三相异步电动机工作原理与图解PPT课件
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三相异步电动机的结构和工作原理ppt课件
绕线式
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。
精选PPT课件
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
精选PPT课件
3
二、三相异步电动机的结构
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4
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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
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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二、三相异步电动机的结构
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4
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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
三相异步电动机原理ppt课件 共44页
定义（ n0- n ）为转差，把转差与同步转速n0 之比的百分值 叫做转差率S。即：
S= （ n0 -n ）/ n0 *100%
N
如果用一原动机或其它
T
转矩去拖动异步电动机，
使它的转速超过同步转速，
n >n0 ,S<0,旋转磁场切割转
n0
子导体的
n
方向相反，导体中的电动势与电流方向都反向。由左手 定则知电磁力与旋转磁场和转子的旋转方向相反，这是制动 转矩。这时原动机对异步电动机输入机械功率，而通过电磁 感应由定子向电网输送电功率，电动机处在发电机状态。
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的 绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的 电角度称为相带，一般用600相带
N
S
N
S
A Z B X C Y A ZB X C Y 600
每极每相槽数q
第四章 三相异步电动机原理
• 4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构 • 4.2交流电机绕组 • 4.3交流电机的感应电动势 • 4.4交流电机绕组的磁动势 • 4.5三相异步电动机的空载运行 • 4.6三相异步电动机的负载运行 • 4.7三相异步电动机的等效电路和向量图
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
对双层绕组而言，每个相绕组有2p个线圈组，每个相绕
组串联匝数为
N
2p a
qNy
所以双层绕组相电动势基波的有效值为
E 1 2 a p E q ( y 1 ) 2 a p 4 . 4 f 1 q 4 y k W 1 N 1 4 . 4 f 1 2 p 4 a y k q W 1 1 N 4 . 4 f 1 N 4 W 1 1
14-三相异步电动机的结构及工作原理PPT模板
（2）定子铁芯
定子铁芯是电动机磁路的一部 分。为了减少铁损，定子铁芯一般 由互相绝缘的硅钢片叠成。铁芯的 内表面冲有槽，用以放置定子绕组， 如右图所示。
（3）定子绕组
定子绕组是电动机电路的一部分。它由三个完全相同的绕 组组成，每个绕组为一相，三个绕组在空间上相差120°电角 度。三个绕组的始端和末端都被引至接线盒内，可根据需要连 接成星形或三角形，如下图所示。
i1 Im sin t i2 Im sin(t 120 ) i3 Im sin(t 120 )
三相电流的波形如下图所示。
由于各相绕组中的电流是交变的，所以，各电流的磁场也 是交变的，而三相电流的合磁场则是一旋转磁场。我们通过上 图所示曲线的几个不同瞬间来分析旋转磁场的形成。
（1）在ωt＝0的瞬间，i1＝0；i2为负值，其方向为由V2端 流进，V1端流出；i3为正值，且i3与i2大小相等，其方向为由W1 端流进，W2端流出。根据右手螺旋定则可知，三相电流所产 生的合磁场方向，相当于N极在上，S极在下的两极磁极，又 称为一对磁极，如左图所示。
（2）在ωt＝60°的瞬间，i1为正值，其方向为由U1端流 进，U2端流出；i2为负值，其方向为由V2端流进，V1端流出； i3＝0。此时，三相电流的合磁场沿顺时针方向旋转了60°， 如右图所示。
（3）在ωt＝90°的瞬间，i1为正值，其方向为由U1端流 进，U2端流出；i2为负值，其方向为由V2端流进，V1端流出； i3也为负值，其方向为由W2端流进，W1端流出。此时，三相 电流的合磁场沿顺时针方向又旋转了30°，如下图所示。
上式也可写为： n (1 s)n0
【例6-1】一台三相异步电动机，其额定转速n＝975r/min。 试求电动机的极对数和额定负载时的转差率。电源频率f1＝ 50Hz。
定子铁芯是电动机磁路的一部 分。为了减少铁损，定子铁芯一般 由互相绝缘的硅钢片叠成。铁芯的 内表面冲有槽，用以放置定子绕组， 如右图所示。
（3）定子绕组
定子绕组是电动机电路的一部分。它由三个完全相同的绕 组组成，每个绕组为一相，三个绕组在空间上相差120°电角 度。三个绕组的始端和末端都被引至接线盒内，可根据需要连 接成星形或三角形，如下图所示。
i1 Im sin t i2 Im sin(t 120 ) i3 Im sin(t 120 )
三相电流的波形如下图所示。
由于各相绕组中的电流是交变的，所以，各电流的磁场也 是交变的，而三相电流的合磁场则是一旋转磁场。我们通过上 图所示曲线的几个不同瞬间来分析旋转磁场的形成。
（1）在ωt＝0的瞬间，i1＝0；i2为负值，其方向为由V2端 流进，V1端流出；i3为正值，且i3与i2大小相等，其方向为由W1 端流进，W2端流出。根据右手螺旋定则可知，三相电流所产 生的合磁场方向，相当于N极在上，S极在下的两极磁极，又 称为一对磁极，如左图所示。
（2）在ωt＝60°的瞬间，i1为正值，其方向为由U1端流 进，U2端流出；i2为负值，其方向为由V2端流进，V1端流出； i3＝0。此时，三相电流的合磁场沿顺时针方向旋转了60°， 如右图所示。
（3）在ωt＝90°的瞬间，i1为正值，其方向为由U1端流 进，U2端流出；i2为负值，其方向为由V2端流进，V1端流出； i3也为负值，其方向为由W2端流进，W1端流出。此时，三相 电流的合磁场沿顺时针方向又旋转了30°，如下图所示。
上式也可写为： n (1 s)n0
【例6-1】一台三相异步电动机，其额定转速n＝975r/min。 试求电动机的极对数和额定负载时的转差率。电源频率f1＝ 50Hz。
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
三相异步电动机工作原理与图解
N
Z
iC
iB
C
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
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
C'
A X A' Z' X'
iC
iB
Y'
Z B'
Y B
Y' C' X' B'
A
Z'
C
Z A' Y
B X C
iA
A
A Y' Z'
三个重要转矩
( 1 ) 额定转矩
TN
：
nN
n
0
n
电机在额定电压下，以额
定转速 定功率
nN PN
运行，输出额 时，电机转轴
T
上输出的转矩。 （电动机在额定负载时的转矩。）
TN
PN PN (千瓦 ) TN 9550 2n N n N (转 / 分) 60
（牛顿•米）
( 2 ) 最大转矩 Tmax ： 电机带动最大负载的能力。 如果 TL Tmax电机将会 因带不动负载而停转。
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
A
n0
Z B
i A I m sin t
iB I m sin t 120
Y
iC I m sin t 240
C
iA
iB
iC
t
Im
X
()电流入
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
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
异步电动机课件ppt
5. 额定功率因数 额定运行时，定子相电流与相电压之间的相位差。
6. 额定效率：额定运行时，输出机械功率与输入有功功率之比。
异步电动机的基本工作原理和结构
7. 接线组别 额定运行时，三相定子绕组应采用的连接方式。有些电
动机铭牌上有两个电压数值220/380V，接线组别也有两种： 三角形和星形，这表示电网电压为220V时定子绕组应接成三 角形，电压为380V时，定子绕组应接成星形。
异步电动机的基本工作原理和结构
§1-3 异步电动机的铭牌参数
1. 额定功率 额定运行时转轴输出的机械功率，千瓦(kW)。
2. 额定电压 额定运行时三相定子绕组的线电压，伏（V）或千伏（kV）
3. 额定电流 额定运行时三相定子绕组的线电流，安（A）或千安（kA）
4. 额定频率：我国额定工频为50Hz。赫兹（Hz）
r2' s
)2 +(x1
x'20 )2 ]
电磁转矩与电压、频率、参数、转差率有关。
异步电动机的运行原理和工作特性
（1）机械特性曲线 M f (s) n f (M )
最大转矩 s=1时
启动转矩
额定转矩
sN
临界转差率 稳定运行区：0~sm 或 nm~n1
异步电动机的运行原理和工作特性
（2）最大电磁转矩
M
KM .I2 cos2
k f1
sr2U12 r22 (sx2
)2
Φ——气隙合成旋转磁场的每极磁通 KM、K——与电动机结构有关的常数 cosφ2——转子每相电路的功率因数
M U12
异步电动机的运行原理和工作特性
§2-2 异步电动机的等值电路
异步电动机的运行原理和工作特性
异步电动机的运行原理和工作特性
6. 额定效率：额定运行时，输出机械功率与输入有功功率之比。
异步电动机的基本工作原理和结构
7. 接线组别 额定运行时，三相定子绕组应采用的连接方式。有些电
动机铭牌上有两个电压数值220/380V，接线组别也有两种： 三角形和星形，这表示电网电压为220V时定子绕组应接成三 角形，电压为380V时，定子绕组应接成星形。
异步电动机的基本工作原理和结构
§1-3 异步电动机的铭牌参数
1. 额定功率 额定运行时转轴输出的机械功率，千瓦(kW)。
2. 额定电压 额定运行时三相定子绕组的线电压，伏（V）或千伏（kV）
3. 额定电流 额定运行时三相定子绕组的线电流，安（A）或千安（kA）
4. 额定频率：我国额定工频为50Hz。赫兹（Hz）
r2' s
)2 +(x1
x'20 )2 ]
电磁转矩与电压、频率、参数、转差率有关。
异步电动机的运行原理和工作特性
（1）机械特性曲线 M f (s) n f (M )
最大转矩 s=1时
启动转矩
额定转矩
sN
临界转差率 稳定运行区：0~sm 或 nm~n1
异步电动机的运行原理和工作特性
（2）最大电磁转矩
M
KM .I2 cos2
k f1
sr2U12 r22 (sx2
)2
Φ——气隙合成旋转磁场的每极磁通 KM、K——与电动机结构有关的常数 cosφ2——转子每相电路的功率因数
M U12
异步电动机的运行原理和工作特性
§2-2 异步电动机的等值电路
异步电动机的运行原理和工作特性
异步电动机的运行原理和工作特性
三相异步电动机课件
i1
i2
+ u1
－
－
e1
e－+1
+
+
－e2
e+ 2
－
f1 f2
异步电动机每相电路
3. 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，
每极磁通
U1 E1= 4.44 f 1N1
U1
4.44 f1 N1
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
s n0 n 100% 1000 975 100% 2.5%
n0
1000
3.3 三相异步电动机的电磁转矩
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
E1 、E2 频率相同，都等 于电源频率。
U1
4.44 f N1
磁场的转速相等，即
如果: n n0 n n0
异步电动机
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切
割转子导条
无转子电动势和转子电流
无转矩
因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与
旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
转差率s
s
n0 n0
n
100%
转子转速亦可由转差率求得
sX
R2
20
)2
R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1N1Φm
由此得电磁转矩公式
M
K
m'
R22
sR2 (sX 20 )2
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原因：起动时 n0 ，转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势 转子电流 定子电流
影响： 频繁起动时造成热量积累 大电流使电网电压降低
电机过热
20.11.2020
影响其他负载工作 27
三相异步机的起动方法：
（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。
极对数 磁场转过的空间角度 (f 50H)z
p 1
p2
p3
20.11.2020
360 180 120
3000(转/分）
1500(转/分）
1000(转/分）
16
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
一. 转动原理：
20.11.2020
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。
20.11.2020
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
iA Im sint
iB Im sint 120 iC Im sint 240
C
B
iA iB iC
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 •
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t60
Im
n0
60f p
(转/分）
20.11.2020
iA iB iC t
15
三相异步电动机的同步转速
n0
60f p
(转/分）
每个电流周期
同步转速 n 0
（2）工作时，一定令负载转矩 TL Tmax，否则
电机将停转。致使
n0(s1 ) I2 I1 电机严重过热
20.11.2020
24
( 3 ) 起动转矩 Tst ：
电机起动时的转矩。
n
n
0
TKR22s(sR2X20)2 U12
T
其中 n0 (s1)
T st
则 TstKR22R(X 2 20)2U12
T st 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。
20.11.2020
25
§ 2.4 三相异步电动机的使用
20.11.2020
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
26
一、 三相异步机的起动
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。
电机在额定电压下，以额
n
n nN0
定转速 n N 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
955n0PNN((转 千/分 瓦 ))
60
20.11.2020
（牛顿•米） 22
( 2 ) 最大转矩 Tmax ：
电机带动最大负载的能力。
如果TL Tmax电机将会
第七章 异步电动机
20.11.2020
1
§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。
20.11.2020
2
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
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
20.11.2020
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。
20.11.2020
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。
20.11.2020
5
§7.2 三相异步电动机的工作原理
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y
Z B'
C
B
iB
20.11.2020
Y' A Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
13
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z' •B
•
SX
C Y
20.11.2020
极对数 p 2 14
t
A YN Z
C
20.11.2020
B
S
X
n 0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CSB
11
X
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
A
ZX Y B
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
20.11.2020
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。
因带不动负载而停转。
TKR22s(sR2X20)2 U12
n
n
0
T
Tmax
求解
20.11.2020
T 0 S
TmaxKU12
1 2X2203
过载系数： T max
TN
TmaxKU12
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。
Im
X
t
20.11.2020 ()电流入
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
20.11.2020
wt0
9
20.11.2020
wt600
wt900
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：
Im
iA iB iC
n0 60f (转/分）
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
i1
e 1、e 2 ：漏磁通ຫໍສະໝຸດ u1e1e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
d
Φ 定子边：u1i1R 1e1e1e1N 1dt
Φ uN cost sint 设： 20.11.2020
m 1 则： 1
1m1
211
三个重要转矩
( 1 ) 额定转矩 T N ：
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB
t
n0
n0
20.1改1.20变20 电机的旋转方向：换接其中两相
19
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~
20.11.2020
反转 M 3~
20
§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
20.11.2020
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
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：
s n0n0 n100%
异步电机运行中: s1~9%
电动机起动瞬间: n0, s1（转差率最大）
20.11.2020
18
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
转子感应电势 转子电流 定子电流
影响： 频繁起动时造成热量积累 大电流使电网电压降低
电机过热
20.11.2020
影响其他负载工作 27
三相异步机的起动方法：
（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。
极对数 磁场转过的空间角度 (f 50H)z
p 1
p2
p3
20.11.2020
360 180 120
3000(转/分）
1500(转/分）
1000(转/分）
16
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
一. 转动原理：
20.11.2020
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。
20.11.2020
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
iA Im sint
iB Im sint 120 iC Im sint 240
C
B
iA iB iC
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 •
•X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t60
Im
n0
60f p
(转/分）
20.11.2020
iA iB iC t
15
三相异步电动机的同步转速
n0
60f p
(转/分）
每个电流周期
同步转速 n 0
（2）工作时，一定令负载转矩 TL Tmax，否则
电机将停转。致使
n0(s1 ) I2 I1 电机严重过热
20.11.2020
24
( 3 ) 起动转矩 Tst ：
电机起动时的转矩。
n
n
0
TKR22s(sR2X20)2 U12
T
其中 n0 (s1)
T st
则 TstKR22R(X 2 20)2U12
T st 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。
20.11.2020
25
§ 2.4 三相异步电动机的使用
20.11.2020
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
26
一、 三相异步机的起动
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。
电机在额定电压下，以额
n
n nN0
定转速 n N 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
955n0PNN((转 千/分 瓦 ))
60
20.11.2020
（牛顿•米） 22
( 2 ) 最大转矩 Tmax ：
电机带动最大负载的能力。
如果TL Tmax电机将会
第七章 异步电动机
20.11.2020
1
§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。
20.11.2020
2
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
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
20.11.2020
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。
20.11.2020
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。
20.11.2020
5
§7.2 三相异步电动机的工作原理
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y
Z B'
C
B
iB
20.11.2020
Y' A Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
13
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z' •B
•
SX
C Y
20.11.2020
极对数 p 2 14
t
A YN Z
C
20.11.2020
B
S
X
n 0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CSB
11
X
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
A
ZX Y B
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
20.11.2020
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。
因带不动负载而停转。
TKR22s(sR2X20)2 U12
n
n
0
T
Tmax
求解
20.11.2020
T 0 S
TmaxKU12
1 2X2203
过载系数： T max
TN
TmaxKU12
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。
Im
X
t
20.11.2020 ()电流入
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
20.11.2020
wt0
9
20.11.2020
wt600
wt900
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：
Im
iA iB iC
n0 60f (转/分）
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
i1
e 1、e 2 ：漏磁通ຫໍສະໝຸດ u1e1e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
d
Φ 定子边：u1i1R 1e1e1e1N 1dt
Φ uN cost sint 设： 20.11.2020
m 1 则： 1
1m1
211
三个重要转矩
( 1 ) 额定转矩 T N ：
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB
t
n0
n0
20.1改1.20变20 电机的旋转方向：换接其中两相
19
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~
20.11.2020
反转 M 3~
20
§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
20.11.2020
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
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：
s n0n0 n100%
异步电机运行中: s1~9%
电动机起动瞬间: n0, s1（转差率最大）
20.11.2020
18
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。