三相异步电动机工作原理与图解PPT课件
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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
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百度文库
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。
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
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。
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
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）
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。
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
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
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。
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
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
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 ：
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
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
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
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百度文库
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。
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
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。
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
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iA
A
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Z' X'
iC
C'
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Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
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Z
A'
Z' •B
•
SX
C Y
20.11.2020
极对数 p 2 14
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）
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。
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
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
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。
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
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
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 ：
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
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
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§7.2 三相异步电动机的工作原理