4三相异步电动机定子绕组
三相异步电动机的定子绕组
式中D——定子铁心内径
z1——定子铁心槽数
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
节距y用槽数表示。当
y
z1 2p
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。
6．槽距角
相邻两槽之间的电角度称为槽距角，槽距角
设q=3（如z1=36，2p=4，m1=3），其连接规律
是把q=3的三个线圈分成y=-1的两个大线圈和y=-
2的一个小线圈各朝两面翻，因此一相绕组就按“两 大一小”顺序交错排列，故称之为交叉式绕组。端 部连线较短，散热好，因此，p≥2，q=3的单层绕组 常用交叉式绕组，如图3.11所示。
图3.11 三相 单层交叉式 绕组U相绕组
3．画绕组展开图 （1）链式绕组
先画U相绕组。如图3.10所示，从同属于U相槽的2号槽开始，根据
y=-1=5，把2号槽的线圈边和7号槽的线圈边组成一个线圈，8号和13号，
14号和19号，20号和1号，共组成4个线圈，把这些同一极相的2p=4个线圈 串 的线联圈成边一电个流U1应U2反线相圈的组原，则构，成连U相成绕一组路。串各联线，圈其之规间律的是连线线圈按的同“一尾相连的尾相，邻头 连头”。我们称一相绕组为链式绕组。链式绕组为等距元件，而且每个线圈 跨距小，端部短，可以省铜，还有q=2的两个线圈各朝两边翻，散热好。
对于三相绕组，仿上可以画出分别与U相相差120°的V相（从6号槽 开始）相差240°的W相（从10号槽开始）的绕组展开图，从而得到三相对称 绕 D。组U1U2, V1V2, W1W2。然后根据铭牌要求，将线引至接线盒上连接成Y或
图3.10 三相单层 链式（2p=4 q=2） U相绕组展开图
例题(交流)
BA1
BA 2 BB1 BB 2
如果电流：iA=Imcosωt 则电流：iB=Imcos（ωt-180°），即 iB为流出，与iA相位相反
BA1 和 BA 2 转到A轴上 当ωt=0时， BA 最大， B， 当ωt=180°时， B 最大 BB1 和 BB 2 转到B轴上
BA1
BA 2 BB1
BB 2 BB1
U1 0.8U N时，Tst 1 0.82 Tst 0.82 312 200 TL，不能启动
1 1 (2)、TstY Tst 1.2TN 0.4TN 3 3 所以，在TL 0.45TN 时，无法启动，在 TL 0.35TN 时，能启动
5.13 线绕式异步电动机采用转子串电阻启动时，所串电阻愈大， 启动转矩是否也愈大？ 答：不是。串电阻 大到一定程度后，启动转矩会变小，因为 虽 然cosφ2增大，但I2减小太多。 5.14 为什么线绕式异步电动机在转子串电阻启动时，启动电流 减少而启动转矩反而增大？ 答：因为 适当串入电阻后，虽然I2减少，但cosφ2增大很多，所 以启动转矩增加。
5.11 有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：
PN/KW 40 nN/r.min-1 1470 UN/V 380 ηN 0.9 cosφN 0.9 Ist/IN 6.5 Tst/TN 1.2 Tmax/TN 2.0 接法 Δ
(1) 当负载转矩为250N.m时，试问在U=UN和U1=0.8UN两种情况 下电动机能否启动？ (2) 欲采用Y- Δ换接启动，问当负载转矩为0.45TN和0.35TN两种 情况下，电动机能否启动？ (3) 若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.64，求电源线路 中通过的启动电流和电动机的启动转矩。
2.0
Y系列(IP44)三相异步电动机铁心、绕组技术数据
是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。
在生活磨难面前，精神上的坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
1Y 系列（IP44）三相异步电动机铁心、绕组技术数据型号功率（kw ）定 子节距 y线重 （kg/台）定子、转子槽数z 1/z 2电压（V ） 额定电压（A ） 空载电流（A ）外径内径 铁心长度 气隙长度每槽线数并联支路数绕组型式线规 （mm ）根数直径（mm ）2 极Y-80M1-2 0.75 120 67 65 0.30 111 1单层交叉式10.63 2（1-9）1（1-8） 1.30 18/16 380Y1.71 0.65 Y-80M2-2 1.1 120 67 80 0.30 90 0.71 1.45 18/162.41 0.82 Y-90S-2 1.513072850.3574 0.85 2（1-9） 1（1-8） 1.6018/163.33 1.24 Y-90L-2 2.2 110 580.95 1.90 4.661.60 Y-100L-2 3 155 84 100 0.40 40 单层同心式1.18 1-12 2-112.80 24/206.12 2.2 Y-112M-2 4 175 981050.45 48 1.061-16 2-15 3-14 1-14 2-133.7030/26380∆7.99 2.70 Y-132S-2 5.5 2101160.5544 0.90 0.95 5.70 10.76 3.0 Y-132M-2 7.5 210125371.00 1.06 6.3014.323.5 Y-160M1-2 11 260 1500.6528 2 1 1.18 1.25 11.20 21.24 6.0 Y-160M2-2 15 260 155 23 2 2 1.12 1.18 12.00 28.28 7.1 Y-160L-2 18.5 260 195 19 3 2 1.12 1.18 13.3 34.29 8.0 Y-180M-2 22 290160 175 0.8 16 双层叠绕2 2 1.30 1.40 1-14 14.6536/2841.812.3 Y-200L1-2 303271821801.02822 2 1.12 1.18 20.2 56.5 15.9 Y-200L2-237210241 21.40 1.5022.468.818.7是砂地或盐池，那上面连小草也长不出来的。
三相异步电动机的主要结构
三相异步电动机的主要结构三相异步电动机是一种常见的电动机，具有一系列独特的结构和特点。
它是由定子、转子、轴承、端盖等部分组成的。
首先，我们来了解一下定子的结构。
定子是电动机的固定部分，它由定子铁心、线圈和端盖构成。
定子铁心是一个由铁片叠压而成的结构，起到支撑和固定线圈的作用。
线圈是由绝缘铜线绕制而成，通常呈现星形或三角形的排列方式。
定子的线圈在工作时会产生一个旋转磁场，与转子磁场相互作用，从而驱动转子转动。
接下来，我们将介绍转子的结构。
转子是电动机的旋转部分，它由转子铁心、导体和短路环组成。
转子铁心是由一片片铁片叠压而成的，通常呈现圆柱形或长方形的形状。
导体是通过转子铁心的槽中绕制的，通常采用铜条作为导电材料。
在转子的两端，有安装了短路环，用于短接转子上的各个导体，起到减小转子绕组中电阻的作用。
此外，轴承也是三相异步电动机中不可或缺的部分。
轴承的主要功能是支撑和定位电动机的转子和定子。
在电动机运行时，转子和定子会产生一定的径向和轴向力，轴承能够承受这些力，并确保电动机稳定运行。
最后，我们要介绍的是端盖。
端盖位于电动机的两端，用于固定定子和转子，并起到密封和保护的作用。
端盖通常由铸铁或铝合金材料制成，具有良好的强度和耐腐蚀性。
总结起来，三相异步电动机的主要结构包括定子、转子、轴承和端盖等部分。
它们相互配合，共同完成电动机转动的任务。
了解电动机的结构对于维护和运行电动机具有重要的指导意义。
只有正确认识和掌握电动机的结构特点，才能更好地发挥电动机的性能，确保电动机的安全运行。
3.1 三相异步电动机原理
第三章 三相异步电动机
3.2.1 三相异步电动机运行的基本分析 1. 异步电动机的磁路、主磁通和漏磁通 （1）主磁通 当异步电动机的三相定子绕组通入三相 交流电流后，定子产生旋转磁势，建立 旋转磁场，其中既与定子绕组交链同时 又与转子绕组交链的基波磁通称为主磁 通。
第三章 三相异步电动机
第三章 三相异步电动机
1. 三相异步电动机的节能运行方法 ① 使用电动机时，必须按照《三相异步 电动机经济运行标准》合理使用，维护 维修及时，避免因管理不善而人为造成 电能的大量损耗。 ② 在其它条件允许的情况下采用Y系列 或Y2系列高效型电动机取代JO2系列的电 动机。
第三章 三相异步电动机
3. 气隙 异步电动机定子铁心与转子铁心之间的 空气间隙称为气隙。 3.1.2 三相异步电动机的定子绕组 在三相异步电动机的结构中，定子绕组 是三相异步电动机的核心部件，是实现 电机机电能量转换的关键。
第三章 三相异步电动机
三相异步电动机对定子三相绕组的要求 是：① 各相绕组的磁势和电势要对称， 阻抗要平衡。② 绕组产生的磁势和电势 在波形上接近于正弦波。③ 用铜量省， 绝缘强度和机械强度高，散热条件好。 ④ 制造、维修方便。 三相定子绕组按照槽内导体的层数分为 单层绕组和双层绕组。
（2）漏磁通 漏磁通包括定子漏磁通和转子漏磁通。 2. 转子的相数和极数 对于绕线式转子，因其转子绕组由三相 绕组绕制而成，在绕组联接时就使转子 绕组具异步电动机
由于异步电动机运行时定、转子电势的 频率不同，定、转子绕组的相数和有效 匝数也不同，因此要得到等值电路，需 进行频率和绕组的折算。
第三章 三相异步电动机
三相异步电动机定子绕组
三相异步电动机定子绕组
定子绕组是三相异步电动机的重要组成部分，是电动机将电能转换成机械能的关键部件。
小容量的三相异步电动机定子绕组多采用单层绕组，电工之家主要讲述三相异步电动机定子绕组概述中定子绕组的构成原则、定子绕组的分类。
一、定子绕组的构成原则
三相异步电动机定子绕组是由许多嵌放在定子铁心槽内的线圈按一定规律分布，排列和连接而成的。
为了满足电动机的运行要求，在设计和饶制定子绕组时应遵循以下原则：1.在一定导体数下，力求获得较大的磁势和电势要对称，波形力求接近正弦波；2.各相绕组的磁势和电势要对称，电阻电抗应相等。
为此各相绕组的形状，尺寸和匝数都应相同；
3.各相绕组在空间的分布应彼此相差120°电角度；
4.绝缘性能和机械强度可靠，制造工艺简单，用铜量少，散热好、检修方便。
二、定子绕组的分类
三相异步电动机定子绕组一般采用分布绕组的形式。
若按槽内层数来分，可分为单层绕组，双层绕组和单双层混合绕组；按每极每相所占槽数来分，可分为整数槽和分述槽绕组；若按绕组的结构形状来分，又可分为链式绕组、同心式
绕组，交叉式绕组，叠绕组和波绕组。
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
三相交流异步电动机工作原理
三相交流异步电动机工作原理：三相对称绕组，通入三相对称交流电，将在空间产生旋转磁场，此磁场切割转子导体，将在转子中产生感应电动势及感应电流，并且转速低于同步速并与同步速方向相同旋转
当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。
由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。
由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。
转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。
电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
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。
三相异步电动机的定子绕组汇总
三相异步电动机的定子绕组汇总一、定子绕组的类型1.分布绕组：分布绕组是将每个线圈的匝数分散在整个定子内周上，使得电流的动态分布较为均匀。
这种绕组形式适用于大功率的电动机，可以减小谐波电动势和铁芯损耗。
2.集中绕组：集中绕组是将每个线圈的匝数集中在定子上的一个或几个槽内，电流集中分布。
这种绕组形式适用于小功率的电动机，结构简单、实用性强。
二、定子绕组的回路形式1.星形回路：星形回路是将三个线圈的一个端点连接在一起，形成一个共连接点，然后连接到电源上，其余两个端点分别连接到电源的三个相线上。
这种回路形式适用于工作电压较低的电动机，可以使电动机的线电流降低，减小线路损耗。
2.三角形回路：三角形回路是将三个线圈的一个端点分别连接到电源的三个相线上，其余两个端点相互连接形成一个闭合的回路。
这种回路形式适用于工作电压较高的电动机，可以提高电动机的输出功率。
三、定子绕组的绝缘材料1.纸质绝缘材料：纸质绝缘材料是一种传统的绝缘材料，具有良好的耐热性和机械强度，广泛应用于电动机的定子绕组中。
2.塑料绝缘材料：塑料绝缘材料是一种新型的绝缘材料，具有良好的绝缘性能和耐久性，适用于电动机的高温绝缘和特殊工况下的使用。
四、定子绕组的绝缘等级定子绕组的绝缘等级一般按照国际电工委员会（IEC）的标准来确定，主要有B、E、F、H等几个等级。
1.B级绝缘等级：适用于工作温度不超过130℃的电动机。
2.E级绝缘等级：适用于工作温度不超过120℃的电动机。
3.F级绝缘等级：适用于工作温度不超过155℃的电动机。
4.H级绝缘等级：适用于工作温度不超过180℃的电动机。
五、定子绕组的故障及维修定子绕组在使用过程中可能会出现一些故障，主要有绝缘破损、绕组成分松动等。
维修定子绕组时，需要重新绝缘、焊接或更换绕组等。
1.绝缘破损：绝缘材料的老化、磨损或受到外力作用等原因，可能导致绝缘破损，引起电气故障。
此时，需要进行重新绝缘，修复保持绝缘完好。
三相异步电动机的定子绕组
5、用途
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。
2023年8月26日
星期六 §3－2 三相异步电动机的定子绕组（中）
八、 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
§4－3 三相异步电动机定子绕组
2、举例 已知三相异步电动机，Z1=24槽，
2P=4，m=3，双层绕组，a=1，试作出表示 极相组之间连接规律的U相接线图。 解：极相组 = 2Pm = 4×3 = 12 个 3、练习：
已知三相异步电动机，Z1=36槽，2P=6， m=3，单层短距绕组，a=1，试作出表示极 相组之间连接规律的圆形接线图。 返回首页
画出Z1 = 36槽，2P=4，m=3，a=1单
层短距交叉式绕组展开图。
解：⑴τ= Z1/2P = 36 / 4 = 9槽
⑵q = Z1/2Pm = 36 /(4×3) = 3槽
⑶ys = 2q + 2 = 2×3 + 2 = 8 槽 yd = 2q + 1 = 2×3 + 1 = 7槽
2023年8月26日
§4－3 三相异步电动机定子绕组
本节要点： 一、三相定子绕组的基本要求和分类 二、绕组的基本术语 三、绕组的连接方式 四、三相定子绕组的构成原则 五、三相单层绕组 ㈠画展开图的步骤 ㈡单层链式绕组 ㈢交叉式绕组 ㈣同心式绕组 ㈤单层、双层绕组的特点 ㈥双层绕组的展开图
2023年8月26日
星期六
§4－3 三相异步电动机定子绕组
）→（1—20）→U2 嵌线规律：嵌一空一吊二
三相异步电动机结构详细图解
三相异步电动机结构详细图解图1封闭式三相异步电动机的结构1—端盖2—轴承3-机座4—定子绕组5—转子6—轴承7—端盖8—风扇9-风罩10-接线盒异步电动机的结构也可分为定子。
转子两大部分。
定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。
由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能,并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同,交流电机定子是电枢。
另外，定.转子之间还必须有一定间隙（称为空气隙)，以保证转子的自由转动。
异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为0。
2mm～2mm。
三相异步电动机外形有开启式.防护式。
封闭式等多种形式，以适应不同的工作需要。
在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式。
潜水泵式等。
不管外形如何电动机结构基本上是相同的。
现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。
如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。
1。
定子部分定子部分由机座。
定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成.（1）机座。
机座用来支承定子铁心和固定端盖.中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。
（2)定子铁心。
定子铁心是电动机磁路的一部分。
为了减小涡流和磁滞损耗,通常用0。
5mm厚的硅钢片叠压成圆筒,硅钢片表面的氧化层（大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。
（a)直条形式（b）斜条形式图2 笼型异步电动机的转子绕组形式（3）定子绕组。
定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜（或铝）导线绕制的绕组联接而成。
它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场.通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。
槽口用槽楔（一般为竹制)塞紧。
槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。
如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边）,还要加放层间绝缘。
三相异步电动机定子绕组
三相异步电动机定子绕组一、异步电动机绕组参数1、极距极距是指沿定子铁心内圈，每个磁极所占的范围，可用长度表示，也可用槽数表示，则极距：式中：Z——定子铁心总槽数P---磁极对数2、节距节距也称跨距，指的是每把线圈两个有效边之间的距离，用槽数表示。
当线圈节距等于极距时称为全节距；当线圈节距小于极距时称为短节距。
一般单速电动机多采纳短节距，由于可以改善电磁性能，又节约导线材料。
3、每极每相槽数。
定子绕组在每个磁极下，每一相所占的槽数称为每极每相槽数。
表示：m:相数把属于同一相的q 只线圈按肯定方式串联成组，称为极相组，通常在绕线时一次绕成，然后分别嵌装单层绕组,每相的极相组数等于极对数。
4、电角度计量电磁关系的角度称为电角度。
电角度=极对数× 机械角度。
电动机的空间机械角度都是360度。
但不同磁极对数的电动机其电角度不同。
不论电动机有几个磁极，一对磁极即占有360度电角度；一个极距为180度电角度。
相带所谓的相带，就是每极每相所占的电角度，大家知道，三相电动机所产生的旋转磁场是定子三相绕组的合成磁场，因此在每对磁极所占据范围内均应有三相绕组的有效边。
通常把每对磁极下绕组平均分成六个区段。
并把每极下的三个区段分A.B.C三相。
由于一个极距为180度，所以每一相带电角度为60度。
一般状况下，三相单速电动机绕组都绕成60度相带。
二、异步电动机绕组1、绕组种类三相异步电动机定子绕组均属于分布绕组，它的种类结构也较简单多样，主要分为单层绕组，双层绕组等多种。
所谓单层绕组就是每个定子槽中只嵌线圈的一个有效边，因此线圈的绕制和嵌线都比较便利，而且还没有层间绝缘，槽满率较高，不会发生槽内相间短路，但每个线圈的两个端部不易处理整齐。
电气性能也较差，绕组的线圈数等于总槽数的一半。
所以一般应用于小容量的电动机中。
双层绕组的每一个槽都嵌上下两个线圈的有效边，槽的利用率较高，电气性能也得到了提高，因此一般应用于大容量的异步电动机定子绕组。
第四章三相异步电动机试题和答案解析
第四章 三相异步电动机一、 填空（每空1分）1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。
答 s :s)(1:1-2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。
答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。
答 1， σσ21X X '+4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ，2cos ϕ ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。
答 1，很大，很小，小一些，不大5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。
当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。
答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。
答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。
答 电动机， 发电机，电磁制动8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。
答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。
答 大，同步电机为双边励磁10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。
三相异步电动机的定子绕组
三相异步电动机的定子绕组
三相异步电动机的定子绕组是由三组互相间隔120度的线圈构成的，这些线圈分别在交流电源下产生相位差为120度的交变磁场，形成旋转磁场，驱动转子旋转。
一、如何理解旋转磁场？
旋转磁场是三相异步电动机工作的基础。
当三组线圈在三相交流电源下产生交变磁场时，这些磁场按照一定的顺序和频率变化，形成一个旋转的磁场。
这个旋转磁场以一定的速度在定子绕组中旋转，驱动转子跟随旋转，实现电动机的工作。
二、定子绕组的设计和制作有哪些重要因素需要考虑？
定子绕组的设计和制作需要考虑多种因素，包括线圈的材料、线圈的尺寸和形状、线圈的绝缘性能、线圈的排列方式、线圈的电气参数等。
线圈的材料通常选择具有高导电性和良好机械性能的铜或铝，线圈的尺寸和形状需要根据电机的结构和性能要求设计，线圈的排列方式需要确保三组线圈能产生相位差为120度的磁场，线圈的电气参数需要满足电机的功率和效率要求。
三、定子绕组的状态如何影响三相异步电动机的性能？
定子绕组的状态直接影响三相异步电动机的性能。
如果定子绕组有故障，例如线圈断路、短路或接地，将会影响旋转磁场的形成，导致电机性能下降或无法工作。
因此，对定子绕组的维护和保养非常重
要，需要定期进行检查和测试，确保定子绕组的良好状态。
三相异步电动机的定子绕组是其核心部分，旋转磁场的形成、电动机的性能和工作效率等都与定子绕组有密切关系。
因此，对定子绕组的理解和熟悉，对于理解三相异步电动机的工作原理和性能，以及进行电机设计、维护和故障诊断都非常重要。
三相异步电动机的结构及铭牌
n2
U1
T U2
0
U2 U3
T
当电动机负载的阻力矩TL一定时，又有电压降低，电磁转矩T下降，将使电机可能带不动原有负载， 于是转速下降，电流加大。电压下降过低，以致最大转矩也低于负载转矩时，电机停转。
第五节 三相异步电动机的启动 鼠笼式电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种。
1) 直接起动
直接起动就是利用闸刀开关将电动机直接接入电 网使其在额定电压下起动，如图 所示。这种方法最 简单，设备少，投资小，起动时间短，但起动电流大， 起动转矩小， 一般只适用于小容量电动机（10 kW以 下）的起动。
起动 运行
第六节 三相异步电动机的调速
调速是指人为的改变电动机的转速。
型号Y—112M－4 ：Y——产品代号， 114——机座中心高160 mm； M表示中机座， （ S表示短机座， L表示长机座）；4——磁极数。
(1) 额定功率PN。 额定功率为电动机在额定状态下运行时， 转子轴上输出的机械功率kW。 (2) 额定电压和接法。额定电压指定子绕组按铭牌上规定的接法连接时应加的线电压值。 Y系列电动机功率在 4 kW以上均采用三角形连接， 以便采用Y-△接法。3kW 以下有380v和220v 两种，写成380/220v，对应接法两种，即Y/ △. 电源线电压380v时，定子绕组接成星形；电源 线电压220v时，定子绕组接成三角形。
V2
U1 S
U1
iW
V1
W1
iV V1
(a)
(b)
(c)
(d)
(1) t=0 瞬间（iU=0；iV为负值； iW为正值）: 此时，U相绕组（U1U2绕组）内没有电流；V相绕 组（V1V2绕组）电流为负值，说明电流由V2流进，由V1流出；而W相绕组（W1W2绕组）电流 为正， 说明电流由W1流进，由W2流出。运用右手螺旋定则， 可以确定合成磁场如图 (a)所示， 为一对极(两极)磁场。
《电机与电气控制技术》项目四练习题交流电机的应用
项目四交流电机的应用一、填空题1电动机是将电能转换为机械一能的设备。
2 .三相异步电动机主要有定子和转子两部分组成。
3 .三相异步电动机的定子铁心是用薄的硅钢片一叠装而成,它是定子的磁路路部分,其内表面冲有槽孔，用来嵌放定子绕组.4 .三相异步电动机的定子主要山定子铁心和定子绕组组成。
5 .三相异步电动机的转子有鼠笼式和绕线式两种形式。
6 .三相异步电动机的三相定子绕组通以三相交流电流，则会产生旋转磁场，7 .三相异步电动机旋转磁场的转速称为同步转速,它叮电源频率和磁极对数有关。
8 .三相异步电动机旋转磁场的转向是由电源的相序决定的,运行中若旋转磁场的转向改变了，转子的转向随之改变，9 .一台三相四极异步电动机，如果电源的频率/i=50Hz,则定子旋转磁场每秒在空间转过至转。
10 .三相异步电动机的转速取决于磁场极对数P、转差率S和电源频率f。
11 .三相异步电机的调速方法有变极调速、变频调速和转子回路串电阻调速，12 .在额定工作情况下的三相异步电动机，已知其转速为960r∕min,电动机的同步转速为：1000r/min、磁极对数为：3对，转差率为：0.04O13 .三相异步电动机机械负载加重时，其定子电流将小于o14 .三相异步电动机负载不变而电源电压降低时，其转子转速将增大o15 .一台三相二极异步电动机，如果电源的频率力二50HZ,则定子旋转磁场每秒在空间转转。
16 .笼型三相异步电动机常用的降压起动方法有：Y-△降压起动和自耦变压器降压起动。
17 .三相异步电动机采Y-△降压起动时，其起动电流是三角联接全压起动电流的1/3 ,起动转矩是三角联接全压起动时的1/318 .三相异步电动机的额定功率是额定状态时电动机转子轴上输出的机械功率，额定电流是满载时定子绕组的线电流,其转子的转速小于旋转磁场的速度。
19 .电动机铭牌上所标额定电压是指电动机绕组的线电压.20 .某三相异步电动机额定电压为380/220V,当电源电压为220V时，定子绕组应接成三角形接法：当电源电压为380V时，定子绕组应接成星形接法。
三相异步电机的定子绕组
连线圈和线圈组
2. 连线圈和线圈组： • 将一对极域内属于同一相的某两个线圈边连成一个线 圈，共有q个线圈。 • 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组； （共有多少个线圈组？） • 以上连接应符合电势相加原则。
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连相绕组
将属于同一相的p个线 圈组连成一相绕组，并 标记首尾端。
• 串联与并联：电势相 加原则。
基本步骤：
1. 分极分相： • 将总槽数按给定的极数均匀分开（N、S极相邻分布）并标 记假设的电流方向。 • 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电 角度。
每极每相槽数 q Z 2 pm
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相带 槽号 极对数
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q Z 2 pm
相带
槽号 极对数
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线圈组连接
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•最大并联支路数a＝p 。
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连三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ绕组
• 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组； • 接法或Y接法；
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综上分析：
1）单层绕组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。
• 绕组系数 kN1 ky1kq1
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绕组基本概念
4、 电角度：
• 转子铁心的横截面是一个圆，其几何角度为360度。 • 从电磁角度看，电流在时间上变化一周，磁场的空间 分布曲线或线圈中的感应电动势正好变化一周，一对 N,S极构成一个磁场周期，即一对磁极为360电角度； • 电机的极对数为p时，气隙 圆周的角度数为p ×360电 角度。
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集中式绕组
判断依据：根据
线圈绕组的形状与嵌 装布线的方式。
分布式绕组
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集中式绕组
集中式绕组一般仅有一个或几个矩形框线图形成。绕制后用纱 带包扎定型，在经浸漆烘干处理后嵌装在凸形磁极的铁心上。
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分布式绕组
采用分布式绕组的电动机定子没有凸形的极掌，每个磁极都是由一个或几 个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组。
同心式绕组
判断依据：根据
嵌装布线排列的形 式。
叠式绕组
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同心式绕组
同一线圈组的几个大小不同矩形线圈，按同一中心的位置逐个嵌装排列成 回字形的型式。一般单相电动机和部分小功率三相异步电动机的定子绕组采用 这种型式。
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叠式绕组
所有线圈的形状大小完全相同，分别以每槽嵌装一个线圈边，并在槽外 端部逐个相叠均匀分布的型式。一般为三相异步电动机的定子绕组较多采用叠 式绕组。
z 36 t = = =9 2p 2´ 2
习惯上说： 极距为9槽，就是第1槽到第10槽。
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电角度
一个圆周的机 械角度是360°， 把这种定义的角度 称为空间机械角， 用θ表示。
机械角 机械角
当导体每经过一个磁极时，其感应电动势交变一次，因此 一对极数所对应360°电角度，用α表示。
电角度 电角度
电动机修理的大 部分工作是对绕 组的修理，所以 必须对电动机绕 组的结构形式以 及接线方法有清 楚的了解。
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电动机绕组的结构
以定子绕组形成磁极数来区分 以定子绕组形成磁极数来区分
庶极式绕组
判断依据：根据
电动机的磁极数与绕 组分布形成实际磁极 数的关系。
显极式绕组
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显极式绕组
尾接尾 、 头接头 ““ 尾接尾 ”” 、 ““ 头接头 ””
特点：每个线圈形成一个磁极；线圈数与磁极数相等。
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庶极式绕组
尾接头 ““ 尾接头 ””
特点：每个线圈形成两个磁极，线圈数为磁极数的一半。
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电动机绕组的结构形式
以定子绕组的形状与嵌装布线来区分 以定子绕组的形状与嵌装布线来区分
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绕组的术语与基本参数
线圈 圈 线 线圈是以 绝缘导线 按一定形 状绕制而 成，由一 匝或多匝 组成。
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绕组的术语与基本参数
线圈 圈 线
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绕组的术语与基本参数
线圈 圈 线
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绕组的术语与基本参数
线圈 线圈
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极相组
极相组：凡是一相中形成同一个磁极的线圈（一个或 多个）定为一组。
测量时，按每分钟约120转左右的速度转动摇柄，当指针为0时，表示绕组 接地。如果电动机绝缘受潮或因事故而击穿，则必须依据经验判断。
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（1）绕组接地
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（1）绕组接地
万用表检查 万用表检查
用万用表 测量可以判断 绕组直接接地 和较小的阻 值。然后再根 据经验和具体 分析判断电机 受潮还是击穿 故障。
同心式绕组
适用机型：国产JO2-21-4型、JO2-22-4型、Y-90-4型、Y2-90-4
型、 Y802-4型、Y2-802-4型等。
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工程操作
绕组嵌线顺序：每嵌好二槽，向后退空二槽，再嵌二槽，以此类 推。
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工程操作
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工程操作
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交叉链式绕组
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链式绕组
注意：三相绕组连续轮换嵌线。
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链式绕组
把每相极相组反接串联成一路，这种方式通常称为“单进火”连接。对 于电流较大的电动机有时为了分担电流，可以采用“双进火”“多进火”连 接。
双 进 火
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链式绕组
四进火
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工程操作
在工程实践 中，利用平面接 线圆图来直观表 达绕组分布及接 线规律。图上小 圆及数字表明定 子铁心的槽及其 槽序，空心小圆 代表一个或一组 线圈的首端；实 心小圆代表一个 或一组线圈的末 端。
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并绕根数
额定功率较大的电动机，因电流较大，就须较大线径的导线绕制线 圈。但线径过大（一般在1.6毫米以上），则线硬而难绕难嵌，可采用几根 线径较小的导线并绕代替。当决定电动机修理重绕拆线时，务必注意搞清 原始的并绕根数，以免误作线圈匝数。
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并联支路数
额定功率小的电动机，一般绕组的所有线圈组依次串联成一路再接入 电源。这种方式通常称为“单进火”连接。但额定功率较大的电动机（一般 7千瓦以上）所需电流较大，有时就要把绕组的所有线圈组分别串联成二 路或多路，然后再按规定方式并联接入电源。这种方式习惯上称为“双进 火”“多进火”连接，实际上就是指绕组的并联支路数。当决定修理重绕拆 线时，也必须查明原始的绕组并联支路数。
a = p ´q
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电角度
假设有一根导体沿定子内 膛匀速旋转一周，从图中看出 导体经过了4个磁极，其感应 电动势改变4次。
如何理解 如何理解 电角度？ 电角度？
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相
带
每个极距内属于同一相的槽所占有的区 域。
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节
距
节距：指单个线圈两有效边跨占的槽数，用y表示。
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（1）绕组接地
试灯检查 试灯检查
试灯是修理场所最简便 的常用工具，即在电源上串 接一只灯泡，将其中一线断 开，做成两根测试棒。
若灯泡发亮， 说明绕组接地； 灯泡微亮， 说明绝缘有接地击穿； 如灯泡不亮， 说明绕组绝缘良好。 有时灯泡虽不亮，测试 棒接触电动机时出现火 花，这说明绕组尚未击 穿，只是严重受潮。
三相单层绕组的特点
线圈的数量少，绕制和嵌线较方便省时。
槽的利用率较高 ，无需层间绝缘，减少了槽内发生相间 短路的可能性。
绕组线圈的两端部处理不易整齐 ， 电气性能较差 。
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单层绕组展开图的绘制
什么是单层绕组展开图？ 什么是单层绕组展开图？
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三相单层绕组
绕组排列原 绕组排列原 则： 则：
由于采用了整节距形式，该绕组属于庶极式绕组，相邻两个极相组 的连接方式应该是尾端接首端（“尾接头”）。
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实际工程中绕组展开图
由于整节距绕组的线圈端部较长，而且电磁性能不好，运行振动、噪声 大，所以一般不采用整节距绕组形式，而是采用短节距绕组，缩短端部连线， 节省用铜，便于嵌线和散热，提高电磁性能。
链式绕组 三相单层短 节距绕组 交叉式绕组 交叉链式绕组
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同心式绕组
链式绕组
链式绕组是由相同节距的线圈组成的，其结构特点是构成绕组的 线圈一环套一环，形如长链。
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链式绕组
适用机型：国产JO2-21-4型、JO2-22-4型、Y-90-4型、Y2-90-4
型、 Y802-4型、Y2-802-4型等。
一个极距内所有导体的电流方向必须一 致。
相邻两个极距内所有导体的电流方向必须相 反。
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定子绕组展开图绘制步骤
计算绕组数据 计算绕组数据
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定子绕组展开图绘制步骤
画槽、标号 画槽、标号
在纸上等距离地把定子槽画成平行线。如电动机是24槽，就画出24根 平行线代表槽数，并标明每槽的序号。
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交叉链式绕组
U 相绕组 U 相绕组
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三相单层绕组
三相绕组 三相绕组
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工程操作
绕组嵌线顺序：嵌好双圈的二槽后，向后退空一槽嵌单圈，嵌好单圈的一槽 后，向后退空二槽嵌双圈，以此类推。
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工程操作Paຫໍສະໝຸດ e 61（1）绕组接地故障现象 故障现象
绕组接地，俗称“碰壳”。它是指绕组与铁心或机壳间绝缘破坏而 造成的通地现象。出现这种故障后，会使机壳带电。
故障原因 故障原因
造成绕组接地的原因很多，如受潮、雷击、过热、拖底、机械 损伤、腐蚀、绝缘老化，以及绕组制造工艺不良等等，都可能造成 电机绕组的接地故障。
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（1）绕组接地
摇表检查 摇表检查
表示方法：例如节距为6， 习惯上说第1槽和第7槽。
长节距： y >τ 整节距： y =τ 长节距： y <τ
实际应用时常采用短节距绕组，因为短节距绕组可节省导电材 料，而且磁场较均匀，电动机功率因数也较高。
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工程经验
在三相异步电动机绕组接线时，如果y<τ或y>τ， 则该绕组属于显极式绕组，相邻两个线圈（组）的连接 方式必须尾端接尾端，首端接首端（电工术语为“尾接 尾”、“头接头”，也即反接串联方式。如果y=τ，则该 绕组属于庶极式绕组，相邻两个线圈（组）的连接方式 应该是尾端接首端（电工术语为“尾接头”），即顺接串 联方式。在实际三相异步电动机中，绝大多数电机采用 的都是y<τ的短节距绕组，都属于显极式绕组，所以绕 组的连接方式通常是“尾接尾”、“头接头”。
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极相组
显极式绕组的极相组数 显极式绕组的极相组数
2p´m
庶极式绕组的极相组数 庶极式绕组的极相组数
2
p
´ 2
m
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每极每相槽数
每极每相槽数是每极相组所占的槽数，也可看作每极相组的线 圈数，简称每组线圈。
z q = 2p´m
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匝数和线径
匝数 匝数
匝数即每线圈的圈 数。
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（2）绕组断路
故障现象 故障现象
断路故障多数发生在电机绕组的端部以及各绕组接线头或电动机 引出线端附近等地方。