第四章三相异步电动机..

电角度 p 机械角度
第4章 三相异步电动机
4、槽距角 a 相邻两个槽之间的电角度：
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
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第4章 三相异步电动机
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。 下面是它主要部件的拆分图。
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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
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三、异步电机的三种运行状态
根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态 状态 电动机
定子绕组接对 称电源
电磁制动
外力使电机沿磁 场反方向旋转
发电机
外力使电机快速 旋转
实现 转速 转差率 电磁转矩 能量关系
0 < n < n1
0 s 1
驱动 电能转变为机 械能
n<0 s 1
制动 电能和机械能变 成内能

W2 V1
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U2
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二、转差率 同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用 s表示，即： n1 n s n1 转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种 运行情况。
n n1 , s 0. n 0 , s 1; 电机理想空载时， 转子未转动时，
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三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、 制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以广泛 应用。但是，功率因数低、起动和调速性能差。 4.1 三相异步电动机的基本工作原理和结构 4.2 交流电机的绕组
4.3 交流电机绕组的感应电动势
4.4 交流电机绕组的磁动势
第4章 三相异步电动机
二、交流绕组的基本概念
1、极距 两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的 槽数为Z，磁极对数为p，则极距： Z = 2p 2、线圈节距 y 一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。
. y 的绕组为整距绕组 . y 的绕组为短距绕组
3、电角度
U1 W2
V1 U2
W1 V2
U1 W2
V1 U2
W1 V2
Y联结
D联结
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4.2交流电机的绕组
4.2.1 交流绕组的基本知识 一、基本要求和分类 1）三相绕组对称；
2）力求获得最大的电动势和磁动势；
3）绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦； 4）节省用铜量； 5）绕组的绝缘和机械强度可靠，散热条件好； 6）工艺简单、便于制造、安装和检修。
4.5 三相异步电动机的空载运行 4.6 三相异步电动机的负载运行
4.7三相异步电动机的等效电路和相量图. 4.8三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡
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基本要求：
1.熟练掌握三相异步电动机的基本工作原理、转差率的概念及异步电机的三种运行状态； 2.了解三相异步电动机的基本结构； 3.掌握异步电动机型号和额定值； 4.理解交流电机绕组的几个名词术语，会做单层整矩叠绕组、单层链式、单层同心式、单 层交叉式和双层叠绕组展开图； 5. 掌握交流电机绕组的感应电动势，掌握短矩系数和分布系数的物理意义及改善电动势 波形的方法； 6.掌握单相脉动磁动势的幅值计算方法及性质； 7.熟练掌握三相绕组合成磁动势的幅值计算方法及基本性质； 8.掌握异步电动机和负载运行时的物理情况，熟练掌握转子绕组的各电磁量及电动势、磁 动势平衡关系； 9.能熟练应用基本方程、等效电路和相量图来分析异步电动机的运行情况，掌握频率折算 的物理本质及附加电阻的物理意义； 10.能根据等效电路导出异步电动机的功率平衡关系，画出功率流程图，掌握转矩平衡关 系； 11.了解三相异步电动机的工作特性； 12.了解三相异步电动机的参数测定方法。
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4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.1三相异步电动机的基本结构 一、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，具有较强的机械强度和刚度。 二、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。 三、气隙 异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达 到的最小值。
作为电动机，转速在 0 ~ n1范围内变化，转差率在0~1范围内变。 负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小。 转差率的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机的转 速为： n = ( 1 - s)n1 额定运行时，转差率一般在0.01~0.06之间，即电机转速接 近同步速。
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额定转速 nN ( r / min) 额定运行时电 动机的转速.
额定功率因数 cosN 额定频率 fN 额定效率 N
额定值关系有： PN 3 U N I N cos N ηN
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三、接线
三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机 的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕 组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活 地接成“Y”形或“D”形。
n > n1
s0
制动 机械能转变为电 能
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4.1.3 型号和额定值 一、型号 例:
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额定电流 IN ( A )
在额定运行状态下流 入定子绕组的线电流. 额定电压 U N ( kV或V ) 额定功率 PN ( kW ) 额定运行状态时加在 额定条件下转轴上 二、额定值 定子绕组上的线电压. 输出的机械功率。
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4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理 一、转动原理
1、电生磁：三相对称绕组通
往三相对称电流产生圆形旋转 磁场。

n1
V2
W1
2、磁生电：旋转磁场切割
转子导体感应电动势和电流。





U1
n
3、电磁力：转子载流（有功
分量电流）体在磁场作用下受 电磁力作用，形成电磁转矩， 驱动电动机旋转，将电能转化 为机械能。