三相异步电动机的基本结构和工作原理 ppt课件
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《三相异步电动机》PPT课件优选全文
t
()电流入
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三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
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wt 0
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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：
I m iA iB iC
t
A YN Z
CS
B
2024年10月8日星期二X
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电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
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转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
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旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
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鼠笼转子
机座
3
三相定子绕组：产生旋转磁场。 组成：定子铁心、定子绕组和机座。
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转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。
组成：转子铁心、转子绕组和转轴。
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
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三相异步电动机原理ppt课件 共44页
定义（ n0- n ）为转差，把转差与同步转速n0 之比的百分值 叫做转差率S。即：
S= （ n0 -n ）/ n0 *100%
N
如果用一原动机或其它
T
转矩去拖动异步电动机，
使它的转速超过同步转速，
n >n0 ,S<0,旋转磁场切割转
n0
子导体的
n
方向相反，导体中的电动势与电流方向都反向。由左手 定则知电磁力与旋转磁场和转子的旋转方向相反，这是制动 转矩。这时原动机对异步电动机输入机械功率，而通过电磁 感应由定子向电网输送电功率，电动机处在发电机状态。
每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、 B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的 绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的 电角度称为相带，一般用600相带
N
S
N
S
A Z B X C Y A ZB X C Y 600
每极每相槽数q
第四章 三相异步电动机原理
• 4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构 • 4.2交流电机绕组 • 4.3交流电机的感应电动势 • 4.4交流电机绕组的磁动势 • 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向量图
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
对双层绕组而言，每个相绕组有2p个线圈组，每个相绕
组串联匝数为
N
2p a
qNy
所以双层绕组相电动势基波的有效值为
E 1 2 a p E q ( y 1 ) 2 a p 4 . 4 f 1 q 4 y k W 1 N 1 4 . 4 f 1 2 p 4 a y k q W 1 1 N 4 . 4 f 1 N 4 W 1 1
三相异步电动机工作原理(ppt)
对称三相绕组
• 三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全相同、首端 彼此互隔120º、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组， 如图所示。
(•)电流出 Y
•
C ()电流入
•A n1
Z
•
B
X
iiAA iiCC C iBiB
A
ZX Y B
二、三相异步电动机的旋转磁场的产生
1.对称三相绕组
3个外型、尺寸、匝数都完全相同、首端彼此互隔 120°、对称地放置到定子槽内的3个独立的绕组。
V4
U1
×
W3 × N
W4 V1
U4 S
V3
S U2
N
× × W1
W2
U3
V2
t = 0O 时
i1 = 0，i2＜ 0， i3 ＞0
磁极对数 p
p= 2 电流变化一周 →旋转磁场转半圈
n1 = 1 500
=
60 f1 2
当磁极对数 p = 3 时
n1 =
1
000
=
60 f1 3
结论
旋转磁场的转速 n1 取决于电流频率 f 和磁极对数 p。
2.旋转磁场 一种极性和大小不变，且以一定转速旋转的磁场。
二、 三相异步电动机的工作原理
异步电动机原理模型
人为 转动
n0
f
n
感应电 流受力 而旋转
N
i e
S
磁铁
闭合 线圈
感生 电流
旋转磁场产生的条件
从理论分析和实践证明，在对称三相绕 组中流过对称三相交流电时会产生这种 旋转磁场。
二、三相异步电动机的旋转磁场的产生
•并规定：电流为正值时，从每相线圈的首端入、 末端出；电流为负值时，从末端入、首端出。用符 号⊙表示电流流出，用×表示电流流入。
三相异步电动机的结构和工作原理
•
n=(1-s)n1
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5.4.3异步电动机旳三种运营状态
根据转差率大小和正负情况，异步电动机运营、发运营 和电磁制动运营三种运营状态。
1. 电动机运营状态 当异步电动机作电动机运营时，电磁转矩为驱动性质，电磁 转矩克服负载制动转矩而做功，把从定子吸收旳电功率转变 成机械功率从定子输出。电动机转速n与定子旋转磁场转速 N1同方向，且实际方向取决与负载大小。
•
S=n1-n/n1
• 电动机转速为nN时旳转差率称为额定转差率sN。
• 异步电动机带额定负载时，转差率很小，一般SN在
0.01~0.06之间。因为转差率反应了转子与旋转磁场之间
旳相对运动，故s旳大小对异步电动机转子电动势、电流、
功率因数等物理量都有直接影响，转差率s是异步电动机
旳一种主要参数。
• 根据转速差s，能够求电动机旳实际转速n，即
• 因鼠笼式转子构造简朴、制造以便、运营可靠，所 以得到广泛应用。
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• （2）绕线式转子绕组
•
绕线式转子绕组与定子绕组相同，也是制成三相绕组，一项接成Y
形，三根引出线分别接到转轴上彼此绝缘旳三个集电环上，经过电刷装置
与外部电路相连。转子绕组回路串入三项可变电阻旳目旳是为了改善起动
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5.4三相异步电动机旳工作原理及运营状态
三相异步电动机的基本结构和工作原理ppt课件
可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为A→C→B，即向逆时针方向 旋转，如图所示，即与未对调前的旋转方向相反。
由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到
电源的三根导线中的任意两根对精调选p即pt 可。
17
（一）旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
图 6.2.2 精选二pp极t 旋转磁场
返回
上一节
下一节
假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹 槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相 交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图所示。
精选ppt
9
假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相 绕组的电流作为参考正弦量，即 iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的
旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。
精选ppt
15
如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例 如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如 图所示。
精选ppt
16
此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2 /3，而C相绕 组内的电流又超前B相绕组内的电流2 /3，用上述同样的分析方法
此时的合成磁场如图 （d）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
向旋转了 。
精选ppt
14
按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁 场也在不断旋转，故称旋转磁场。
2．旋转磁场的旋转方向
A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 /3，而B相绕组内的 电流又超前C相绕组内的电流2 /3，当三相交流电的A→B→C ，
电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：
iAImsi nt
由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到
电源的三根导线中的任意两根对精调选p即pt 可。
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（一）旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
图 6.2.2 精选二pp极t 旋转磁场
返回
上一节
下一节
假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹 槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相 交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图所示。
精选ppt
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假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相 绕组的电流作为参考正弦量，即 iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的
旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。
精选ppt
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如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例 如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如 图所示。
精选ppt
16
此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2 /3，而C相绕 组内的电流又超前B相绕组内的电流2 /3，用上述同样的分析方法
此时的合成磁场如图 （d）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
向旋转了 。
精选ppt
14
按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁 场也在不断旋转，故称旋转磁场。
2．旋转磁场的旋转方向
A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 /3，而B相绕组内的 电流又超前C相绕组内的电流2 /3，当三相交流电的A→B→C ，
电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：
iAImsi nt
三相异步电动机ppt课件
三相异步电动机的工作原理
通对入称对称三相三绕相电组流三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 转子绕组中 受到电磁力的作用 产生 e 和 i
磁场绕组切 割转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
返 回 上一节 下一节 上一页 下一页
三相异步电动机的基本原理
• 基本原理——在定子绕组中，通入三相 交流电所产生的旋转磁场与转子绕组中 的感应电流相互作用产生的电磁力形成 电磁转矩，驱动转子转动，从而使电动 机工作。
便形成一个合成磁场，如图
所示，可见此时的合成磁场
是一对磁极（即二极），右
边是N极，左边是S极。
两极旋转磁场示意图
i iu
iv
0
3
三相电流波形
iw
3
iu
t
V2 U1
W2
W1 U2
V1
V2 U1
W2
W1
U2 V1
Hale Waihona Puke V2U1 W2W1 U2
V1
t= 0
Iu=Im
t =
Iv=Im
t
=
Iw=Im
• 空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时， 产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋 转一周，即两个极距；
旋转方向：取决于三相电流的相序。
Im
i1 i2 i3
L1
i1
O
t
旋转磁场是沿着：
U1
V1
W1
L2 i2 W1
L3
i3
V2
U1
W2 U2 V2 V1
U1 W2
◆ 与三相绕组中的三相电流
三相异步电动机课件
9551006.59牛•顿 米 1450
（2）启动转矩Tst Tst1.2TN79
（3）最大转矩Tm
T mT N 1 .8 6.9 5 1.1 68
#（4）用Y－ 方法起动时的Tst' T s (Y t) T s( t)/3 7/3 9 2.3 6 （牛顿•米）
机械特性和电路参数的关系 和电压的关系
TKR22s(sR2X20)2 U12
T ~U12
n
(s 0) n n0
结论：
U 1 U1 Tmax
TST
0
T
和转子电阻的关系
n R2
sm
R2 R'2
R '2
结论： TstTst
sm s'm
s'm
T
0
T st T st
R2的 改变 ： 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电
机外接电阻不同。
E204.44f1N2Φm
Φm
U1 4.44f1N1
得到转矩公式 TKR22s(sR2X20)2U12
二、 三相电动机的机械特性
根据转矩公式
TKR22s(sR2X20)2 U12
得特性曲线：
s n1 n n1
T T f (S)
n
n
n f(T)
1
s
0
1
T
最大转速n=n1时
启动时n=0
三个重要转矩
i1
u1
e1
i2
e2
R2
定子电路 转子电路
Φ 定子边： u1i1R1e1e1N1ddt
设：Φmsi n1t 则：u1N1 m 1co1st
R1
i1
u1N1Φm 1co1st u1
三相异步电动机课件讲解
一、单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而
成，整个外形如长链。
链式绕组的每个线 圈节距相等并且制造方 便；线圈端部连线较短 并且省铜。主要用于 q=2的4、6、8极小型 三相异步电动机。
二、单层交叉式绕组
单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成， 同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同，各线圈组的端部互 相交叉。
Fp1 2 Fq1k y1 0.9( 2 qNc ) k y1kq1Ic
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
f p1(x, t)
Fp1
端部排列整齐 机械强度高
缺点
嵌线 困难
用铜 量大
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.1 线圈的感应电动势及短距系数
一、一根导体的电动势
电动势波形: e Blv 电动势频率: f pn
60
电动势大小: Ec1 2.22 fΦ1
随时间变化的波形 取决于气隙磁密在 空间的分布波形
二、整距绕组的电动势
每个整距绕组由Nc个相同和线匝组成，每个整距线圈的 电动势:
E y1(y ) Nc Et1 4.44 fNc 1
三、短距线圈的电动势 每个短距线圈的电动势:
E y1( y ) 4.44 fNcΦ1k y1
ky1
E y1(yτ) E y1(yτ)
sin(
y τ
900
)
称为短距系数：
线圈短距时电动势 比整距时打的一个 折扣．
二、交流绕组的基本概念
成，整个外形如长链。
链式绕组的每个线 圈节距相等并且制造方 便；线圈端部连线较短 并且省铜。主要用于 q=2的4、6、8极小型 三相异步电动机。
二、单层交叉式绕组
单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成， 同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同，各线圈组的端部互 相交叉。
Fp1 2 Fq1k y1 0.9( 2 qNc ) k y1kq1Ic
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
f p1(x, t)
Fp1
端部排列整齐 机械强度高
缺点
嵌线 困难
用铜 量大
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.1 线圈的感应电动势及短距系数
一、一根导体的电动势
电动势波形: e Blv 电动势频率: f pn
60
电动势大小: Ec1 2.22 fΦ1
随时间变化的波形 取决于气隙磁密在 空间的分布波形
二、整距绕组的电动势
每个整距绕组由Nc个相同和线匝组成，每个整距线圈的 电动势:
E y1(y ) Nc Et1 4.44 fNc 1
三、短距线圈的电动势 每个短距线圈的电动势:
E y1( y ) 4.44 fNcΦ1k y1
ky1
E y1(yτ) E y1(yτ)
sin(
y τ
900
)
称为短距系数：
线圈短距时电动势 比整距时打的一个 折扣．
二、交流绕组的基本概念
异步电动机工作原理课件
而成。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线 圈。硅钢片在叠压后成为一个整体，固定于机座内。
异步电动机工作原理课件
异步电动机工作原理课件
⑵定子绕组： 定子绕组用绝缘的铜或铝导线（电磁线）绕成，嵌在
定子槽内。
散嵌线圈
三相对称交流绕组模型
异步电动机工作原理课件
⑶机座： 主要是为了固定与支撑定子铁心。端盖轴承还要支撑
所示。若转子不转，转子绕组与旋转磁场有相对运动，绕
组中有感应电动势e2，于是绕组中有电流 i2，这样，转子 绕组就在磁场中受力F，该力在转子轴上产生转矩，使电
动机旋转。
转子的转向与旋转磁场相同。
转子的转速通常用转差率的
形式来表示。
S n0 n n0
通常S0﹤0.5%,
S ﹤5%。 异步电动机工作原理课件
异步电动机工作原理课件
5.1.3三相异步电动机的旋转磁场 1．旋转磁场产生的
假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周 的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首 端A、B、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、 C相绕组。
异步电动机工作原理课件
规定：当某相电流为正值时，绕组首端电流流入。 从分析可看出，电角
按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化 时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。
旋转磁场的转速为：
n0=60f /p，
n0也叫同步转速。
⒉旋转磁场的方向： 通过前面分析可得出旋转磁场的方向是从A相绕组转
向B相绕组，也就是说旋转磁场的方向是从定子电流的超 前相转向定子电流的滞后相。
异步电动机工作原理课件
度变化600时，合成磁场 的位置也旋转了600。当 电角度变化3600时，合成 磁场的位置也旋转3600。
异步电动机工作原理课件
异步电动机工作原理课件
⑵定子绕组： 定子绕组用绝缘的铜或铝导线（电磁线）绕成，嵌在
定子槽内。
散嵌线圈
三相对称交流绕组模型
异步电动机工作原理课件
⑶机座： 主要是为了固定与支撑定子铁心。端盖轴承还要支撑
所示。若转子不转，转子绕组与旋转磁场有相对运动，绕
组中有感应电动势e2，于是绕组中有电流 i2，这样，转子 绕组就在磁场中受力F，该力在转子轴上产生转矩，使电
动机旋转。
转子的转向与旋转磁场相同。
转子的转速通常用转差率的
形式来表示。
S n0 n n0
通常S0﹤0.5%,
S ﹤5%。 异步电动机工作原理课件
异步电动机工作原理课件
5.1.3三相异步电动机的旋转磁场 1．旋转磁场产生的
假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周 的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首 端A、B、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、 C相绕组。
异步电动机工作原理课件
规定：当某相电流为正值时，绕组首端电流流入。 从分析可看出，电角
按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化 时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。
旋转磁场的转速为：
n0=60f /p，
n0也叫同步转速。
⒉旋转磁场的方向： 通过前面分析可得出旋转磁场的方向是从A相绕组转
向B相绕组，也就是说旋转磁场的方向是从定子电流的超 前相转向定子电流的滞后相。
异步电动机工作原理课件
度变化600时，合成磁场 的位置也旋转了600。当 电角度变化3600时，合成 磁场的位置也旋转3600。
三相异步电动机的基本工作原理和结构 共63页
３．采用Ｙ接线消除线电动势中的三及其倍数的奇次谐波
第4章 三相异步电动机
4.4交流电机绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势
一、整距集中绕组的磁动势
一台两极气隙均匀的交流电机,一个整距绕 组通入交流电流,线圈磁动势在某瞬间的分布 如图,由全电流定律得:
H d liN ci
忽略铁心磁阻,磁动势完全降落在两个 气隙上.每个气隙的磁动势为:
第4章 三相异步电动机
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
fp 1 (tx )F ,p 1sitc no x s0 .9 N p w 1I k psitc no xs
广泛应用于10kW以下 的异步电动机定子绕组
电动势和磁动 势波形较差
缺点
铁损和噪 声较大
起动性 能较差
不适宜于大 中型电机
第4章 三相异步电动机
4.2.3 三相双层绕组
双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边，线圈的每 一个有效边放在某一槽的上层，另一个有效边则放置在相隔为 y 的另一槽的下层。
双层绕组分双层叠绕组（如图2a=1）和双层波绕组（略）。
第4章 三相异步电动机
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 4.5 三相异步电动机的空载运行
第4章 三相异步电动机
4.4交流电机绕组的磁动势
4.4.1 单相绕组的磁动势
一、整距集中绕组的磁动势
一台两极气隙均匀的交流电机,一个整距绕 组通入交流电流,线圈磁动势在某瞬间的分布 如图,由全电流定律得:
H d liN ci
忽略铁心磁阻,磁动势完全降落在两个 气隙上.每个气隙的磁动势为:
第4章 三相异步电动机
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
fp 1 (tx )F ,p 1sitc no x s0 .9 N p w 1I k psitc no xs
广泛应用于10kW以下 的异步电动机定子绕组
电动势和磁动 势波形较差
缺点
铁损和噪 声较大
起动性 能较差
不适宜于大 中型电机
第4章 三相异步电动机
4.2.3 三相双层绕组
双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边，线圈的每 一个有效边放在某一槽的上层，另一个有效边则放置在相隔为 y 的另一槽的下层。
双层绕组分双层叠绕组（如图2a=1）和双层波绕组（略）。
第4章 三相异步电动机
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 4.5 三相异步电动机的空载运行
三相异步电动机 PPT课件
三相异步电动机原理
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三 相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电 后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而 在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流 的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电 机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方 向与旋转磁场方向相同。
(1)外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦,绕组过热后留下深褐色, 并有臭味。
(2)探温检查法。空载运行20分钟(发现异常时应马上停止),用手背摸绕组 各部分是否超过正常温度。
(3)通电实验法。用电流表测量,若某相电流过大,说明该相有短路处。 (4)电桥检查。测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过5%以上,如超过,则 电阻小的一相有短路故障。 (5)短路侦察器法。被测绕组有短路,则钢片就会产生振动。 (6)万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻,若读数极小或为 零,说明该二相绕组相间有短路。 (7)电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电,测得读数小的一组有 短路故障。 (8)电流法。电机空载运行,先测量三相电流,在调换两相测量并对比,若不 随电源调换而改变,较大电流的一相绕组有短路。
三相异步电动机的其它附件
M～
轴承端盖： 保护轴承。
电动机 的附件
端盖： 支撑作用。
风扇： 冷却电动机。
轴承： 连接转动部分 与不动部分。
三相异步电动机型号字母表示的含义
J——异步电动机； O——封闭； L——铝线缠组； W——户外； Z——冶金起重； Q——高起动转轮； D——多速； B——防爆； R一绕线式； S——双鼠笼； K一—高速； H——高转差率。
三相异步电动机的故障分析和处理
异步电动机课件ppt
5. 额定功率因数 额定运行时，定子相电流与相电压之间的相位差。
6. 额定效率：额定运行时，输出机械功率与输入有功功率之比。
异步电动机的基本工作原理和结构
7. 接线组别 额定运行时，三相定子绕组应采用的连接方式。有些电
动机铭牌上有两个电压数值220/380V，接线组别也有两种： 三角形和星形，这表示电网电压为220V时定子绕组应接成三 角形，电压为380V时，定子绕组应接成星形。
异步电动机的基本工作原理和结构
§1-3 异步电动机的铭牌参数
1. 额定功率 额定运行时转轴输出的机械功率，千瓦(kW)。
2. 额定电压 额定运行时三相定子绕组的线电压，伏（V）或千伏（kV）
3. 额定电流 额定运行时三相定子绕组的线电流，安（A）或千安（kA）
4. 额定频率：我国额定工频为50Hz。赫兹（Hz）
r2' s
)2 +(x1
x'20 )2 ]
电磁转矩与电压、频率、参数、转差率有关。
异步电动机的运行原理和工作特性
（1）机械特性曲线 M f (s) n f (M )
最大转矩 s=1时
启动转矩
额定转矩
sN
临界转差率 稳定运行区：0~sm 或 nm~n1
异步电动机的运行原理和工作特性
（2）最大电磁转矩
M
KM .I2 cos2
k f1
sr2U12 r22 (sx2
)2
Φ——气隙合成旋转磁场的每极磁通 KM、K——与电动机结构有关的常数 cosφ2——转子每相电路的功率因数
M U12
异步电动机的运行原理和工作特性
§2-2 异步电动机的等值电路
异步电动机的运行原理和工作特性
异步电动机的运行原理和工作特性
6. 额定效率：额定运行时，输出机械功率与输入有功功率之比。
异步电动机的基本工作原理和结构
7. 接线组别 额定运行时，三相定子绕组应采用的连接方式。有些电
动机铭牌上有两个电压数值220/380V，接线组别也有两种： 三角形和星形，这表示电网电压为220V时定子绕组应接成三 角形，电压为380V时，定子绕组应接成星形。
异步电动机的基本工作原理和结构
§1-3 异步电动机的铭牌参数
1. 额定功率 额定运行时转轴输出的机械功率，千瓦(kW)。
2. 额定电压 额定运行时三相定子绕组的线电压，伏（V）或千伏（kV）
3. 额定电流 额定运行时三相定子绕组的线电流，安（A）或千安（kA）
4. 额定频率：我国额定工频为50Hz。赫兹（Hz）
r2' s
)2 +(x1
x'20 )2 ]
电磁转矩与电压、频率、参数、转差率有关。
异步电动机的运行原理和工作特性
（1）机械特性曲线 M f (s) n f (M )
最大转矩 s=1时
启动转矩
额定转矩
sN
临界转差率 稳定运行区：0~sm 或 nm~n1
异步电动机的运行原理和工作特性
（2）最大电磁转矩
M
KM .I2 cos2
k f1
sr2U12 r22 (sx2
)2
Φ——气隙合成旋转磁场的每极磁通 KM、K——与电动机结构有关的常数 cosφ2——转子每相电路的功率因数
M U12
异步电动机的运行原理和工作特性
§2-2 异步电动机的等值电路
异步电动机的运行原理和工作特性
异步电动机的运行原理和工作特性
三相异步电动机课件
i1
i2
+ u1
－
－
e1
e－+1
+
+
－e2
e+ 2
－
f1 f2
异步电动机每相电路
3. 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，
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
s n0 n 100% 1000 975 100% 2.5%
n0
1000
3.3 三相异步电动机的电磁转矩
三相异步电动机的电
磁关系与变压器类似。
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
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。
转差率s
s
n0 n0
n
100%
转子转速亦可由转差率求得
sX
R2
20
)2
R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1N1Φm
由此得电磁转矩公式
M
K
m'
R22
sR2 (sX 20 )2
三相异步电动机课件ppt课件 共63页
实现
转速 转差率 电磁转矩 能量关系
电动机
定子绕组接对 称电源
0 < n < n1
0s1
驱动 电能转变为机
械能
电磁制动
外力使电机沿磁 场反方向旋转
n<0
s 1
制动 电能和机械能变
成内能
发电机
外力使电机快速 旋转
n > n1
s 0
制动 机械能转变为电
能
第4章 三相异步电动机
4.1.3 型号和额定值
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。
第4章 三相异步电动机
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
3、电角度
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：
= p 3600
Z
5、每极每相槽数 q
每一个极面下每相所占的槽数为
6、相带
q= Z 2 pm
每个极面下的导体平均分给各相，则每一相绕组在每个极 面下所占的范围，用电角度表示称为相带。
第4章 三相异步电动机
广泛应用于10kW以下 的异步电动机定子绕组
电动势和磁动 势波形较差
缺点
铁损和噪 声较大
起动性 能较差
不适宜于大 中型电机
第4章 三相异步电动机
4.2.3 三相双层绕组
双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边，线圈的每 一个有效边放在某一槽的上层，另一个有效边则放置在相隔为 y 的另一槽的下层。
转速 转差率 电磁转矩 能量关系
电动机
定子绕组接对 称电源
0 < n < n1
0s1
驱动 电能转变为机
械能
电磁制动
外力使电机沿磁 场反方向旋转
n<0
s 1
制动 电能和机械能变
成内能
发电机
外力使电机快速 旋转
n > n1
s 0
制动 机械能转变为电
能
第4章 三相异步电动机
4.1.3 型号和额定值
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。
第4章 三相异步电动机
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
3、电角度
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：
= p 3600
Z
5、每极每相槽数 q
每一个极面下每相所占的槽数为
6、相带
q= Z 2 pm
每个极面下的导体平均分给各相，则每一相绕组在每个极 面下所占的范围，用电角度表示称为相带。
第4章 三相异步电动机
广泛应用于10kW以下 的异步电动机定子绕组
电动势和磁动 势波形较差
缺点
铁损和噪 声较大
起动性 能较差
不适宜于大 中型电机
第4章 三相异步电动机
4.2.3 三相双层绕组
双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边，线圈的每 一个有效边放在某一槽的上层，另一个有效边则放置在相隔为 y 的另一槽的下层。
三相异步电动机的构造(PPT-114)
当电动机发生短路故障时，保护装置可以迅速切断电源，防止短路电流对电动机和电网造成损坏。
04
三相异步电动机的运行 与维护
运行前的检查
电源检查
确认电源电压是否在规定范围内，三相电压 是否平衡，接线是否牢固。
电气检查
检查电动机的绝缘电阻是否符合要求，接线 是否正确，保护装置是否完好。
机械检查
检查电动机的安装是否牢固，轴承是否润滑， 冷却系统是否正常。
风扇是用来散热的部件，通常安装在电动 机的一侧，用于降低电动机运行时的温度 。
03
三相异步电动机的电气 部分
输入电源与接线
输入电源
三相异步电动机需要接入三相交流电源，以提供旋转磁场和运行所需的电流。
接线方式
根据电动机的接线盒，采用合适的接线方式将电源接入电动机绕组，确保电动 机的正常运行。
启动与控制装置
THANKS FOR WATCHI，另一端通过轴承支撑在机座
上。
04
其他部件
机座
轴承
机座是三相异步电动机的外壳，通常由铸 铁或钢板制成，用于固定和支撑电动机的 各个部件。
轴承是用来支撑转轴的部件，通常由钢或 铜制成，具有较好的耐磨性和耐压性。
端盖
风扇
端盖是三相异步电动机的端部盖板，通常 由铸铁或钢板制成，用于保护电动机内部 的绕组和轴承等部件。
负载检查
确认负载的机械连接是否牢固，负载的转动 方向是否与电动机的旋转方向一致。
运行中的注意事项
01
电流检查
监视电动机的电流是否在正常范围 内，防止过载运行。
声音和振动检查
注意电动机的运行声音和振动，如 有异常立即停机检查。
03
02
温度检查
定期检查电动机的温度，防止过热 烧毁电动机。
04
三相异步电动机的运行 与维护
运行前的检查
电源检查
确认电源电压是否在规定范围内，三相电压 是否平衡，接线是否牢固。
电气检查
检查电动机的绝缘电阻是否符合要求，接线 是否正确，保护装置是否完好。
机械检查
检查电动机的安装是否牢固，轴承是否润滑， 冷却系统是否正常。
风扇是用来散热的部件，通常安装在电动 机的一侧，用于降低电动机运行时的温度 。
03
三相异步电动机的电气 部分
输入电源与接线
输入电源
三相异步电动机需要接入三相交流电源，以提供旋转磁场和运行所需的电流。
接线方式
根据电动机的接线盒，采用合适的接线方式将电源接入电动机绕组，确保电动 机的正常运行。
启动与控制装置
THANKS FOR WATCHI，另一端通过轴承支撑在机座
上。
04
其他部件
机座
轴承
机座是三相异步电动机的外壳，通常由铸 铁或钢板制成，用于固定和支撑电动机的 各个部件。
轴承是用来支撑转轴的部件，通常由钢或 铜制成，具有较好的耐磨性和耐压性。
端盖
风扇
端盖是三相异步电动机的端部盖板，通常 由铸铁或钢板制成，用于保护电动机内部 的绕组和轴承等部件。
负载检查
确认负载的机械连接是否牢固，负载的转动 方向是否与电动机的旋转方向一致。
运行中的注意事项
01
电流检查
监视电动机的电流是否在正常范围 内，防止过载运行。
声音和振动检查
注意电动机的运行声音和振动，如 有异常立即停机检查。
03
02
温度检查
定期检查电动机的温度，防止过热 烧毁电动机。
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线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同，但工作原理 是一致的。转子的作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。
鼠笼式异步电动机转子绕 组是在转子铁心槽里插入铜条， 再将全部铜条两端焊在两个铜 端环上而组成，如图所示。
线绕式异步电动机转 子绕组是由线圈绕组放入转 子铁心槽内，并分为三相对 称绕组，与定子产生的磁极 数相同。线绕式转子通过轴 上的滑环和电刷在转子回路 中接入外加电阻，用以改善 启动性能与调节转速，
2tT6时
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。 iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；
iC=0 此时的合成磁场如图（b） 所示，合成磁场已从t=0 瞬间
所在位置顺时针方向旋转了
/3。
3tT3时
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。
iB=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
5．1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 一、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动 的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。如图 所示。
异步电动机的结构
图 6.1.1 三相笼式异步电动机的部件图
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1.定子
定子由定子铁心、绕组以及机座组成。
二、三相异步电动机的工作原理
对称三相绕组 通入对称三相电流
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 受到电磁力的作用
转子绕组中 产生 e 和 i
磁场绕组切 割转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
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上一．定子旋转磁场
如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例 如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如 图所示。
此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2 /3，而C相绕 组内的电流又超前B相绕组内的电流2 /3，用上述同样的分析方法
可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为A→C→B，即向逆时针方向 旋转，如图所示，即与未对调前的旋转方向相反。
定子铁心是磁路的一部 分，它由0.5mm的硅钢片叠 压而成，片与片之间是绝缘 的，以减少涡流损耗。定子 铁心的硅钢片的内圆冲有定 子槽，槽中安放线圈，如图 所示。硅钢片铁心在叠压后 成为一个整体，固定于机座 上。
定子绕组是电动机的电 路部分。三相电动机的定子 绕组分为三个部分对称地分 布在定子铁心上，称为三相 绕组，分别用AX、BY、CZ 表示，其中，A、B、C称为 首端，而X、Y、Z称为末端。
三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流定子铁心中产 生旋转磁场。
机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采 用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。
2.转子 转子由铁心与绕组组成。
转子铁心也是电动机磁 路的一部分，由硅钢片叠压 而成。转子铁心装在转轴上。 硅钢片冲片如图所示。
向旋转了 。
按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁 场也在不断旋转，故称旋转磁场。
2．旋转磁场的旋转方向
A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 /3，而B相绕组内的 电流又超前C相绕组内的电流2 /3，当三相交流电的A→B→C ，
旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。
从上述分析可以看出，电流变化经过一个周期（变化360电角 度），旋转磁场在空间也旋转了一转（转了360机械角度），若电 流的频率为f，旋转磁场每分钟将旋转60f 转，即：
n060f
如果把定子铁心的槽数增加1倍（12个槽），制成如图所示的 三相绕组。
其中，每相绕组由两个部分串联组成，再将这三相绕组接到对 称三相电源使通过对称三相电流，便产生具有两对磁极的旋转磁场。 如图所示。
假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹 槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相 交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图所示。
假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相 绕组的电流作为参考正弦量，即 iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的
此时的合成磁场如图 （c）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
向旋转了2 /3。
4tT2时
iA0 iB为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从B端流到Y端。 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
此时的合成磁场如图 （d）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
第五章 交流电动机的工作原理及特性
• 了解三相异步电动机的基本结构及工作原理；
• 掌握三相异步电动机的转矩特性和机械特性； • 掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数； • 掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性； • 掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及它们 的使用场所； • 掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法； • 了解同步电动机的结构、工作原理、运行特性和启动方法。
电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：
iAImsi nt
iiB C IIm mssii n nt(t( 2 43 3 ))
如图所示是这些电流随时间变化的曲线。
1t0时
iA=0 iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端； iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从C端流到Z端。
按右手螺旋法则确定 三相电流产生的合成磁场， 如图（a）箭头所示。
由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到 电源的三根导线中的任意两根对调即可。
（一）旋转磁场
（1）旋转磁场的产生
图 6.2.2 二极旋转磁场
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3.旋转磁场的极数与旋转速度
在交流电动机中，旋转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速 度，用n0表示。
n060f
以上讨论的旋转磁场，具有一对磁极（磁极对数用p表示）即 p=1。
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p = 1 时： 电流变化一周
→ 旋转磁场转一圈
电流每秒钟变化 50 周 → 旋转磁场转 50 圈