电机学第七章 三相异步电动机的工作原理

电机转子导体因与 定子旋转磁场间有相 对运动而感应电动势， 并因绕组自闭合而产 生转子电流。转子载 流导条在气隙中的旋 转磁场中受到的电磁 力形成驱动转子转动 的电磁转矩T，转子 转向与定子旋转磁场 转向相同。
1.电动机转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
Y
v
C
A
n0
F
Z
N
60 f1 n0 (转/分） p 旋转磁场
同相，正比


Fe


滞后90，正比

一、异步电动机空载时的物理情况
1、主、漏磁通的分布 为了便于分析，根据磁通路径和性质不同，异步电动机的 磁通分为主磁通和漏磁通。 主磁通同时交链定、转子绕组， 其路径为：定子铁心→气隙→转子 铁心→气隙→定子铁心。主磁通起 传递能量的作用。
除了主磁通以外的磁通称为漏 磁通，它包括槽漏磁通、端漏磁通 和高次谐波磁通。漏磁通只起电抗 压降作用。
鼠笼型异步电动机
绕线型异步电动机
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人 为改变电动机的机械特性。 绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大； 转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
定子铁心
定子绕组
机座 用来支撑电机整体。中、小型电机多用铸 铁机座，其两端面上安装端盖，二端盖中的轴 承支撑着转子，以保持定、转子之间径向的气 隙值，机座外表面还起着良好的散热作用。 转轴和转子铁心 转轴用以支撑和固定转子铁心，并将转子 导体所获机械转矩传递给机械负载，轴上的风 叶起通风、散热作用。 转子铁心由0.5mm硅钢冲片叠制而成，套装 在转轴上，构成电机磁路的转子部分。铁心外 圆上冲制有均匀分布的槽，供嵌放转子绕组。
第三篇 异步电机 异步电机是使用最广泛的一种交流电机， 它主要用做电动机。异步电动机的转速随负 载大小改变而略有改变，与电源频率间没有 严格不变的关系。 异步电机的转子电流是依据电磁感应原理 由定子磁场感应产生的，所以也称为感应电 机。 异步电机结构简单、制造方便、坚固耐用、 又有较高的运行效率和令人满意的工作特性。 其主要不足是不能经济地在较宽的范围内实 现平滑调速，以及具有总是滞后的功率因数。
方向:顺时针 切割转子导体
F
B
S
X
Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
电磁转矩T
Bli
左手定则
电磁力F
n
二、异步电机的三种运行状态
三、异步电动机的结构
1）、定子部分 （1）、定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。 （2）、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 （3）、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强机械强度和刚度。 2）、转子部分 （1）、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 （2）、转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入 一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转 子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。 3）、气隙（0.2~2mm） 异步电动机的气隙是均匀的。大小会严重影响异步电动机 的性能。
产生的旋转磁动势为空 三相空载电流 I 载磁动势 F0 , 基波幅值为 0
F0 Nk m1 0.9 1 w 1 I 0 2 p
3、电磁关系
U1 ( 三相系 )
( 三相系统) I 0
F0 ( 三相合成)
0
1
E 1
R I 0 1
E 1
0 E 2
第二节 三相异步电动机的磁场及感应电动势 一、空载运行时磁动势及磁场 三相对称电流 圆形旋转磁场 磁通：主磁通＋漏磁通 二、主电动势和励磁阻抗（注意与变压器的对比）
Key wor百度文库s:
磁动势，磁密， 空载电流 ，
时间、空间相量
I 0 F0 Bm m E1
四、异步电动机的铭牌数据和额定值
（一）型号
型号是表明电动机名称、规格及所遵循技术条件的产品代号 （二）额定值 电动机按额定值运行称为额定运行状态。主要有： 1．额定功率和额定转速：指电动机额定状态运行时，轴端 输出的机械功率(kW)和转子转速(r／min)。 2．额定频率：电动机使用电源的频率。 3．额定电压：指额定状态运行时，施加到电机定子绕组上 的线电压(V或kV)。 4．额定电流：指电动机定子绕组加额定电压，轴上输出机 械功率为时，定子绕组输入的线电流(A)。 5．额定效率和额定功率因数：它们是考核电动机性能的重 要指标，国标或技术条件中有明确规定。
2、空载电流和空载磁动势
空载运行时, 转子转速很高, 接近同步速, 定、 转子之间相对速度几 0， I 0， F 0. 乎为零， 于是E 2 2
异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流。由于转子 的电流几乎为0，所以，旋转磁场主要是由空载电流建立的。 这和变压器的空载磁场主要由原边的电流建立是一样的。
第七章 三相异步电动机的工作原理 本章以三相绕线型异步电动机为例， 按照由简（空载、堵转）到繁（负载）的 过程，分析其运行时内部电磁过程，导出 基本方程式、等效电路、相量图，得到分 析异步电动机的基本方法和理论。 第一节 异步电机基本知识 一、异步电动机的基本原理
n1 n n s 100% 100%, 通常0.5% s 5% n1 n1
电动机额定运行时有： （三）铭牌上其他主要数据
PN 3U N I N cos N N
1．绝缘等级与额定温升：绝缘等级指电机主绝缘所采用的绝 缘材料耐热等级。 2．定子绕组接法：指额定电压下电动机规定的绕组接线方式。 如国标规定：Y系列异步电动机，其额定功率3kW及以下者采用Y接 法，4kW及以上者采用D接法，以便可选用Y-D方式起动。 3．工作方式：指电动机额定状态运行所允许持续的时间。分 “连续”、“短时”和“断续”三种。 4．防护等级：指电动机针对不同环境情况，欲正常运行而应 采取的外壳防护型式。通常以开启式、防护式、封闭式和防爆式 等类划分，以IPxx表示，数字xx大者，防护等级高。 异步电动机更详尽的技术数据，可参见产品说明书、相关技术 资料等。