电工学三相异步电动机

转子铁芯冲片 笼形转子绕组 铸铝笼形转子
转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有 铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的 一部分。由转轴输出机械能。
1.定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
U1 --- U2 V1 --- V2 W1--- W2
机座：铸钢或铸铁
电工与电子技术基础
电工与电子技术基础
7. 2. 1 旋转磁场
(1)旋转磁场的产生
A
n1
NZ
Y
三相定子 绕组中通 过的电流
iA I m sin(t 30)
iB Im sint 90 iC Im sint 150
电流入
i iA
iB iC
B CS
X
ωt =0时电流和磁场情况
同理可分析出其它时 刻电流的磁场转向。
电流出
0
A
A
S
S
n1
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2
转子感应电势频率 f 2
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
电工与电子技术基础
2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有
笼型
2.转子
绕线型
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1)笼型转子
笼型转子
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) 绕线型转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。
转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。
电工与电子技术基础
7.2 三相异步电动机的转动原理
电工与电子技术基础
iA
A
ZX
iC C
Y
iB B
A YN Z
C
B
S
X
X
此种接法下，合成磁场只有 一对磁极，则极对数p=1。
极对数p=1时：
n1
60 f p
6050 3000r/ min 1
电工与电子技术基础
7. 2. 2 电动机的转动原理
异步机的转动原理
A
N
n1
Z
Y
ω
B
CS
X
ωt =0时转子电流和转子旋转情况
结论：
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
旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以
f1
pn0 60
f 1= 电源频率 f
电工与电子技术基础
7. 3. 2 转子电路
1. 转子感应电势频率 f 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同
用右手定则可判断出 转子导体中感应电流 的方向如图示；
三相对称定子绕组 中通入对称三相交流电， 即在气隙中形成一个在
时间上、空间上都随时
再用左手定则判断出 转子导体的受力方向 为上右下左，因此转 子顺着同步磁场n1的 方向转动。
间变化的一个旋转磁场。 固定不动的转子导体与 旋转磁场相切割后感应 电流成为载流导体。载 流导体又和旋转磁场相 互作用，对轴生成电磁
问题与讨论
转矩，于是电动机就顺 着同步转速的方向转动
电动机的转速n能等于同 起来。
步转速n1吗？
提示：如果 n n1
转子与旋转磁场间没有相对运动
转子不切割磁场不能生成感应电流
n≠n1 异步！
转子不是载流导体则不能受力转动
电工与电子技术基础
7. 2. 3 转差率
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
N
n1
N
t 90
t 180
A
ωt
n1
N S
t 270
电工与电子技术基础
显然，异步电动机中旋转磁场代替了旋转磁极。
定子电流旋转磁场的方向：取决于三相电流的相序。
i iA
iB iC
i iB
iA iC
0
ωt
0
ωt
n1
n1
若要改变异步电动机的旋转方向：只需 换接其中两相的顺序即可。
电工与电子技术基础
电工与电子技术基础
7.1 三相异步电动机的构造
三相异步电动机
端盖
定子
风叶
鼠笼式 绕线式
定子 转子
定子铁芯 定子绕组 机座 转子铁芯 转子绕组 转轴
转子
风罩
电工与电子技术基础
问题与讨论
鼠笼型电动机的定 子各部分结构和作 用如何？
鼠笼型异步机转子 各部分的结构和作 用是什么？
定子铁芯是由0.5mm厚的 硅钢片叠 压制成，在其内 圆冲有分布的槽。
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
i1
i2
+ u1
－
－
e1
e－+1
+
+
－e2
e+ 2
－
f1 f2
Fra Baidu bibliotek
异步电动机每相电路
电工与电子技术基础
7. 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，
s
n1 n1
n
100%
电动机起动瞬间: n 0, s 1（转差率最大）
转子最大转速: n n0 , s 0（转差率最小） 电动机运行之中:0 n n0 , s 1 ~ 9%
显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。
电工与电子技术基础
7.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电 磁关系与变压器类似。
问题与讨论
旋转磁场的极对数
和同步转速n1之间 有什么关系？
iA
A
X
iC
ZC'ZY' 'AX''
C
iB
BY' B
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z'
•
B
•
SX
C Y
将每相绕组分成两段，按上图放入定 子槽内。形成的磁场则是两对磁极。
此时同 步转速
n1
60 f p
6050 1500r/ min 2
定子铁芯的作用：一是槽 内可用来嵌放定子绕组； 二是定子铁芯构成电动机 磁路的一部分。
转子铁芯是也是由 0.5mm厚的硅钢片 叠 压制成，在其外 圆冲有分布的槽。
转子铁芯可嵌放转 子绕组，构成电机 磁路的另一部分。
定子绕组是由铜导线绕制而成。 构成电动机电路的一部分。
机座是电动机的支架，一般用铸 铁或铸钢制成。
电工与电子技术基础
第7章 交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机铭牌数据 7.9 三相异步电动机的选择 7.10 同步电动机(略) 7.11 单相异步电动机
E20= 4.44 f 1N2
即E2= s E20
转子静止时 的感应电势