三相异步电动机的铭牌

AB C
AB C
U1 V1 W1 Y
W2 U2 V2
U1 V1 W1 Y
W2 U2 V2
(a)
(b)
三相定子绕组的接法
2、转子 转子主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由 转轴、转子铁心、转子绕组构成。
（1）. 转轴 转轴用来固定转子铁心和传递功率， 一般 用中碳钢制成。
（2）. 转子铁心 转子铁心也 属于磁路的一部分， 也用 0.5mm的硅钢片叠压而成。转子 铁心固定在转轴上，其外圆均 匀分布的槽是用来放置转子绕 组的。
三、转子绕组电路分析
转子绕组电路的重要特点是：电量频率f2 小于交流 电源频率f1。
旋转磁场切割转子导体，在每相绕组中产生感应电动 势e2。其有效值E2为：
E2 4.44 f2 N2
其中：Φ是旋转磁场每个磁极下的磁通量；
f2是转子绕组内感应电动势频率；
N2是每相转子绕组的匝数。
三、转子绕组电路分析
E1 4.44 f1N1
其中：Φ是旋转磁场每个磁极下的磁通量；
f1是交流电频率；
N1是每相定子绕组的匝数。
二、定子绕组电路分析
略去定子绕组电路中其它次要因素的影响，可近似认 为电源电压的有效值U1≈E1，即：
U1 E1 4.44 f1N1
且：
U1 4.44 f1N1
结论：旋转磁场每个磁极下的磁通量Φ是单一地由电 源电压U1决定的。当U1不变时， Φ就基本上是恒定的。
(2) t=T/6瞬间（iU为正值；iV为负值；iW=0）: U相绕组电流为正，电 流由U1流进，由U2流出；V相绕组电流未变； W相绕组内没有电流。 合成磁场如图 （b）所示，同t=0瞬间相比，合成磁场沿顺时针方向旋 转了 60°。
(3) t=T/3瞬间（iU为正值；iV=0；iW为负值）: 合成磁场沿顺时针方 向又旋转了60°，如图（c）
旋转磁场。设旋转磁场以n1的速度顺时针旋转，相当于磁场
不动，转子导体逆时针方向切割磁力线，产生感应电动势、 感应电流 ，其方向可根据右手定则判断（假定磁场不动， 导体以相反的方向切割磁力线）。由于转子电路为闭合电路， 在感应电动势的作用下， 产生了感应电流由于载流导体在磁 场中要受到力的作用， 因此， 可以用左手定则确定转子导 体所受电磁力的方向如图 所示。
转子的硅钢片
3. 转子绕组: 三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式和绕 线式两种。
鼠笼式转子是由安放在转 子铁心槽内的裸导体和两 端的短路环连接而成的。 转子绕组就像一个鼠笼形 状故称其为鼠笼式转子。
铸铝转子：中小型电机，一般 采用铸铝绕组。这种转子是将 融化了的铝液直接浇注在转子 槽内，并连同两端的短路环和 风扇浇注在一起。
(4) t=T/2瞬间（iU=0；iV为正值；iW为负值）:与t=0瞬间相比，合成 磁场共旋转了 180°。
2. 旋转磁场的转速
由以上分析可以看出，旋转磁场的转速与磁极对数、定 子电流的频率之间存在着一定的关系。一对极的旋转磁场， 电流变化一周时， 磁场在空间转过360°（一转）；两对极 的旋转磁场，电流变化一周时，磁场在空间转过180°（1/2 转）；由此类推，当旋转磁场具有p对磁极时，电流变化一 周， 其旋转磁场就在空间转过 1/p转。
转差率就是相对转速（即转差）与同步转速之比， 用s
表示， 即
s n1 1 n1
转差率是分析异步电动机运转特性的一个重要参数。在
电动机起动瞬间，n=0，s=1；当电动机转速达到同步转速
（为理想空载转速，电动机实际运行中不可能达到）时，
n=n1，s=0。由此可见，异步电动机在运行状态下，转差率 的范围为0＜s＜1；在额定状态下运行时，s=0.02～0.06。
3. 旋转磁场的旋转方向 U
旋转磁场的旋转方向
是由三相绕组通入三相电
流的相序决定的。
V 根据三相绕组的排列
的顺序和通入电流的顺
序确定。
W
第三节 三相异步电动机的结构及铭牌
一、三相异步电动机的基本结构
1.定子：主要用来产生旋转磁场,它由定子铁心、 定子 绕组、 机壳等组成。
定子铁心是磁路的一部分,为 了降低铁心损耗,采用0.5mm 厚的硅钢片叠压而成，硅钢 片间彼此绝缘。铁心内圆周 上分布有若干均匀的平行槽， 用来嵌放定子绕组。
常转速是以每分钟的转数来表示的， 所以旋转磁场转速
的计算公式为
n1
60 f1 p
由上式可得，旋转磁场的转速 n1 取决于电源频率f 和磁极对数 p。
我国工频50Hz,可得不同磁极对数旋转磁场的转速如下
磁极对数p
1
2
3
4
5
6
转速n1/r(min)- 3000
1500
1000
750
600
500
1
旋转磁场转向与通入定子绕组的电流相序一致。若使 旋转磁场反向，只需把三根电源线的任意两根对调 （如U、W对调）
一、三相异步电动机的转动原理
这些电磁力对转轴形成一电磁 转矩， 其作用方向同旋转磁场的 旋转方向一致。这样，转子便以 一定的速度沿旋转磁场的旋转方 向转动起来。
转子转速n2与旋转磁场n1同向，转子转速n2不可能达到 同步转速n1（若n1＝ n2 ，转子和旋转磁场不存在相对 运动，转子部切割磁力线转子受电磁力F=0）。有n1大 于 n2 。故称为异步电动机
f2 s f1
E2 4.44sf1N2
电动机启动瞬间的电动势（s=1）
E20 4.44 f1N2
电动机正常运转转子感应电动势：
电动机不带机械负载的状态称 为空载。这时负载转矩是由轴与轴承 之间的摩擦力及风阻力等造成的，称 为空载转矩， 其值很小。这时电动 机的电磁转矩也很小，但其转速n0 （称空载转速）很高，接近于同步转 速。
转差率
异步电动机的转子转速n低于同步转速n1，两者的差值(n1-n) 称为转差。转差就是转子与旋转磁场之间的相对转速。
(4) 额定转速。 额定转速为电动机在额定运行状态时的转 速， 单位为 r/min。
（5）防护方式（IP44）。表示电动机外壳防护的方式为 封闭式。
(6) 绝缘等级。绝缘等级是电动机定子绕组所用的绝缘材料的 等级。
绝缘等级
Y
A
E
B
F
H
C
极限工作温 90
105
120
130
155
180 >180
ຫໍສະໝຸດ Baidu
度（。C)
(7) 工作方式。工作方式即电动机的运行方式。按负载持 续时间的不同，国家标准把电动机分成三种工作方式： 连 续工作制、 短时工作制和断续周期工作制
（8）功率因数（cosφ）。
重要的技术经济指标。 功率因数随输出功率PN变 化
η cosφ
1.0
η
0.8
0.6
cosφ
0.4
(9) 效率η。
0.2
重要的技术经济指标。
N U2
V1
W1
W2
V2
U1 S
U1
iW
V1
W1
iV V1
(a)
(b)
(c)
(d)
(1) t=0 瞬间（iU=0；iV为负值； iW为正值）: 此时，U相绕组（U1U2绕 组）内没有电流；V相绕组（V1V2绕组）电流为负值，说明电流由V2流 进，由V1流出；而W相绕组（W1W2绕组）电流为正， 说明电流由W1 流进，由W2流出。运用右手螺旋定则， 可以确定合成磁场如图 (a)所 示， 为一对极(两极)磁场。
T CT I2 cos2
可知：电磁转矩与磁通量和转子电流有效值成正比。 CT是由电动机自身机构决定的系数，称为电动机的转矩 常数。
二、定子绕组电路分析
三相异步电动机的定子绕组与转子绕组电路耦合，进 行能量传递（与变压器相似）。
旋转磁场以同步转速n1切割静止的定子绕组，产生感 应电动势e1。其有效值E1为：
滑环 电刷
手柄
转子绕组
转子 可变电阻器
绕线转子结构示意图
三相异步电动机的铭牌
如某三相异步电动机铭牌如下， 现对铭牌的各项数据作些 简要介绍。
型号Y—112M－4 编号 功率4.0kW 电流8.8A 电压380V 1440r/min LW 82dB 接法△ 防护等级IP44 50Hz 45kg 标准编号 工作制S1 B级绝缘
都从机座上的接线盒中引出。 图（a）为定子绕组的星形接
法； 图（b）为定子绕组的三角形接法。三相绕组具体应该
采用何种接法，应视电力网的线电压和各相绕组的工作电压
而定。目前我国生产的三相异步电动机，功率在4 kW以下者
一般采用星形接法；在4kW以上者采用三角形接法。
W2
U2
V2
U1
V1
W1
三相定子绕组机器内部
机壳包括端盖和机座，其 作用是支承定子铁心和固 定整个电机。中小型电机 机座一般采用铸铁铸造, 端盖多用铸铁铸成，用螺 栓固定在机座两端。
定子绕组
定子绕组是电机定子的电路部分，应用绝缘铜线或铝线
绕制而成。三相绕组对称地嵌放在定子槽内。 三相异步电动
机定子绕组的三个首端U1、V1、W1
U2、V2、W2，
型号Y—112M－4 ：Y——产品代号， 114——机座中心高160 mm； M表示中机座， （ S表示短机座， L表示长机座）；4——磁极数。
(1) 额定功率PN。 额定功率为电动机在额定状态下运行时，
转子轴上输出的机械功率kW。
(2) 额定电压和接法。额定电压指定子绕组按铭牌上规定的 接法连接时应加的线电压值。
1、转子电量频率f2
转子电量的频率取决于旋转磁场切割转子导体的速度。
旋转磁场相对于静止空间的转速就是同步转速n1，电动 机转子对于静止空间的转速是n，它们的相对转速△n:
n n1 n
每秒钟内相对转速：
n n1 n 60 60
三、转子绕组电路分析
1、转子电量频率f2
若旋转磁场有p对磁极，两者每相对运动一圈，转子 感应电动势e2就变化p个周期，于是转子感应电动势e2 的频率为：
乌海职业技术学院 机电工程系
电工电子技术
Electric Technique & Electronic Technique
第四章 电动机
第一节 三相异步电动机的转动原理 第二节 三相异步电动机的的旋转磁场 第三节 三相异步电动机的结构及铭牌 第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 第五节 三相异步电动机的启动、反转和制动 第六节 三相异步电动机的调速 第七节 单相异步电动机 第八节 同步电动机和交流伺服电动机 第九节 直流电动机和步进电机
f2
n 60
p
n1 n 60
p
n1 n n1
pn1 60
s
f1
结论：电动机刚接通时，s=1，转子电量频率最高， 用f20表示，近似等于f1；电动机启动后，s逐渐下降， 正常运行时介于0.015～0.06之间，f2约在0.75 ～ 3Hz。
三、转子绕组电路分析
2、转子的感应电动势E2
E2 4.44 f2 N2
024
输出机械功PN与输入电功率P1N之比。
6 8 10
PN/kW
PN
P1N
第四节 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性
异步电动机之所以能够转动，是因为转子绕组中产生感应 电动势，从而产生转子电流，此电流同旋转磁场的磁通作 用产生电磁转矩之故。
一、电磁转矩
三相异步电动机的电磁转矩T是旋转磁场与转子 绕组中的感应电流相互作用产生的。
第二节 三相异步电动机的的旋转磁场
1. 旋转磁场的产生 三相异步电动机的定子， 三相定子绕组 对称放置在定子槽中，即三相绕组首端U1、V1、W1（或末 端U2、V2、W2）的空间位置互差120°。
若三相绕组连接成星形，末端U2、V2、W2相连，首端U1、V1、 W1接到三相对称电源上， 则在定子绕组中通过三相对称的电 流iU、iV、iW（习惯规定电流参考方向由首端指向末端）
Y系列电动机功率在 4 kW以上均采用三角形连接， 以便采 用Y-△接法。3kW 以下有380v和220v两种，写成380/220v， 对应接法两种，即Y/ △. 电源线电压380v时，定子绕组接 成星形；电源线电压220v时，定子绕组接成三角形。 (3) 额定电流。 额定电流指电动机在额定运行情况下， 定 子绕组取用的线电流值。
iu
I m
sin wt
iv I m sin(wt 120 )
iw I m sin(wt 120 )
i
iU
iV
iW
O
T
T
T
t
6
3
2
U2 S
V1
W1
W2
V2
U1 N
U2 S
V1
W1
W2 N
U1
V2
N V1
W2
U2
W1
U1
V2 S
iW W1
U1
iV
V1
W1
U1 iU iV
V1
U1 iU iW
W1
学习指导
教学要求： 1、掌握三相异步电动机的结构与转动原理； 2、掌握三相异步电动机的起动、调速与制动； 3、熟悉三相异步电动机的铭牌和技术参数； 4、熟悉三相异步电动机的选择方法。
第一节 三相异步电动机的转动原理及转差率
一、三相异步电动机的转动原理
当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生