三相异步电动机的原理和特性
三相异步电动机的工作原理及特性
2.转子 转子由铁心与绕组构成。
转子铁心也是电动机磁 路旳一部分，由硅钢片叠压 而成。转子铁心装在转轴上。 硅钢片冲片如图所示。
线绕式和鼠笼式两种电动机旳转子构造虽然不同，但工作原理 是一致旳。转子旳作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。
鼠笼式异步电动机转子绕 组是在转子铁心槽里插入铜条， 再将全部铜条两端焊在两个铜 端环上而构成，如图所示。
即1/4转，电流变化一种周期，旋转磁场在空间只转了1/2转。
由此可知，当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度
仅为一对磁极时旳二分之一。依次类推，当有p对磁极时，其转速
为：
n0
60 f p
所以，旋转磁场旳旋转速度与电流旳频率成正比而与磁级对数
成反比。
4．工作原理 三相异步电动机旳工作原
理是基于定子旋转磁场和转子 电流旳相互作用。
iC=0 此时旳合成磁场如图（b） 所示，合成磁场已从t=0 瞬间
所在位置顺时针方向旋转了
/3。
3t T 3时
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。
iB=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
此时旳合成磁场如图 （c）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
第一章 机电传动断续控制
学习任务
1.1 三相异步电机
• 了解三相异步电动机旳基本构造及工作原理；
• 掌握三相异步电动机旳转矩特征和机械特征；
• 掌握三相异步电动机旳连接措施和额定参数；
• 掌握三相异步电动机开启、调速和制动等多种特征；
• 掌握实现三相异步电动机开启、调速和制动旳多种措施及
它们旳使用场合。
向旋转了2 /3。
三相异步电动机的基本工作原理和结构
三相异步电动机的基本工作原理和结构三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域。
它的基本工作原理和结构对于了解电动机的工作原理和性能具有重要意义。
一、基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理是利用电磁感应和电磁力相互作用的原理。
它由定子和转子两部分组成。
1. 定子：定子由三个相位相隔120度的绕组组成，每个绕组被连接到一个相位的交流电源上。
当交流电源通电时，定子的绕组中会产生交变电磁场。
2. 转子：转子由导体材料制成，通常是铜或铝。
转子内部的导体形成了一组绕组，称为转子绕组。
转子绕组与定子绕组之间存在磁场的相互作用。
当交流电源通电后，定子绕组中的交变电磁场会感应出转子绕组中的电流。
由于定子绕组和转子绕组之间存在磁场的相互作用，转子绕组中的电流会产生电磁力，使转子开始旋转。
由于定子绕组中的电流是交变的，所以转子会不断地受到电磁力的作用，从而保持旋转。
二、结构特点三相异步电动机的结构特点主要包括定子、转子和机壳三部分。
1. 定子：定子通常由一组三相绕组和铁芯组成。
绕组通过固定在定子槽中的方法固定在铁芯上。
绕组的数量和连接方式与电机的功率和转速有关。
2. 转子：转子一般由铁芯和绕组组成。
转子绕组通常是通过槽和导条的形式固定在铁芯上。
转子绕组的数量和连接方式也与电机的功率和转速有关。
3. 机壳：机壳是电机的外壳，通常由铸铁或铝合金制成。
机壳的作用是保护电机内部的部件，同时起到散热和隔离的作用。
三、工作特性三相异步电动机具有一些特殊的工作特性。
1. 转速：三相异步电动机的转速与电源的频率和极数有关。
当电源频率恒定时，电动机的转速与极数成反比。
这意味着可以通过改变电源频率或改变电动机的极数来实现不同的转速要求。
2. 启动特性：三相异步电动机的启动通常需要较大的起动电流。
为了降低启动时的电流冲击，通常采用起动装置，如星角启动器或自耦变压器。
3. 转矩特性：三相异步电动机的转矩与电动机的电流成正比，并且与电动机的功率因数有关。
绕线转子三相异步电动机原理
绕线转子三相异步电动机原理绕线转子三相异步电动机是电力工业中最常见的电动机之一，其使用范围广泛，包括工厂、矿山、交通运输等各个领域。
本文将介绍绕线转子三相异步电动机的基本原理、结构、工作原理、特性以及应用。
一、绕线转子三相异步电动机的基本原理绕线转子三相异步电动机是利用电磁感应原理工作的，其基本原理是通过电流在定子线圈中产生的磁场，使转子中的导体中感应出电动势，从而在导体中产生电流，进而在转子中产生磁场，从而使定子中的磁场旋转，从而产生转矩，带动负载旋转。
二、绕线转子三相异步电动机的结构绕线转子三相异步电动机由定子、转子、端盖、轴承、风扇等部分组成。
其中，定子和转子是电机的核心部分，定子由定子铁心、定子线圈、端盖等部分组成，转子由转子铁心、转子线圈、轴承等部分组成。
三、绕线转子三相异步电动机的工作原理绕线转子三相异步电动机的工作原理是利用电磁感应原理，当三相交流电通过定子线圈时，会在定子内产生一个旋转磁场，该旋转磁场与转子中的导体相互作用，从而感应出电动势，使导体中产生电流，进而在转子中产生磁场，从而使定子中的磁场旋转，从而产生转矩，带动负载旋转。
四、绕线转子三相异步电动机的特性1. 起动电流大：由于转子中感应出的电动势较小，因此启动时需要较大的电流才能产生足够的转矩，从而带动负载旋转。
2. 动态响应较慢：由于转子中感应出的电动势较小，因此当电机负载突然变化时，转子中的磁场需要一定时间才能跟随变化，从而产生足够的转矩，带动负载旋转。
3. 效率较低：由于转子中的电流是感应出来的，因此转子中的电阻较大，导致电机效率较低。
五、绕线转子三相异步电动机的应用绕线转子三相异步电动机广泛应用于各个领域，包括工厂、矿山、交通运输等。
在工厂中，它被广泛应用于机械加工、输送、起重等方面；在矿山中，它被广泛应用于采矿、运输等方面；在交通运输中，它被广泛应用于电动车、电动机车等方面。
绕线转子三相异步电动机是电力工业中最常见的电动机之一，其基本原理是利用电磁感应原理，通过电流在定子线圈中产生的磁场，使转子中的导体中感应出电动势，从而在导体中产生电流，进而在转子中产生磁场，从而使定子中的磁场旋转，从而产生转矩，带动负载旋转。
简述三相异步电动机工作原理
简述三相异步电动机工作原理三相异步电动机是一种重要的电动机类型，广泛应用于各个领域。
它的工作原理可以简单概括为：通过三相交流电源供电，使得电动机的定子产生旋转磁场，然后通过感应原理使得电动机的转子产生感应电动势，从而产生转矩使得电动机旋转。
具体来说，三相异步电动机的工作原理如下：1.三相供电：三相异步电动机是通过三相交流电源供电的。
电源通过三条相线（A、B、C相）输入电动机，形成相位差120度的三相电流。
2.定子产生旋转磁场：电动机的定子上绕有若干绕组，根据电动机的设计，这些绕组可以同时连接到三相电源上。
当三相交流电通过绕组时，通过右手定则可以得知电流方向，从而产生一个旋转的磁场。
这个旋转磁场的速度频率与电源频率、极对数有关。
3.转子感应电动势：转子上也安装有若干绕组，这些绕组构成了转子的回路。
由于定子旋转磁场的存在，转子绕组中会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，转子绕组中的感应电动势与转子和旋转磁场之间的相对运动速度有关。
4.转矩产生与转动：由于转子绕组中产生了感应电动势，根据楞次定律，产生的电流会产生一个与定子磁场相互作用的磁力。
这个磁力会导致转子发生转动。
当转子开始转动后，其继续和定子磁场发生相对运动，从而不断产生感应电动势和电流，不断产生转矩，使得电动机保持运转。
在实际应用中，为了能够控制电动机运行和提高其性能，通常还会采取一些附加措施：1.转子启动：由于转子是静止的，在起动时无法产生感应电动势。
因此，为了使电动机启动，通常会采用起动装置，如电动机的励磁线圈或外力帮助启动，使得转子开始转动。
2.转速调节：为了适应不同负载和工况要求，通常需要调节电动机的转速。
这可以通过调节电源频率或使用变频器等电力电子设备来实现。
3.转向控制：电动机转向的控制可以通过交换任意两相的电源线连接来实现，这可以改变定子旋转磁场的方向。
三相异步电动机由于其结构简单、使用可靠、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域，如工业、交通、农业、家电等。
三相异步电机
三相异步电机三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。
工作原理电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。
短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。
通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。
电动机分类1．按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2．按结构及工作原理分类根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。
电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3．按起动与运行方式分类根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
请简述三相交流异步电动机的工作原理
请简述三相交流异步电动机的工作原理
三相异步电动机是一种常见的交流电动机，其工作原理如下：
1. 建立磁场：当三相电源接通后，三相交流电流流经电动机的定子绕组，产生旋转磁场。
这个磁场由三相电流在定子绕组内形成的三个磁场叠加而成，其大小和方向随着电源电压的变化而变化。
2. 引起转子感应电动势：转子是电动机的旋转部分，它由铁芯和绕组组成。
由于转子是不接通电源的，所以在磁场的作用下，转子绕组中会感应出电动势。
3. 引起涡流：转子绕组感应电动势产生的电流被称为涡流，这个电流会在转子上形成磁场。
根据楞次定律，这个磁场会与定子的旋转磁场相互作用，产生力矩。
4. 转动转子：由于涡流与旋转磁场的相互作用，转子会受到力矩的作用，开始旋转。
根据转子和定子的几何形状和相对位置，电动机可以产生不同的负载，从而实现不同的机械输出。
总结来说，三相异步电动机的工作原理是通过定子和转子之间的磁场相互作用来产生力矩，实现旋转运动。
这种电动机结构简单、可靠性高，广泛用于工业和家庭应用。
第4章 三相异步电动机的基本原理
A B C
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32
三、三相单层绕组
单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组 的线圈数等于总槽数的一半。用定子槽数为24，两 极电机的定子绕组为例，说明单层绕组构成。
Q1 24 12 1、计算极距 2 p 2 1 Q1 24 4 2、计算每极每相槽数 q 2m p 2 3 1
29
二、交流绕组的排列和联接 假设给定电机极数2p=4，槽数Q1=24（三相单层叠绕组）
1、极距的计算， 若2p=4，Q1=24，则 τ=6
Q1 24 6 2 p 2 2 2、节距， 单层绕组采用整矩
y 6
3、相带—— 每个极距内属于同相的槽所占有的区域称为 度。 p 360 ４、槽距角， 30 “相带”，q=Q1/(2mp)；每个相带为60°电角
C
Y
10,11,12 13,14,15 16,17,18
19,20,21 22,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36
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38
组成线圈组
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39
第四节
三相异步电动机的定子磁动势及磁场
一、单相绕组的磁动势——脉振磁动势 （一）、整距线圈的磁动势
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16
定子冲片和定子线圈
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17
机座
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18
2、转子 异步动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。
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19
笼型转子
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202）绕线型绕组山东工商学院信电学院21
3、气隙
定子与转子之间的间隙；0.2-2.5mm气隙越大，功率因数 越低。气隙过小，装配困难
三相异步电动机工作原理简述
三相异步电动机工作原理简述三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种工业领域。
它的工作原理是基于电磁感应的原理，通过三相交流电源的供电，产生旋转磁场，从而驱动转子旋转。
本文将从电磁感应原理、旋转磁场的产生、转子运动等方面详细介绍三相异步电动机的工作原理。
一、电磁感应原理电磁感应是电动机工作的基础原理。
当导体在磁场中运动时，会在导体内部产生感应电动势，从而产生电流。
同样地，当电流通过导体时，也会在周围产生磁场。
这种相互作用的现象称为电磁感应。
在三相异步电动机中，电源提供的三相交流电流通过定子线圈，产生旋转磁场。
这个旋转磁场会感应到转子中的导体，从而在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会产生电流，从而在转子中产生磁场。
这个磁场与定子中的旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子旋转。
二、旋转磁场的产生旋转磁场是三相异步电动机工作的关键。
它是由三相交流电源提供的电流通过定子线圈产生的。
在三相交流电源中，三相电流的相位差为120度。
这三相电流通过定子线圈时，会在定子中产生三个磁场，它们的方向和大小都不同。
这三个磁场的合成就是旋转磁场。
旋转磁场的方向和大小是由三相电流的相位差决定的。
当三相电流的相位差为120度时，旋转磁场的方向和大小都是恒定的。
这个旋转磁场的方向和大小是随着时间变化的，它的频率等于电源的频率。
在三相异步电动机中，旋转磁场的频率通常为50Hz或60Hz。
三、转子运动当旋转磁场产生后，它会感应到转子中的导体，从而在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会产生电流，从而在转子中产生磁场。
这个磁场与定子中的旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子旋转。
转子的运动是由旋转磁场和转子中的磁场相互作用产生的。
当转子开始旋转时，它的导体会切割旋转磁场，从而在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会产生电流，从而在转子中产生磁场。
这个磁场与旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子继续旋转。
转子的运动速度取决于旋转磁场的频率和转子中的磁场相互作用的强度。
三相异步电动机的介绍
技术发展趋势
高效能 随着环保意识的提高，三相异步 电动机的发展趋势是提高能效， 降低能耗，减少对环境的影响。
模块化 模块化设计能够提高生产效率和 降低成本，因此三相异步电动机 的模块化设计也是未来的发展趋 势之一。
智能化
随着工业4.0和物联网技术的发展， 三相异步电动机将逐渐实现智能 化，具备远程监控、故障诊断、 预测维护等功能。
多样化
为了满足不同领域和行业的需要， 三相异步电动机将进一步实现多 样化，发展出更多种类的电机和 解决方案。
市场发展前景
持续增长
随着工业自动化和智能制造的快 速发展，三相异步电动机的市场
需求将持续增长。
竞争激烈
由于三相异步电动机市场的竞争激 烈，企业需要不断提高产品质量和 技术水平，以满足客户的需求和赢 得市场份额。
三相异步电动机的定义
三相异步电动机是一种基于电磁感应原理的电动机，由定子 和转子组成，通过三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场， 使转子在磁场中旋转而产生动力。
三相异步电动机的转速略低于旋转磁场的转速，因此称为异 步电动机。
02
工作原理
工作原理概述
• 三相异步电动机是一种利用电磁感应原理工作的电机，主要由 定子和转子组成。定子是静止部分，通常由铁心、绕组和机座 组成；转子是旋转部分，通常由铁心、转子绕组和转轴组成。 当三相电流通过绕组时，产生旋转磁场，该磁场与转子相互作 用，使转子转动。
能源的浪费。
损耗小
02
与直流电动机相比，三相异步电动。
温升低
03
由于效率高，三相异步电动机的温升较低，能够保证较长的使
用寿命。
启动和制动特性
01
02
03
启动方式多样
三相异步电动机的结构与工作原理
三相异步电动机的结构与工作原理三相异步电动机是一种最为常见的交流电机，也是工业领域中最为常用的电机之一。
它具有结构简单、运行可靠、维护方便等特点，被广泛应用于各种工业场所、家庭及公共设施等领域。
本文将介绍三相异步电动机的结构、工作原理以及特点等内容。
一、三相异步电动机的结构三相异步电动机的主要部件包括转子、定子、端盖和风扇等。
其中，转子和定子分别对应于电机的运转部分和静止部分。
转子是由若干个零件组成的，常用的有铜导线、连接环等。
铜导线绕制在钢芯片上，钢芯片起着支撑和保护的作用，其形状可以是凸形或平面形。
定子是由铁芯和骨架两部分组成的。
铁芯是一种由硅铁片叠装而成的铁心，而骨架一般为铝制，其作用是固定铁芯。
二、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理是基于磁通交叉作用原理而得出的。
当三相电源加入到定子绕组上时，电流经过绕组后会产生磁通，使得磁场在定子上形成旋转磁场。
旋转磁场感应到转子中的铜导线时，它们就会受到旋转磁场的作用，从而也开始自转。
这样，外加的电能就被转化为了机械能，从而将电机带动起来。
在运行过程中，由于转子的自转速度不能与旋转磁场完全同步，故转子中的感应电动势会产生一个额外的励磁磁通，它的作用是使得转子中的磁通也不断地旋转。
这个过程就称为转子的感应，由此，三相异步电动机的名称也由此而来。
在实际应用中，三相异步电动机的运行速度一般是预先设定好的，由用户自行决定。
此时，如果转速过低或过高，就需要通过改变电源的频率或改变转子上的励磁磁通来改变运行速度。
三、三相异步电动机的特点1.结构简单。
三相异步电动机的结构简单，维护方便。
2.运行可靠。
三相异步电动机采用了隔离和防护等措施，能够保证电机的运行在恶劣条件下也能够运行稳定可靠。
3.效率高。
三相异步电动机采用优良的设计和制造工艺，能够保证电机的运行效率较高，能够适应不同的负载要求。
4.适应性强。
三相异步电动机适用于各种不同的负载，能够满足不同场合的需求。
三相异步电动机的介绍
三相异步电动机的介绍一、工作原理三相异步电动机是一种利用三相交流电产生旋转磁场的电动机。
当三相交流电通过电动机的三相定子绕组时，会产生旋转磁场。
在旋转磁场的作用下，电动机的转子会产生感应电流，该电流在旋转磁场的作用下会产生一个旋转力矩，从而使电动机的转子转动。
二、结构特点三相异步电动机主要由定子、转子和气隙三部分组成。
定子由铁芯和绕组组成，绕组是电动机中的电流通道，铁芯则是磁路通道。
转子由铁芯和转子绕组组成，转子绕组中通入电流时会产生转矩。
气隙是定子和转子之间的间隙，它是电动机磁路的一部分。
三、运行特性1.转速特性：三相异步电动机的转速与电源频率、电机极数、电机转差率等因素有关。
在额定电压和额定频率下，电动机的转速接近于同步转速。
2.转矩特性：电动机的转矩与电源电压、电流、电机极数等因素有关。
在额定电压和额定频率下，电动机的额定转矩约为最大转矩的50%-60%。
3.效率特性：电动机的效率与负载大小、电机极数、电机转差率等因素有关。
在额定负载下，电动机的效率最高。
四、启动与调速1.启动：三相异步电动机的启动方式主要有直接启动和降压启动两种。
直接启动适用于小容量电动机，降压启动适用于大容量电动机。
2.调速：三相异步电动机的调速方式主要有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
变极调速是通过改变电机极数来实现调速，变频调速是通过改变电源频率来实现调速，变转差率调速是通过改变电机转差率来实现调速。
五、常见故障与维护1.常见故障：三相异步电动机的常见故障包括绕组短路、绕组断路、轴承损坏等。
2.维护：定期检查电机绝缘情况，定期清理电机内部灰尘，定期更换轴承润滑脂等。
六、选型与应用1.选型：根据实际需求选择合适的三相异步电动机型号，需要考虑负载大小、电源电压、电源频率等因素。
2.应用：三相异步电动机广泛应用于各种工业设备、家用电器等领域。
例如，在电梯、空调等设备中需要使用到三相异步电动机来驱动设备运行。
七、保护装置为了确保三相异步电动机的正常运行和延长使用寿命，需要安装相应的保护装置。
请简述三相异步电动机的工作原理。
请简述三相异步电动机的工作原理。
三相异步电机是一种常见的交流电动机，其工作原理如下：
1. 磁场产生：当三相交流电源连续供电给电动机的三个绕组（A相、B相、C相）时，每个绕组都会产生一个磁场。
这三个相位的电流按一定的间隔依次流经三个绕组，使得电动机内部形成一个旋转的磁场。
2. 电磁感应：当转子（也称为鼠笼）进入旋转磁场时，根据电磁感应的原理，磁场会在转子中产生感应电动势。
感应电动势会在转子上产生电流，使得转子本身也形成一个磁场。
3. 电磁耦合：旋转磁场和转子磁场之间的互相作用产生了电磁耦合。
此时，转子的磁场会被旋转磁场所拖动，使得转子开始转动。
由于磁场的变化和转子的惯性，转子始终会滞后于旋转磁场，因此称为“异步电动机”。
4. 运行稳定：在电机启动时，旋转磁场和转子磁场之间的耦合会引起一定的转矩。
随着电机运行，转子速度逐渐接近旋转磁场速度，磁场耦合增加，电机转矩也逐渐增大，直至达到稳定工作状态。
总结：三相异步电动机的工作原理是利用相位间的电磁耦合作用，使得旋转磁场与转子磁场之间存在一定的转矩，从而使电机实现旋转运动。
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
三相异步电动机的结构和工作原理
三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机是一种常用的交流电动机，具有结构简单、可靠性高、维护方便等特点，广泛应用于工业生产和家用电器中。
它的主要结构包括定子、转子、端盖和轴承等部分。
其工作原理是利用交变电流在定子中产生旋转磁场，使转子在磁场作用下转动，从而实现电能转化为机械能。
三相异步电动机的结构包括定子部分和转子部分。
定子由电磁铁芯和绕组组成。
电磁铁芯一般由硅钢片叠装而成，以减小铁损和磁滞效应。
绕组由若干个三相对称分布的线圈组成，每个线圈绕在一个铁芯槽中。
而转子是由铁芯、导体棒和端环组成。
导体棒焊接在两个端环上，导体棒的数量等于定子线圈的数目。
三相异步电动机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用。
当三相交流电通过定子线圈时，会在定子中形成旋转磁场。
这个旋转磁场的频率与输入电源的频率相同，但转速略低于同步转速，所以称为异步电机。
此时，若在转子上施加一个恒定的力矩，转子将开始绕定子旋转，将电能转化为机械能。
具体来说，当三相交流电的一个相位通过定子的其中一个线圈时，这个线圈中会形成一个旋转磁场。
由于定子中的线圈是对称分布的，所以整个定子中会形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场将穿透转子，使得转子内部的导体棒感受到电磁力，因而受到电磁力的作用而开始转动。
在转子旋转的过程中，转子上的导体棒会不断与定子旋转磁场的不同极性区域相遇，导致感应电动势的产生。
这产生的感应电动势会引起转子上的感应电流，并根据感应电流和转矩方向之间的相对角度来决定转子的转向。
当感应电流通过转子的导体棒时，又会产生一个磁场，与定子磁场相互作用，产生一个转矩，这个转矩将推动转子继续转动。
需要注意的是，由于转子的旋转磁场相对于定子的旋转磁场略慢，所以差值产生了转矩。
这个转矩试图将转子的转速拉近到同步转速，这个转矩被称为载荷转矩。
异步电动机的转速是根据负载和输入电源的频率来决定的，当负载增加时，转速会下降，当负载减小时，转速会提高。
总结起来，三相异步电动机的结构由定子和转子组成，利用交变电流在定子中产生旋转磁场，使转子在磁场作用下转动，实现了电能到机械能的转换。
三相异步电机运行原理
三相异步电机运行原理三相异步电机是一种常见的交流电动机，其运行原理是基于磁场的转动作用。
本文将从基本原理、构造、运行特点、控制方式和应用等方面详细介绍三相异步电机。
1. 基本原理三相异步电机的运行原理是基于磁场的转动作用。
当三相交流电源通入三相异步电机的定子绕组时，产生的电磁场沿着定子铁芯出现旋转磁场。
该磁场的转速与电源频率和定子线圈的极数成正比，转速的大小表示为：n=s*f/Pn为电机转速，s为滑差，f为电源频率，P为定子线圈的极数。
当电机转子沿着旋转磁场旋转时，旋转磁场会在转子铁芯中引起感应电流，产生逆磁场，使得转子跟随旋转磁场转动。
转子跟随旋转磁场转动的结构，使得转子铁芯与旋转磁场之间的相对运动产生力矩，使得转子继续沿着旋转磁场转动。
这种情况下，电机的空载转速接近同步转速，但转速会随负载变化而下降。
2. 构造三相异步电机包括定子和转子两部分。
定子结构复杂，由定子铁核、定子线圈和端部盖板等部分组成。
定子线圈绕在定子铁核的上面，并由扯出的端子连接到电源上。
转子结构相对简单，由转子铁心、转子线圈和轴承等部分构成。
转子的铁心轴向排列，在其表面上有许多槽孔，用以装载转子线圈。
转子线圈是一组导电线，绕在铁心上，并与固定于轴上的端环互相连接。
转子在轴承内旋转。
3. 运行特点三相异步电机运行时，其特点如下：(1) 转速随负载变化而下降：电机空载转速接近于同步转速，即与电源频率和极数等条件有关的理论转速n1。
但是电机在负载下，由于动能的消耗，因此电机的转速会随着转矩的变化而回落，这种现象称为“滑差现象”。
实际上，电机的转速是与转矩成反比例关系，即在负载下电机的转速会下降。
(2) 起动电流大：在电机起动时，由于转子的静止不动，所以此时的转速为零，旋转磁场的转速为n1。
转子中的感应电流很大，由于磁通量变化而产生的转子电动势使得转子中的感应电流也很大，这就导致电机启动时的电流较大。
(3) 运行效率低：由于电机在运行时会产生都流，因此电机的功率因数较小，在功率传输时，会有一定的功率损失。
三相异步电动机的工作特性和参数测定
三相异步电动机的⼯作特性和参数测定三相异步电动机的⼯作特性和参数测定原理简述⼀、基本⽅程式和等效电路异步电机定⼦绕组所产⽣的旋转磁场，以转差速度切割转⼦导体，在转⼦导体中感应电势，产⽣电流，转⼦导体中的电流与定⼦旋转磁场相互作⽤⽽产⽣电磁转矩，使转⼦旋转。
当转⼦的转速与定⼦旋转磁场的转速相等时，定、转⼦之间没有相对切割，转⼦中就没有电流，也就不能产⽣转矩。
因此转⼦的转速⼀定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步⽽产⽣的转矩称为异步转矩。
当时，为电动机运⾏；时为发电机运⾏；当即转⼦逆着磁场⽅向旋转时，它是制动运⾏。
异步电机绝⼤多数都是作为电动机运⾏。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所⽰。
由《电机学》中可知，将转⼦边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本⽅程式为：式中转差率是异步电机的重要运⾏参数，为折算到定⼦⼀边的转⼦参数，也就是从定⼦上测得转⼦⽅⾯的数值。
由⽅程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所⽰。
当异步电动机空载时，，。
附加电阻。
图8-2中转⼦回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转⼦回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
⼆、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。
实验是在转⼦轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进⾏的。
⽤调压器改变试验电压⼤⼩，使定⼦端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所⽰。
图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输⼊功率全部消耗在定⼦铜耗、铁耗和转⼦的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定⼦铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定⼦绕组每相电阻值，可直接⽤双臂电桥测得。
机械损耗仅与转速有关⽽与端电压⽆关，因此在转速变化不⼤时，可以认为是常数。
三相异步电动机基础知识
通过变频器对电机进行调速控制，实现精确的速度和转矩控 制，提高生产自动化水平。
新型材料的应用
新型绝缘材料
采用高性能绝缘材料，提高电机的电 气性能和热稳定性，延长电机使用寿 命。
新型导磁材料
采用新型导磁材料，提高电机的磁性 能和效
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04
三相异步电动机的维护与故障处 理
日常维护
定期检查电动机的外观
查看电动机是否有破损、裂纹等现象，以及 螺丝、紧固件是否松动。
检查轴承
定期检查轴承的润滑情况，如果润滑不足， 应及时添加润滑油。
定期清理电动机
清除电动机内部的灰尘和杂物，保持清洁， 以免影响散热和正常运转。
监测运行状态
在电动机运行过程中，注意听声音、摸温度， 如有异常应及时停机检查。
启动电流
三相异步电动机在启动时 会产生较大的启动电流， 通常为额定电流的4-7倍。
启动转矩
三相异步电动机在启动时 产生的转矩较小，不适合 重载启动。
运行特性
工作电压
三相异步电动机需要在额 定电压下工作，电压过高 或过低都会影响电动机的 正常运行。
工作电流
三相异步电动机在正常工 作时，电流不得超过额定 电流，否则会导致过载。
作用
转子是三相异步电动机的旋转部分，主要作用是在旋转磁场的作用下产生旋转 力矩。
组成
转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心由硅钢片叠压而成，用于构 成磁路；转子绕组由铜线绕制而成，连接在转轴上，通过电流产生磁场。
附件
作用
附件是三相异步电动机的辅助部分，主要作用是保护、控制和监测电动机的运行。
组成
附件包括轴承、端盖、散热风扇、温度传感器、热继电器等。轴承用于支撑转子并减小摩擦；端盖用 于保护电动机的内部结构；散热风扇用于降低电动机的温度；温度传感器用于监测电动机的温度；热 继电器用于控制电动机的电流。
三相异步电动机的原理和特性
（1）旋转磁场的分类
旋转磁场是交流电机工作的基础 在交流电机理论中有两种旋转磁场：
机械旋转磁场
通过原动机拖动磁极旋转可以产生机械旋转磁场
电气旋转磁场
三相对称的交流绕组通入三相对称的交流电流， 会在电机的气隙空间产生电气旋转磁场
交流绕组处于旋转磁场中，并切割旋转磁场，产 生感应电动势
（1）旋转磁场的分类
（1）定子铁心
（1）定子铁心
作用：
产生旋转磁场
是电动机磁路的一部分，装在机座里 由内周有槽的硅钢片叠成
为了降低定子铁心里的铁损耗
定子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的 在硅钢片的两面还应途上绝缘漆
定子铁心内圆上均匀开槽，安放定子绕组
图5.2 定子铁心冲片
图 定子槽
(a)开口槽 高压大中型
三相异步电动机的主要结构
定子部分
定子铁心
stator
又称电枢
定子绕组
交
armature
流
（静止）
电
机座
机
转子铁心
的
主 转子部分
要
Rotor
转子绕组
结 （旋转）
构
转轴
笼型 绕线型
气隙
在定子、转子之间
1．定子
静止部分 定子又称电枢
定子部分
stator 又称电枢
armature （静止）
定子铁心 定子绕组 机座
V2
N
V2
W2
W1
W1 S
S
U2
V1
U2
60
U1
N W2
V1
V2
S
W1 U2
U1 W2
N
V1
ωt = 0° 合成磁场方向向下
三相交流异步电机的工作原理
三相交流异步电机的工作原理三相交流异步电机是一种常见的电动机，其工作原理基于电磁感应和磁场的相互作用。
本文将从电磁感应的原理、转子运动方式和工作过程三个方面详细介绍三相交流异步电机的工作原理。
三相交流异步电机的工作原理基于电磁感应。
当电流通过电动机的定子绕组时，会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子中的导体产生磁场相互作用，从而产生电磁感应力。
根据洛伦兹力的原理，当转子中的导体受到电磁感应力时，会受到一个力矩的作用，从而使转子开始运动。
三相交流异步电机的转子运动方式是“异步”的。
在电机工作时，定子绕组中的三相电流会形成一个旋转磁场，这个旋转磁场的速度称为同步速度。
而转子中的导体由于电磁感应力的作用会受到一个力矩，使其开始转动。
但由于转子中的导体电阻存在，导致转子的转速始终低于同步速度，即转子是“异步”的。
三相交流异步电机的工作过程如下。
当电机通电后，定子绕组中的三相电流会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子中的导体产生磁场相互作用，从而产生电磁感应力。
这个电磁感应力会使转子受到一个力矩的作用，开始转动。
转子转动时，导体会不断切割磁力线，产生感应电动势，从而产生涡流。
涡流会在转子中产生一个与定子磁场相反的磁场，这个磁场会与定子磁场相互作用，使得转子受到的力矩减小。
当转子的转速接近同步速度时，涡流的作用减小，力矩也减小，最终转子会稳定在一个略低于同步速度的转速上运行。
三相交流异步电机的工作原理是基于电磁感应和磁场的相互作用。
通过定子绕组中的电流产生旋转磁场，与转子中的导体相互作用，使得转子受到力矩的作用开始转动。
转子的转动会产生涡流，涡流与定子磁场相互作用，使得转子受到的力矩减小，从而转子稳定在一个略低于同步速度的转速上运行。
三相交流异步电机的工作原理清晰明了，为其在工业生产和日常生活中的广泛应用奠定了基础。
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异步电机主要用作电动机 拖动各种生产机械
异步电动机的优缺点
异步电动机的优点：
结构简单、容易制造和具有适用的工作特性。采用 现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的 调速性能。已经取代直流电动机，成为应用广泛的 调速系统
异步电动机的缺点：
其机座还要支撑转子部分
因此，机座应有足够的机械强度和刚度 对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座 对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个
机座和座式轴承都固定在同一个底板上
2．空气隙
（1）气隙大小的决定性因素 空气隙的大小对异步电动机的运行性能有很大
影响，具体表现在：
为了减少电动机的励磁电流，提高功率因数，空气 隙应尽可能的小
安装：
铁心固定在转轴或转子支架上
（2）转子绕组
分为笼型和绕线型两类
笼型转子
是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上 一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成 一个短路的绕组
如果把转子铁心拿掉，剩下的绕组像个松鼠笼子 导条的材料有用铜的，也有用铝的
绕线型转子
同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形
5.5 异步电动机的工作特性——不讲
5.1 三相异步电动机的 基本结构与工作原理
5.1.1 基本结构 5.1.2 工作原理 5.1.3 额定数据
异步电动机的主要用途
电机的可逆性
同一电机既可做发电机又可做电动机
本课程讨论的电机主要是电动机 按电源性质，电动机分为
直流电动机：直流电能→机械能 交流电动机：交流电能→机械能
(b)半开口槽 中型500V以下
(c)半闭口槽 低压小型
(1)层间绝缘；(2)槽楔；(3)扁铜线；(4)槽绝缘；(5)槽楔；(6)圆导线
（2）定子绕组
是电机电路部分 它由三个在空间相差120°电角度、结构相同
的绕组连接而成，按一定规律嵌放在定子槽中 分类：
单层绕组 双层绕组
应用：
单层绕组一般用在10kW以下的电机 双层短距绕组用在较大容量的电机中
异步电动机的分类
从不同角度看，有不同的分类法：
按定子相数分：单相；三相异步电动机 按转子结构分：绕线式；鼠笼式。后者又包
括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机 此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小
有高压、低压异步电动机之分 从其它角度看还有高起动转矩、高转差率、
高转速异步电机等等
说明
异步电机也可作为异步发电机使用
（1）定子铁心
（1）定子铁心
作用：
产生旋转磁场
是电动机磁路的一部分，装在机座里 由内周有槽的硅钢片叠成
为了降低定子铁心里的铁损耗
定子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的 在硅钢片的两面还应途上绝缘漆
定子铁心内圆上均匀开槽，安放定子绕组
图5.2 定子铁心冲片
图 定子槽
(a)开口槽 高压大中型
单机使用时，常用于电网尚未到达的地区，又没有 同步发电机的情况
或用于风力发电等特殊场合上
在异步电动机的电力拖动中
异步电机回馈制动时 即运行在异步发电机状态
5.1.1 基本结构——重点
图5.1 三相异步 电动机的结构
三相异步电动机的结构
U
定子
V′
W′
转子 W
V U′
三相异步电动机的结构
功率体积比较小。功率因数较差。直接接电网运行 时，必须从电网吸收滞后的励磁电流，使它的功率 因数总小于１。通过控制器可使这一缺点得到改善
异步电机又叫感应电机
异步电动机运行时 定子绕组接到交流电源上 转子绕组自身短路 由于电磁感应的关系 在转子绕组中产生感应电动势、电流 从而产生电磁转矩 所以，异步电机又叫感应电机
10~100 0.50~0.80
100~1500 0.85~1.50
3．转子
旋转部分
转子部分
Rotor （旋转）
转子铁心 转子绕组 转轴
笼型 绕线型
（1）转子铁心
作用：
是电动机磁路的一部分 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流
构成：
由外周有槽的0.5mm厚硅钢片叠成 整个转子的外表呈圆柱形
第5章 三相异步电动机的 原理和特性
5.1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
5.1.1 基本结构——重点 5.1.2 工作原理——重点，难点 5.1.3 额定数据
5.2 异步电动机的基本方程式和等效电路
5.2.1 转子不转时的异步电动机——简介 5.2.2 转子旋转时的异步电动机——重点 5.2.3 笼形转子的极数、相数和参数的折合——不讲 5.2.4 简化等效电路
第5章 三相异步电动机的 原理和特性
5.3 异步电动机的功率和转矩
5.3.1 三相异步电动机的功率——难点 5.3.2 三相异步电动机的转矩——难点
5.4 异步电动机的机械特性
5.4.1 机械特性的参数表达式——重点 5.4.2 固有机械特性——重点 5.4.3 机械特性的实用公式——重点 5.4.4 人为机械特性——重点
三相异步电动机的主要结构
定子部分
定子铁心
stator
又称电枢
定子绕组
交
armature
流
（静止）
电
机座
机
转子铁心
的
主 转子部分
要
Rotor
转子绕组
结 （旋转）
构
转轴
笼型 绕线型
气隙
在定子、转子之间
1．定子
静止部分 定子又称电枢
定子部分
stator 又称电枢
armature （静止）
定子铁心 定子绕组 机座
空气隙过小，将引起装配困难和运行不可靠 从减少附加损耗并减少高次谐波磁动势产生的磁通
来看，空气隙稍大一点也有其有利的一面
（2）气隙与电机容量的关系
异步电动机的空气隙比同容量同步电动机小得多 在中小型异步电动机中，空气隙大约为0.2~1.5mm
电机容量 （kW）
气隙 （mm）
10以下 0.20~0.45
笼型转子照片
图5.5 笼型转子
(a)铜导条
(b)铝导条
绕线型转子照片
定子线圈
图 三相异步电动机的引出线
(a)三根引出线：高压大、中型容量，常采用Y接 (b)六根引出线：低压中、小容量，根据需要可接成Y
形或△形
(a)三根引出线
(b)六根引出线
图 三相定子绕组的接法
星形接法
三角形接法
（3）机座
（3）机座
主要作用
用来固定和支撑定子铁心 对于轴承装于端盖上的电动机