电机与拖动基础讲课件

7.1 异步电动机结构、数据与原理
交流电动机按照转子转速与旋转磁场速度(同步速 度)的异同，可分为交流同步电动机与交流异步电动机。 同步电动机转子的速度与旋转磁场的速度相同，所以， 称为同步电动机，一般应用于恒速负载与发电场合； 异步电动机转子的速度与旋转磁场的速度不同，所以， 称为异步电动机，其应用相对同步电动机要广泛的多。 同步电动机的定子结构与异步电动机的结构基本相同， 所以，本章主要探讨交流异动步电动机。
转轴上的每分转速。
(5) 额定频率fN(Hz)：指电动机所接交流电源的频率。
(6) 额定工作制：指电动机在额定状态下工作，可以持 续运转的时间和顺序，可分为额定连续工作的定额S1、短 时工作的定额S2、断续工作的定额S3等3种。
此外，铭牌上还标明绕组的相数与接法(接成星形或三 角形)、绝缘等级及温升等。对绕线转子异步电动机，还 应标明转子的额定电动势及额定电流。
(a) 直条形式
电机与拖动基础讲
(b) 斜条形式
7.1.2 三相异步电动机的结构
绕线型转子绕组由镶嵌在转子铁心槽中的三相绕组组 成。三wenku.baidu.com绕组绕组的尾端接在一起，首瑞分别接到转轴上 的3个铜滑环上，通过电刷把3根旋转的线变成了固定线， 与外部的变阻器连接，构成转子的闭合回路，以便于控制。
两种转子相比较，笼型转子结构简单，造价低廉， 并且运行可靠，因而应用十分广泛。
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
(3) 定子绕组。定子绕组是电动机 的电路部分，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。
2. 气隙
异步电动机的气隙比同容量直流电 动机小得多，在中小型异步电动机 中，气隙一般为0.2 ~ 0.5mm。
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
• 三相异步电动机由静止的定子和转子两大部分组 成。定子与转子之间有一很小的气隙。
风扇
外壳 定子
接线盒
电机与拖动基础讲
转子
7.1.2 三相异步电动机的结构
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。图中是一台封闭 式三相异步电动机解体后的零部件图。
动机轴上输出的机械功率。
PN=3 UNINNcoN s (2) 额定电压UN(v)：指电动机额定工作状态时，电源
加于定子绕组上的线电压。
(3) 额定电流IN(A)：指电动机额定工作状态时，电源
供给定子绕组上的线电流。
电机与拖动基础讲
7.1.3 异步电动机的铭牌数据
(4) 额定转速nN(r/min)：指电动机额定工作状态时，
电机与拖动基础讲
7.1.5 异步电动机的工作原理
1. 实验演示 为了说明交流异步电动机的工作原
理，先做一个实验。如图7.1所示， 将一个可绕轴自由转动的金属框放 置在蹄形永久磁铁的两磁极之间， 永久磁铁架装在支架上，并装有手 柄。摇动手柄使永久磁铁环绕金属 框旋转，这时会看到金属框也随着 磁铁的旋转而转动起来。
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
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
1. 异步电动机的定子 由机座、定子铁心和定子绕组组成。 (1) 机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。 (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，硅钢片上涂绝缘漆，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。
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
• 笼型转子线槽一般都是斜槽，目的是改善起动与调速 性能。笼型绕组(也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放 裸铜条或铝条，然后用两个金属环(称为端环)分别在裸 金属导条两端把它们全部接通(短接)，即构成了转子绕 组；小型笼型电动机一般用铸铝转子，这种转子是用熔 化的铝液浇在转子铁心上，导条、瑞环一次浇铸出来。 如果去掉铁心，整个绕组形似鼠笼，所以得名笼型绕组。
1—槽楔 2—槽绝缘 3—层间绝缘 4—导线
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
2. 转子部分
转子是电动机中的旋转部分，一般由转轴、转子铁心、 转子绕组、风扇等组成。转子铁心也是电动机磁路的一 部分。由0.5mm厚的硅钢片叠压成。三相交流异步电动 机按照转子绕组形式的不同，一般可分为笼型异步电动 机和绕线型异步电动机。
第7 章 异步电动机原理
电机与拖动基础讲
本章内容
• 三相异步电动机的工作原理 • 三相异步电动机转子静止时的电磁关系 • 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系 • 三相异步电动机的功率和转矩 • 三相异步电动机的机械特性 • 三相异步电动机的工作特性和参数测定 • 本章小结 • 习题与思考题
电机与拖动基础讲
电机与拖动基础讲
7.1.1 异步电动机主要用途与分类
异动步电动机按电源相数分类可分为三相异 步电动机与单相异步电动机。三相异步电动机 使用三相交流电源，它具有结构简单、使用和 维修方便、坚固耐用等优点，在工农业生产中 应用极为广泛。 • 分类
1. 按相数分：单相，两相和三相 2. 按转子结构分：绕线式和鼠笼式 3. 按有无换向器分：有换向器和无换向器
1手柄 2蹄形磁铁 3金属框
电机与拖动基础讲
7.1.5 异步电动机的工作原理
从金属框下面沿转轴向上看，图中两个小圆圈表示金属框与纸面 相垂直的两条导体边。当摇转手柄，磁铁转动时，金属框便处在旋 转磁场之中。这时，金属框与磁场间有了相对运动，金属框会因为 切割磁力线而产生感应电动势，感应电动势的方向可由右手定则判 定，由于金属框是闭合的，所以有感应电流。
• 绕线型转子结构较复 杂，造价也高，但是它 的起动性能和调速较好。
电机与拖动基础讲 图7.17 绕线式异步电动机的转子
7.1.3 异步电动机的铭牌数据
三相异步电动机在出厂时，机座上都固定着一块铭牌， 铭牌上标注着额定数据。主要的额定数据为：
(1) 额定功率PN(kW)：指电动机额定工作状态时，电