相异步电动机的运行原理(1)
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理单相异步电动机是一种常用的电动机类型，广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。
本文将详细介绍单相异步电动机的工作原理。
一、基本结构单相异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子是由线圈绕制而成，线圈的数量和排列方式决定了电机的极数。
转子则是由铝或铜制成的导体杆组成，通过轴承与定子相连。
二、工作原理1. 单相异步电动机的起动当电机通电时，定子线圈中的电流会产生一个旋转磁场。
由于单相电源的特性，只能产生一个方向的旋转磁场，因此单相异步电动机无法自启动。
为了实现起动，需要通过一些辅助装置，如启动电容器或启动绕组来产生一个辅助磁场，使转子能够旋转起来。
2. 单相异步电动机的工作原理在启动过程中，当转子开始旋转时，会在定子线圈中产生感应电动势，这会导致定子线圈中产生一个感应电流。
这个感应电流会产生一个磁场，与定子线圈中的旋转磁场相互作用，从而产生一个力矩，推动转子继续旋转。
3. 单相异步电动机的运行一旦单相异步电动机启动成功，转子会以同步速度运行。
在运行过程中，定子线圈中的电流会产生一个旋转磁场，这个磁场与转子上的导体杆相互作用，产生一个力矩，推动转子继续旋转。
同时，由于转子的运动速度略低于同步速度，定子线圈中的感应电动势会继续产生，维持力矩的作用，使电机能够持续运转。
4. 单相异步电动机的转矩特性单相异步电动机的转矩特性与负载有关。
在负载较轻的情况下，转子的运行速度接近同步速度，转矩较小；而在负载较重的情况下，转子的运行速度下降，转矩增加。
这是因为负载的增加会导致转子的滑差增加，从而增加了感应电流和磁场的作用，产生更大的力矩。
5. 单相异步电动机的效率单相异步电动机的效率取决于负载和功率因数。
在负载较轻的情况下，电机的效率较低，因为此时转子的滑差较小，感应电流和磁场的作用较弱。
而在负载较重的情况下，电机的效率较高，因为此时转子的滑差较大，感应电流和磁场的作用较强。
三、总结单相异步电动机是一种常用的电动机类型，其工作原理与其他异步电动机类似。
2.2三相异步电动机的运行原理
一、转子不转时(转子绕组开路)异步电动机内的电磁过程 转子绕组开路时，转子电流为零，定子电势和转子电势的大 小、频率； 1)转子绕组开路，定子绕组接三相交流电源， 定子绕组中 产生三相对称正弦电流（空载电流），形成幅值固定的气隙旋转 60 f 磁场，旋转速度为； n = p
0
2)由于转子不动，旋转磁场在定子绕组、转子绕组中感生频 率均为f的正弦电动势； f . .
2.2 三相异步电动机的运行原理
2.2.1 三相异步电动机的空载运行
三相异步电动机的定子与转子之间是通过电磁感应联系 的。定子相当于变压器的一次绕组，转子相当于二次绕组， 可仿照分析变压器的方式进行分析。
2.2.1 三相异步电动机的空载运行 2.2.1.1 空载运行的电磁关系
当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕 & 组中就通过对称三相交流电流 I , I , I ，三相交流电流将在气隙 内形成按正弦规律分布，并以同步转速n1弦转的磁动势F1。由旋 转磁动势建立气隙主磁场。这个旋转磁场切割定、转子绕组，分 别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势E , E , E ，转子绕组电 & I ,I ,I E ,E ,E 动势 和转子绕组电流 。空载时，轴上没有任何机 械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了摩擦、风阻的阻 转矩，所以是很小的。电机所受阻转矩很小，则其转速接近同步 转速，n≈n1，转子与旋转磁场的相对转速就接近零，即n1-n≈0。 在这样的情况下可以认为旋转磁场不切割转子绕组，则E2s≈0 （“s”下标表示转子电动势的频率与定子电动势的频率不同）， I2s≈0。由此可见，异步电动机空载运行时定子上的合成磁动势F1 即是空载磁动势F10，则建立气隙磁场Bm的励磁磁动势Fm0就是F10， 即Fm0=F10，产生的磁通为Φm0。
第4章 三相异步电动机的基本原理
A B C
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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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组成线圈组
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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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定子冲片和定子线圈
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机座
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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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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
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理单相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于家庭和工业领域。
它的工作原理是基于电磁感应和磁场相互作用的原理。
工作原理概述：单相异步电动机是一种感应电动机，其转子由铝或铜制成，而定子则由绕组组成。
当电源接通时，定子绕组中的电流产生一个旋转磁场，这个磁场与转子中的磁场相互作用，从而产生转矩，使电动机转动。
工作原理详解：1. 单相供电：单相异步电动机通过单相电源供电。
电源提供的电流通过定子绕组，产生一个交变电磁场。
这个交变电磁场的频率通常为50Hz或60Hz，取决于所在地区的电网频率。
2. 定子绕组：定子绕组是电动机的固定部分。
它由若干个线圈组成，这些线圈被连接在一起，形成一个闭合的电路。
当电流通过这些线圈时，它们产生一个旋转磁场。
3. 转子：转子是电动机的旋转部分。
它通常由铝或铜制成，并具有一个或多个导体棒。
转子中的导体棒通过短路环连接在一起，形成一个闭合的回路。
4. 电磁感应：当电流通过定子绕组时，产生的旋转磁场会穿过转子中的导体棒。
根据电磁感应的原理，当磁场穿过导体棒时，会在导体棒中产生感应电流。
这个感应电流会产生一个磁场，与定子绕组的磁场相互作用。
5. 转矩产生：由于转子中的导体棒被短路环连接在一起，感应电流会在导体棒之间形成一个闭合的回路。
这个闭合的回路会产生一个旋转磁场，与定子绕组的磁场相互作用。
由于磁场相互作用的力矩，转子会开始旋转。
6. 启动辅助装置：由于单相异步电动机的转子无法自行启动，通常需要启动辅助装置。
常见的启动辅助装置包括启动电容器和启动电阻。
启动电容器通过改变电路的相位差来产生一个旋转磁场，从而启动电动机。
启动电阻则通过降低电动机的起动转矩来实现启动。
7. 运行稳定：一旦电动机启动，转子会根据旋转磁场的作用开始旋转。
同时，启动辅助装置会逐渐脱离电路。
当转子旋转到与旋转磁场同步的速度时，电动机将保持稳定运行。
总结：单相异步电动机的工作原理是基于电磁感应和磁场相互作用的原理。
三相异步电动机的转动原理
三相异步电动机的转动原理三相异步电动机是一种常见的电动机类型，具有体积小、重量轻、效率高、使用寿命长等优点，广泛应用于工业生产中。
其转动原理主要由以下几个方面组成：
1.磁场相互作用原理：三相异步电动机主要由转子和定子组成，在运行时，由于三相交流电流的作用，定子产生一个旋转磁场，转子中的绕组内也会产生一个磁场。
这两个磁场相互作用，使得转子开始旋转。
2.异步原理：由于转子和定子之间存在磁滞效应、电感等因素，磁场的转换速度不能完全跟上电流变化速度。
因此，转子始终不能与旋转磁场同步旋转，而是以转动速度低于旋转磁场速度的方式旋转。
这个现象称为“异步”。
3.感应电动势原理：由于转子旋转时，转子中电流的变化会产生感应电动势，这个电动势又会在转子绕组中产生额外的电流，这些电流产生的磁场与旋转磁场相互作用，形成一个“扭力”，推动转子继续转动。
通过上述原理，三相异步电动机完成了转子的转动，从而达到驱动设备的目的。
同时，三相异步电动机的推出，也为电机的应用提供了更为广泛的选择。
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。
三相异步电机原理
三相异步电机原理三相异步电机是现代工业中应用最广泛的电动机之一，广泛应用于各个领域，如工厂生产线、船舶、汽车、空调等。
本文将介绍三相异步电机的基本原理及其工作过程。
三相异步电机是一种电磁式交流电动机，它将三相交流电源提供的电能转换为旋转力矩和机械能，实现机械设备的运转。
三相异步电机由定子和转子两部分组成，定子上绕有三相绕组，转子是通过电动机的转子电路与定子电路相互作用实现转动的。
定子绕组的三条绕组分别与三相交流电源相连，形成了一个旋转磁场。
当三相交流电源加到定子绕组时，由于相序不同，三相电流的相位差也不同，导致磁场旋转。
转子电路上的绕组受到定子磁场的旋转影响，形成了感应电流，这个感应电流与定子电流之间存在磁场相互作用力，从而使转子开始旋转。
在运行过程中，由于载荷的变化使转子的旋转速度产生变化。
由于转子电路中有导体，导体纵向和横向都有电流，因此在转子中产生了感应电动势，即转子感应电动势。
这种感应电动势会产生另一个磁通，与原有的旋转磁场相互作用，导致转子产生了绕组以外追赶旋转磁场的转动，使转子加速，直到达到额定运行速度。
二、三相异步电机的工作过程1. 单相异步电机的启动单相异步电机启动时，需要通过外部补助开关实现，通常使用的方法为光电器或电容器启动。
光电器启动是通过光电元件将电源分为两个相位，以启动单相异步电机。
电容器启动是通过连接一个电容器，形成一个相位差与单相电源正常相位的电源，实现单相异步电机的启动。
三相异步电机通常使用的方法是通过磁阻启动或启动器直接启动，启动之后转子与旋转磁场相互作用，形成转矩和旋转力矩，从而使电机旋转。
在运行过程中，电机的速度会逐渐达到额定速度，并进行稳定运行。
如果负载过载或负载不足，电机会受到外部影响，导致其转速变化，但会在瞬间自动恢复到额定速度。
三相异步电机通常是通过与停止器相连，或将三相电源切断以停止电机的运行。
在运行过程中，如果出现了异常情况，如过载、短路等，电机控制器会自动执行保护操作，以保证电机的稳定性和安全性。
三相异步电动机原理
三相异步电动机的基本原理三相异步电动机的基本原理第一节三相异步电动机的工作原理及结构概述交流电机分为：同步电机——多为发电机，电机的转速与频率之间有严格关系；异步电机——多为电动机，转速与频率间没有严格关系。
均有单、三相之分，我们将主要讨论三相异步电动机。
定子绕组接上电源，转子电流是靠定子绕组感应而来，也称感应电机。
定、转子绕组无电的联系。
可以将定子绕组看成变压器原方，转子绕组看成付方。
从广义上讲，异步电机是变压器的一个特殊形式，其基本原理、分析方法均和变压器类似。
我们主要讨论他们的不同之处。
优点：结构简单，制造方便，价格低廉，与同容量的直流电机比较，价格为其1/3，重量为其一半。
缺点：调速性差，或讲调速范围很小。
在感性负载下，满载，空载，使整个电网变坏。
用途：大多数负载调速要求不高，低可用其它方法补偿，在拖动系统中广泛使用。
何为异步电机呢？先看其基本电磁关系：原理上讲：导体与磁场有相对运动会感应电势，方向用右手定则判定；载流导体在磁场中受力，方向用左手定则判定。
可见，电动势和转矩产生的条件有：1）旋转磁场的存在；2）感应电流（闭合绕组）；3）转差存在。
若：1）线圈中通以直流电产生磁场——同步电机；2）线圈电流是感应而来的——异步电动机；3）转速n 是顺旋转磁场转的，改变n 转向——改变磁场转向。
不可能人为摇动手柄，电机内部要有个旋转磁场，且转速稳定。
为了产生旋转磁场，实际电机结构与模型是不同的，采用一定的电机结构，确实可以产生一个要求的旋转磁场。
一、三相异步电动机的结构与直流电机一样，静止部分------定子，转动部分------转子，不同的是定子上无明显的磁极，极数是由旋转磁场在气隙中形成的。
（一）定子1）铁心：硅钢片0.5mm 冲片，迭装，压紧，环状，内圆均匀开槽，2）绕组：铜铝线，漆包线。
绕好的成型线圈，下线，入槽内。
槽绝缘3）机座：铸铁，支撑转子。
端盖（二）转子1）铁心：硅钢片0.5mm，外圆均匀开槽，冲、迭压；2）轴：中碳钢，两边由轴承支撑3）绕组：鼠笼式，绕线式（三）气隙异步电机定转子之间有气隙，气隙大小对电机有影响•定子铁心•叠片结构，定子冲片（圆形冲片，扇形冲片），径向通风沟（风道），槽，槽型。
第19章 三相异步电动机的运行原理
C相
• 利用统一时间相量的概念，将时间相量和空间 相量联系在一起， 画在同一张矢量图上，即为 交流电机理论中的时－空相量图。
§19-1 三相异步电动机转子不转、
转子绕组开路时的电磁关系
4. 感应电动势: 旋转磁场同时切割定转子绕组,在定转子绕组内 将会产生感应电动势E1、E2，根据我们前面所学的 知识可知: E 4.44 f N k
§19-1 三相异步电动机转子不转、
转子绕组开路时的电磁关系
由于三相是完全对称的，所以在分析时仅以A 相为例。下面分析由电流产生的合成旋转磁动势 （基波）的特点： 1）幅值：
F0 1.35
N1k dp1 p
I0
2）转向：逆时针转向，A1—B1—C1 3）转速：相对于定子绕组以角频率 1 2pn1 / 60 旋转，n1为磁动势的同步转速。
§19-2 三相异步电动机转子堵转时 的电磁关系
60 f 2 60 f1 n1 3）转速：相对于转子绕组为 n2 p p 注意：现在定转子被同一个磁通所铰链，所以产生 的电流的角频率是相等的。
4）瞬间位置：
• 同样，把转子电流理解为转子边A2相绕组里的电 流，当A2相电流达到正的最大值时，与它相对应 的磁动势也达到正最大。
§19-2 三相异步电动机转子堵转时 的电磁关系
• 但是关键的一点是：要保证转子侧在折算前后对
整个磁场的影响不能发生改变，即折算前后转子
磁动势没有改变，不影响定子边。 • 根据定、转子磁动势的关系：
F1 F2 F0
可以写成
§19-2 三相异步电动机转子堵转时 的电磁关系
3 4 2 N1k dp1 m2 4 2 N 2 k dp 2 3 4 2 N1k dp1 I1 I2 I0 2 2 p 2 2 p 2 2 p
三相异步电动机工作原理与图解
电机过热
2019/9/16
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。
（2） 降压起动。 Y－ 起动
自耦降压起动
（3）转子串电阻起动。
以下介绍 Y－ 起动和转子串电阻起动。
2019/9/16
28
§ 2.5 三相异步电动机的铭牌数据
I2
35
5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。
如： /1.2 1 A /6.4A 8
表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流 为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。
6. 额定功率：
额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率
（ P2），不等于从电源吸收的功率（P1）。两者的
Im
X
t
2019/9/16 ()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。
2019/9/16
wt0
9
2019/9/16
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）
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。
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
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。
单相异步电动机的工作原理
单相异步电动机的工作原理单相异步电动机是一种常见的交流电动机，广泛应用于家用电器、小型机械设备等领域。
它的工作原理是基于磁场的相互作用，通过交流电源的供电来产生旋转力。
1. 电动机构造单相异步电动机由定子和转子两部份组成。
定子是由电磁线圈绕制而成，通常采用双绕组结构。
转子是由铝条或者铜条制成的导体，通过轴承与定子相连。
2. 工作原理当单相异步电动机接通电源后，电流通过定子绕组，产生旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子中的导体产生磁场相互作用，从而使转子受到力的作用，开始旋转。
3. 启动方式单相异步电动机通常采用启动电容器来实现起动。
在启动过程中，启动电容器会产生一个较大的相位差，从而使得转子产生一个旋转磁场。
当电动机达到运行速度后，启动电容器会自动断开。
4. 工作原理解析单相异步电动机的工作原理可以通过以下步骤解析：(1) 开始时，电源施加在定子绕组上，形成一个旋转磁场。
(2) 由于转子中的导体感应到定子磁场的变化，转子内部也会产生一个磁场。
(3) 转子中的磁场与定子磁场相互作用，产生力的作用，使得转子开始旋转。
(4) 转子旋转时，转子中的磁场也会随之旋转，与定子磁场的变化相互作用，继续产生力的作用，使得转子保持旋转。
(5) 由于转子的旋转速度稍低于定子磁场的旋转速度，因此转子会受到旋转力的作用，始终与定子磁场保持一定的相对速度。
(6) 电动机的输出功率由转子的旋转力决定，转子旋转速度越快，输出功率越大。
5. 特点和应用单相异步电动机具有以下特点：(1) 结构简单，创造成本低。
(2) 启动电容器可以使电动机在低速启动时提供额外的转矩。
(3) 转子由铝条或者铜条制成，具有良好的导电性能和耐高温性能。
(4) 适合于家用电器、小型机械设备等领域。
单相异步电动机的工作原理是通过磁场的相互作用来实现转子的旋转。
它具有结构简单、创造成本低、启动电容器提供额外转矩等特点，被广泛应用于家用电器和小型机械设备中。
第六章异步电机(一)—三相异步电动机的基本原理
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第二节 三相异步电动机的铭牌数据
铭牌上标注额定数据，包括：
额定功率PN—电动机在额定运行状态下输出的机械功率。 额定电压UN—额定运行状态下,电网加在定子绕组的线电压。 额定电流IN—电动机在额定电压下使用, 输出额定功率时, 定 子绕组中的线电流. PN 3 U N I N cos N ηN 额定频率fN—我国规定标准工业用电频率为50HZ. 额定转速nN—电机在额定电压, 额定频率及额定功率下的转速.
6
1.旋转磁场的产生
◆旋转磁场: 极性和大小不变，以一定转速旋转的磁场。 ◆产生原理 条件: 定子为三相对称绕组, 通以三相互差120°的交流电
7
◆p=1时的旋转磁场
8
电流角度变化: 120° 磁场转过角度: 120° 转动方向: UV
9
电流角度变化: 240°
电流角度变化: 360° 磁场转过角度: 360° 转动方向: UVWU
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4)画定子槽的展开图
归纳： 一般三相绕组的排列和连接方法为： ① 计算极距τ ② 计算每极每相槽数q ③ 划分相带 ④ 组成线圈组 ⑤ 按极性对电流方向的要求分别构成一相绕组。
49
Q1=24, m=3, p=2
τ τ
τ = 6, q = 2, α=30°
τ τ
1 2 相带
3 4 5 67 8 相带
46
二、交流绕组的排列和连接
排列方法: 先确定一相的线圈在定子槽内的排列以及线圈的
连接, 其余两相按空间互差120°电角度的原则进行排列。 如: 给定2p=4, 槽数Q1=24, 先确定一相绕组
1)极距的计算 τ = Q1/2p=24/4=6, 一个极距跨6个槽。 2)线圈中电流方向 每个极距下摆放一个线圈边, 另一个线圈边相距一个极距, 相邻极距下线圈边中的电流方向相反。
异步电动机的工作原理
异步电动机的工作原理异步电动机是一种常见的交流电动机，它通过电磁感应的原理将电能转换为机械能，广泛应用于工业生产和家用电器中。
下面将详细介绍异步电动机的工作原理。
1. 电磁感应原理异步电动机的工作原理基于电磁感应现象。
当三相交流电源接通后，通过电源供给的电流在定子绕组中产生旋转磁场。
这个旋转磁场的频率与电源频率相同，通常为50Hz或者60Hz。
定子绕组中的旋转磁场将感应到转子上的导体，从而在转子上产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势会引起转子上的电流流动，进而产生磁场。
2. 转子的运动由于转子上的导体是闭合的，感应电动势引起的电流会形成一个磁场，与定子磁场相互作用。
根据洛伦兹力定律，这种相互作用会使得转子上的导体受到一个力的作用，导致转子开始旋转。
由于定子磁场是旋转的，所以转子会以稍低于定子磁场的速度旋转。
这就是异步电动机的命名原因，转子的转速略低于旋转磁场的速度。
3. 转子和定子的磁场定子绕组产生的旋转磁场称为主磁场，而转子上感应电流产生的磁场称为次级磁场。
主磁场和次级磁场之间的相互作用产生了转矩，驱动转子旋转。
转子的旋转速度取决于主磁场的旋转速度和转子与主磁场之间的滑差。
滑差是指转子的实际转速与主磁场转速之间的差值。
4. 同步转速和滑差当转子的滑差为零时，转子的转速与主磁场的旋转速度彻底同步，这个转速称为同步转速。
在理想情况下，异步电动机的转子始终无法达到同步转速，因为转子上的感应电动势需要一定的滑差才干产生。
滑差的大小取决于负载的大小和电动机的设计。
5. 转子的启动在异步电动机启动时，由于转子的滑差较大，转子上的感应电动势较大，形成为了一个较大的转矩，从而使得转子能够启动。
随着转速的逐渐增加，滑差减小，感应电动势和转矩也逐渐减小，最终转子达到稳定转速。
6. 转子的稳定运行当异步电动机达到稳定转速后，滑差几乎为零，此时感应电动势和转矩也非常小。
电动机的输出功率主要由定子绕组中的电流决定，而转子上的电流非常小。
异步电动机的工作原理
异步电动机的工作原理异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和家庭用电中。
它的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用。
1. 电磁感应原理异步电动机的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当电流通过电动机的定子线圈时，会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会穿过转子线圈，从而在转子上产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势会导致转子上的电流流动。
2. 感应电动势和转子电流由于转子是一个闭合回路，感应电动势会导致转子上的电流流动。
这个电流会产生一个反向磁场，与定子磁场相互作用。
由于转子上的电流是感应产生的，因此称为感应电流。
感应电流的大小和方向取决于转子的电阻和感应电动势。
3. 转子运动由于定子磁场和转子磁场的相互作用，转子会受到一个电磁力的作用。
这个电磁力会使转子开始旋转。
由于转子是一个旋转的回路，它会继续旋转，直到达到与旋转磁场同步的速度。
因此，这种电动机被称为异步电动机。
4. 工作速度和转矩异步电动机的工作速度取决于旋转磁场的频率和极对数。
通常，电网的频率是固定的，所以异步电动机的工作速度也是固定的。
转矩是电动机输出的力矩，它取决于定子磁场和转子磁场的相互作用。
通过控制定子电流，可以调节转矩的大小。
5. 同步速度和滑差异步电动机的同步速度是旋转磁场的速度，它由电网的频率和极对数决定。
滑差是异步电动机的转速与同步速度之间的差异。
滑差越大，转子的旋转速度与旋转磁场的速度之间的差异越大。
6. 启动和运行异步电动机通常需要一个起动装置来启动。
常见的起动装置包括直接起动、星角起动和自耦变压器起动等。
一旦启动，电动机会根据负载的要求运行。
通过调节定子电流和控制电动机的供电电压，可以控制电动机的转矩和速度。
总结：异步电动机是一种基于电磁感应和电磁力相互作用的电动机。
它的工作原理是通过定子磁场和转子磁场的相互作用来产生转矩和旋转运动。
通过调节定子电流和控制电动机的供电电压，可以实现对转矩和速度的控制。
三相异步电动机的工作原理及结构
国产中小型三相电动机型号的系列为Y系列，是按 国际电工委员会IEC标准设计生产的三相异步电动机， 它是以电机中心高度为依据编制型号谱的，如
Y-200L2-6
异步电动机 中心高度200mm
6极
2号铁心
长机座（M——中机座） （S——短机座）
Y-200L2-6
异步电动机 中心高度200mm
6极
1．定子部分
定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、 定子铁心、定子绕组等部分组成。
（1）外壳 三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等
部件。
机座：铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相电 动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承 着转子，它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常，机座 的外表要求散热性能好，所以一般都铸有散热片。
三相异步电动机的额定功率与其他额定数据之间有如下关系式
（3-3）
式中 cosN ——额定功率因数 N ——额定效率PN 3U N I N Nhomakorabeaos NN
5．额定频率 额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数，用fN表示。
我国规定标准电源频率为50Hz。
6．额定转速 表示，额一定般转是速略表小示于三对相应电的动同机步在转额速定n1工。作如情n1况=1下50运0r行/m时in，每则分n钟N 的=1转44速0r，/m用in。nN
2．转子部分
（1）转子铁心
是用0.5mm厚的硅钢片叠压而 成，套在转轴上，作用和定子铁心 相同，一方面作为电动机磁路的一 部分，一方面用来安放转子绕组。
（2）转子绕组
异步电动机的转子绕组分为绕 线形与笼形两种，由此分为绕线转 子异步电动机与笼形异步电动机。
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U1 E1 I1(R1 jX1)
E1 I0 (Rm jX m )
E1 E2'
E2' I2' (R2' s
jX
' 2
)
I1
I
' 2
I0
R1 jX1
I0
U1
I1
E1 E2'
R2'
jX
' 2
Rm
I
' 2
jX m
1
s
s
R2'
简化等效电路
I1
R1
jX 1
R2'
jX
' 2
R1
jX 1
I
' 0
s
R，2 转子旋转时和转子堵
转时相比，只在转子绕组等效电路中多了
1 s
s
R2
项。
仿照上一节（转子堵转）的分析方法，进行
转子的空间位置、相数、有效匝数的折合，可
得到相应的基本方程式
“T”型等效电路 经过转子绕组位置角、相数、有效匝数
和频率的折合后，转子绕组电动势和定子绕组 电动势就完全相同了。这样可以把前面定转子 回路分离的等效电路统一起来，得到如下的异步 电动机的“T”型等效电路。
Zm Rm jX m ——励磁阻抗；
定子一相电动势平衡式为：
U1 E1 I0Z1 I0 (Rm jXm ) I0 (R1 jX1) I0 (Z1 Zm )
转子回路开路，转子回路电动势平衡方程：
U2 E2
时空相矢图和等效电路：
A2 A1 j1, j2
R1 jX1
0
I0
0
认为合成磁动势产生气隙磁密： F1 + F2 = F0
5.转子位置角的折
合：
A2 A1
把 +A1轴和 +A2轴人为的重 j2 j1
合，这就是所谓的转子位
1
置角的折合
I2 F2
2 1 B
(90 2 )
E2 E1
6.转子绕组的折合
由于异步电机定、转子之间没有电路上的联系， 仅有磁动势之间的联系,这点和变压器的情况 类似。
f2
p n2 60
p sn1 60
sf1
异步电动机额定负载时 s 通常在0.02～0.05范围
内，由此可知：转子旋转时转子感应电势和电 流的频率很低，当 f1 50Hz时， f2 1 ~ 2.5 Hz。
2）磁动势 F2 的转速 n2：
F2 相对于转子转速为：n2 60 f2 / p sn1 n1 n ，
F1 + F2 = F0
34 2π
2 2
N1kPdp1 I1
+
34 2π
2 2
N2kdp2 P
I2
=
34 2π
2 2
N1kdp1 P
I0
电流形式的磁动势平衡方程：
转子角折合以后，在时空相矢图中肯定有
.
.
.
F1 和 I、1 F2 和 I2 、 F0 和 I0都相互重合的关系这
样就有：
.
F1
m1
4
2
2 2
基本电磁关系示意图：
U1
I0
s1
F0 B
1
m
Es1
E1
U1 E1 Es1 I0R1
2 E2 U20
励磁磁动势及励磁电流：
由于转子开路，转子无电流，因 此定子三相电流产生合成基波旋转磁动势 用于建立主磁场 ，因此这个磁动势亦称 为励磁磁动势（其特点参考三相对称交流 绕组产生旋转磁动势章节内容）。
X
' 2
keki X 2
7.基本方程、等效电路和相量图：
U1 E1 I1(R1 jX1)
E1 I0 (Rm jX m ) E1 E2'
E2'
I
' 2
(
R2'
jX
' 2
)
I1
I
' 2
I0
R1
jX 1
I0
I1
U1 E1 E2'
R2'
jX
' 2
Rm
I
' 2
jX m
转子堵转、转子绕组短路时的效电路
90 2
F
2
A2
A1
j1 j2
0
1 2
I
2 0
2
E2
F
2
1
B
0
(90) 2 2
E1
4.定子磁动势和励磁磁动势
由于转子堵转， F2 频率也为
转速度为
n2
=
60f1 p
=
n1
f1 ；
F2 旋
结论： F1 与 F2 在定子内圆空间同转速、同转向，
即相对静止。
根据全电流定律知道，产生气隙磁密 Bδ 的磁 F0 动势是作用在磁路上的所有磁动势的总和。即
I
' 2
U1 Rm
1
s
s
R2'
jX m
jI1 X1
U1
I1 R1
E1
I
' 2
1
I
' 2
R2' s
I
' 2
2
jI
' 2
X
' 2
I0
E1 E2'
1
I1 B
鼠笼转子的问题 本章前面是以绕线型电机为例来分 析的，这种电机转子在设计制造时就 确定了极对数、相数、有效匝数等数 据。
鼠笼转子的问题
＋A1
2）在气隙磁场作用下，定转子绕组的感应电势之间的 关系，引入电压变比
3）定转子电流产生的磁势如何合成，引入电流变比
0-3基本思路
首先分析仅仅定子有电流而转子没有 电流的情况——理想空载，转子不带负 荷，忽略摩擦，转速等于同步速 思考：转子有无感应电势，定子电流是
什么电流？
然后分析，转子堵转转子绕组短路 的情况；
为解决上述问题仍用等效电路法， 要设法找出与变压器相似的等效电路。 等效电路方面的要求：
1）如何得到等效电路、掌握绕组归算 与频率归算；
2）等效电路各元件代表什么？对那些 量等效；
仿照变压器的思路得到等效电路
为了得到等效电路的过程，主要解决以下三个问题：
1）设法用静止转子等效旋转的转子，以便借用变压器 的分析方法
E1
I2 F2
2 E2
s2
Es2 E2 Es2 I2R2
第三节 转子旋转时的电磁关系
当转子旋转起来后（ n n1 ），转子中仍会感应
电流 I 2 ，产生转子磁动势 F2 。 请思考
由于 I1 → F1 相对定子的转速为 n1 ； 那么 I 2 → F2 相对定子的转速为？ 另外，那么 F1 与 F2 还会保持静止吗？
I0
，其中：
I
' 2
m2 N2Kdp2 m1N1Kdp1
.
I2
1 ki
.
I2
式中，
ki
m1N1Kdp1 m2 N2 Kdp2
，称为电流比。
最后给出转子侧电流、电动势和阻抗
的折合结论：
I2'
m2 N2Kdp2 m1N1Kdp1
.
I2
1 ki
.
I2
E2'
N1Kdp1 N2 Kdp 2
E2
ke E2
R2' keki R2
第二十三章 三相异步电动机的运行原理
0-1概述
要求：掌握异步电机稳态分析的基本方 法---等效电路法
异步电动机分析中，主要涉及四个量， （输入能量的）电端口：电压与电流（大
小与相位）；
（输出能量的）机械端口：功率和转速
（或转矩与转速） 要解决的问题： 主要是知道电压与输出功率求电流、求转 速的问题；或已知电压和转速求电流和功 率。
得：
E1 E2
kee j0
定子回路电动势平衡方程：
U1 E1 I0R1 Es1 E1 I0R1 jI0 X1 E1 I0Z1
Z1 R1 jX1—— 定子一相绕组的漏阻抗
与变压器分析时一样，如果用励磁电
流
I
在参数
0
Z
上的压降表示
m
E1，则：
E1 I0 (Rm jX m ) I0Zm
A2 A1
j1, j2
1
U1
jI1 X 1
.
.
F1
I1R1 F 2
E1
I
' 2
1
I1
I
' 2
R2'
I
' 2
2
F2
jI
' 2
X
' 2
F0 I0
E1 E2'
B
转子堵转、转子绕组短路时的矢量 图
基本电磁关系示意图：
s1
Es1
U1
I1
F1
Fm m（B ）
1
U1 E1 Es1 I1R1
E' 2s
I ' (R'
2s
2s
jX
'
2s
)
I' 2s
(R2'
jX ' ) 2s
R1 jX1
R2'
jX ' 2s
I1
U1
E1
f1
I'
E'
2s
2s
f2 sf1
说明： 1）转子回路的频率为：
f2 sf1
；