模块四 三相异步电动机的概述及应用

iW
W1' V2'' V2 W2 V1'
W1
V1
iV
Im i iU iV iW
0
t
N W1' V2' U1 •W2
•
S U
' 2
S V1
V1' •
U2
W2' • N
W1
U1' V2
极对数 p 2 动画
旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关
实用电工电子技术基退出础
④旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数
U2
V1
(•)电流出
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i Im
iU
iV
iW
三相电流合成磁
o
场 的分布情况
t
n0
U1
V2 N
W2
W1
S V1
U2
600
60
U1 V2
N W2
W1 S
U2
V1
V2
S
W1 U2
U1
W2
N
V1
t 0
t 60
t 90
合成磁场方向向下 合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
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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。
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2. 三相异步电动机的工作原理
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（1） 旋转磁场
①旋转磁场的产生
iu Im sin t
定子三相绕组通入三
相交流电(星形联接)
iu
iv Im sint 120 iw Im sint 120
U1
iw
iv
W1
W2VU2 2 V1
Im i iU
o
iV iW
t
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Im i iU
o
iV iW
()电流入 V2
t
W1
n0
U1
W2
规定 i : “+” i : “–”
首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。
模块四 三相异步电动机的概述及使用
❖ 课题4.1 三相异步电动机的原理及特性 ❖ 课题4.2 三相异步电动机的使用及综合测试
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课题4.1 三相异步电动机的原理及特性
❖ 知识与技能要点
❖ 三相异步电动机的原理、结构与铭牌数据； ❖ 三相异步电动机转矩与机械特性。
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分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场
即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°
②旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序
任意调换两根电源进线 (电路如图)
IImm i iU iV iW
iU
U1
0o
t
V2 U2
iV V1
iW
W2 W1
U1 U
S1 V2
W2
U U1 1 V2
S
W2
结论： 任意调换两根
v U n0
V2 N1 W2
F
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
W1F
方向:顺时针
V1
S
U2
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
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(3) 转差率
由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场
旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转
W1
N W1
电源进线，则旋转
V1 N
U2
V1
U2
磁场反转。
t 0 实用电工电子t 技60术 基退出础
③旋转磁场的极对数P
iA
U1
Im i iU
iV iW
o
W2U2
iC W1
V2 V1
iB
当三相定子绕组按
t
U1
V2 N
W2
图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即：
W1 S V1
U2
p 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t 0
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1.三相异步电动机的结构
电动机的分类：
交流电动机 电动机
直流电动机
同步电动机 三相电动机
异步电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
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（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
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n
100%
转子转速亦可由转差率求得
n (1 s)n0
异步电动机运行中: s (1 ~ 9)%
例一台三相异步电动机，其额定转速
n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转
速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3
鼠笼式
（2）转子 绕线式
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。
① 鼠笼式转子
鼠笼转子
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绕线式转子
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。
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鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端
之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。
iU
U1
U2 U1' W2' U2
W1' V2' U1 W2
U
' 2
V1
iiW
W1' V2'' V2 W2 V1'
W1
V1
V1' W2'
V
U1'
U2
W1 V2
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iU
U1
U2 U1'
W2' U2
p=1时
n0 60 f1
(转/分）IImm
i
iU
iV
iW
工频：f1 50 Hz
0o
t
n0 3000 (转/分）
U1
N
V2
W2 V2
U1
U1
S
W2 V2
N
W2
S
W1
V1
N
W1
V1
W1
S
V1
U2
U2
U2
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旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0
60 f1 p
(转/分)
极对数
额定转差率为
s n0 n 100% 1000 975 100% 2.5%
n0
1000
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3. 三相异步电动机铭牌数据
(1) 型号 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 例如： V2 132 M－4 磁极数( 极对数 p = 2 ) 机座长度代号 机座中心高（mm） 三相异步电动机 教材表4.2中列出了各种电动机的系列代号。
磁场的转速相等，即
如果: n n0 n n0
异步电动机
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切
割转子导条
无转子电动势和转子电流
无转矩
因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与
旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
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转差率s
s
n0 n0
p 1
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )
360
3000 (转/分）
p2
180
1500 (转/分）
p3
120
1000 (转/分）
p4
90
750 (转/分）
可见: 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。
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(2) 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电