出额
T
定功率 PN 时，电机转轴
TN
上输出的转矩。（电动机在额定负载时的转矩。）
TN
PN
2nN
9550
PN (千瓦) nN (转 / 分)
60
2020/4/11
（牛顿•米） 27
( 2 ) 最大转矩 Tm ax：
电机带动最大负载的能力。
如果TL Tmax电机将会
3000 (转/分）
1500 (转/分）
1000 (转/分）
21
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
n 电动机转速:
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n n0
异步电动机
提示：如果 n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
2020/4/11
22
5
2020年4月11日星期六
6
2020年4月11日星期六
7
2020年4月11日星期六
8
三相异步机的结构
定子绕组
定子：产生旋转磁场
（三相）
定子
A
组成：定子铁心、定子绕组和机座。
Y
Z
转子：在旋转磁场作用下，产 C 生感应电动势或电流。 转子
组成：转子铁心、转子绕组
和转轴。
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B
X
机座
三相异步电动机
1
2
3
§7.1 三相异步电动机的构造
一. 电动机的分类
同步电动机
电
交流电动机
三相电动机
异步电动机
动
单相电动机
机
直流电动机
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4
三相式异步电动机的结构
定子
电 动
气隙
机 转子
定子铁心 定子绕组
转子铁心 转子绕组
定子绕组
短路环
铜导条
转子铁心
定子铁心
转子铁心与绕组
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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
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17
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
iB
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A
Y'
Z'
C'
Hale Waihona Puke BX'X
B'
C
Z A' Y
18
(•)电流出
Y
n A
0
Z
iA Im sin t
iB Im sint 120 iC Im sint 240
C
B
iA iB iC
Im
X
t
2020/4/11 ()电流入
13
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
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wt 0
14
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wt 600
wt 900
T
Tst
则
Tst
K
R22
R2 ( X 20 )2
U12
Tst 体现了电动机带载起动的能力。若Tst TL 电机能
起动，否则将起动不了。
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§ 2.4 三相异步电动机的使用
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三相异步电动机的起动 三相异步电动机的调速 三相异步电动机的制动
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一、 三相异步机的起动
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
s
n0 n0
n
100%
异步电机运行中: s 1 ~ 9%
电动机起动瞬间: n 0, s 1（转差率最大）
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旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
Y' C'
A Z'
N•
B
•
X' S
•
B'
N
•
SX
C
Z
Y A'
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极对数 p 2 19
极对数和转速的关系
Y' C'
A Z
N• B
•
X' S
•
B'
•N
S
X C
30
CS'
X' •
• ZN'
A
n0
NZ •