三相交流异步电动机的结构及工作原理PPT课件
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三相异步电动机的基本工作原理和结构
三相异步电动机的基本工作原理和结构三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域。
它的基本工作原理和结构对于了解电动机的工作原理和性能具有重要意义。
一、基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理是利用电磁感应和电磁力相互作用的原理。
它由定子和转子两部分组成。
1. 定子：定子由三个相位相隔120度的绕组组成，每个绕组被连接到一个相位的交流电源上。
当交流电源通电时，定子的绕组中会产生交变电磁场。
2. 转子：转子由导体材料制成，通常是铜或铝。
转子内部的导体形成了一组绕组，称为转子绕组。
转子绕组与定子绕组之间存在磁场的相互作用。
当交流电源通电后，定子绕组中的交变电磁场会感应出转子绕组中的电流。
由于定子绕组和转子绕组之间存在磁场的相互作用，转子绕组中的电流会产生电磁力，使转子开始旋转。
由于定子绕组中的电流是交变的，所以转子会不断地受到电磁力的作用，从而保持旋转。
二、结构特点三相异步电动机的结构特点主要包括定子、转子和机壳三部分。
1. 定子：定子通常由一组三相绕组和铁芯组成。
绕组通过固定在定子槽中的方法固定在铁芯上。
绕组的数量和连接方式与电机的功率和转速有关。
2. 转子：转子一般由铁芯和绕组组成。
转子绕组通常是通过槽和导条的形式固定在铁芯上。
转子绕组的数量和连接方式也与电机的功率和转速有关。
3. 机壳：机壳是电机的外壳，通常由铸铁或铝合金制成。
机壳的作用是保护电机内部的部件，同时起到散热和隔离的作用。
三、工作特性三相异步电动机具有一些特殊的工作特性。
1. 转速：三相异步电动机的转速与电源的频率和极数有关。
当电源频率恒定时，电动机的转速与极数成反比。
这意味着可以通过改变电源频率或改变电动机的极数来实现不同的转速要求。
2. 启动特性：三相异步电动机的启动通常需要较大的起动电流。
为了降低启动时的电流冲击，通常采用起动装置，如星角启动器或自耦变压器。
3. 转矩特性：三相异步电动机的转矩与电动机的电流成正比，并且与电动机的功率因数有关。
三相异步电动机工作原理与图解
( 2 ) 最大转矩 Tmax ：
电机带动最大负载的能力。
如果TL Tmax电机将会
因带不动负载而停转。
TKR22s(sR2X20)2 U12
n
n
0
T
Tmax
求解 T 0 S
TmaxKU12
1 2X20
过载系数： T max
TN
TmaxKU12
1 2X20
三相异步机 1.8~2.2
注意：
（1）三相异步机的 Tmax 和电压的平方成正比，所
Y 132 M--4 三相异步电动机
磁极数
机座中心高
机座长度代号
磁极数(极对数 p=2)
n0
60f p
(转/分）
同步转速1500转/分
2. 转速: 电机轴上的转速（n)。 如： n =1440 转/分
转差率 s150104400.04 1500
3. 联接方式：Y/ 接法： 接线盒：
AB C ZX Y
p2
p3
180 120
1500(转/分） 1000(转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
n 电动机转速:
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n n0
异步电动机
提示：如果 n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
转差率 ( s ) 的概念：
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y
Z B'
C
B
iB
Y' A Z'
C'
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
异步电动机 课件
三相交流电机Z=24，2p=4，试绘制三相双层叠绕组展开 图。 解：先计算：
p 360 2 360 30 Z 24
q
Z 24 2 2 pm 43
（2）分相 （3）绘制绕组展开图: 将同一磁极下属于同一相带的线圈依次连成一个线圈组则 A相可得四个线圈组，分别为1-2，7-8，13-14，19-20。 同理B、C两相也各有4个线圈组。四个线圈组的电动势的大 小相等，但同一相的两个相带中的线圈组电动势相位相反 .
三相单层同心式绕组展开图
三相单层交叉式绕组展开图
返回
三、三相双层绕组
特点
每个槽分上、下两层，分别嵌放两个线圈的各一 条有效边，线圈数与总槽数相等； 所有线圈都有相同的形状，易于制造、利于散热， 端部整齐美观，机械强度高； 可以选择最有利的线圈节距，改善磁势和电势波 形，电气性能好。 槽内上下层有效边之间须加层间绝缘、槽内的空 间利用率较低些，嵌线较麻烦。 叠绕组 波绕组
一、单相绕组的磁动势-----脉振磁动势 由于空气隙的磁组远远大于定、转子铁芯
中的磁组，可认为磁势全部降落在两个气隙上， 即作用在每个空气隙的磁势为全部磁势的一半 （iNy/2）磁势波形为矩形波。
iNy/2
脉振磁场
设AX中通入交流电为：i 则每极磁势表达式为：
2I cos1t (A)，
1 2 f y ( , t ) iN y IN y cos1t 2 2
The
电动机
n<n0 0<s<1 反电动势 电磁驱动 力矩 电能→机 械能
发电机
n>n0 s<0 电源电动势 电磁阻力矩 原动机机械能 →电能
Asynchronous
交流电动机(电气控制课件)
❖ 当SA向上合闸时，L1接U相，L2接V相，L3接W 相，电动机正转。当SA向下合闸时，L1接V相， L2 接U相，L3 接 W 相，即将电动机任意两相绕 组与电源接线互调，则旋转磁场反向，电动机跟 着反转。
交流电机
三相异步电机的反转
将接至交流电动机的三相交流电源进线中任意两相对调，电动机就可以反转。
交流电机
三相异步电机运行原理
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 实现 转速 转差率 电磁转矩 能量关系
电动机
电磁制动
发电机
定子绕组接对称电 源
外力使电机沿磁场反 方向旋转
外力使电机快速旋转
0 < n < n1
n<0
0 s 1
s 1
驱动
制动
电能转变为机械能
起动必要条件：（1）定子具有空间不同相位的两个绕组 （2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相。
交流电机
单相异步电机的工作原理
交流电机
单相异步电机的工作原理
原理分析：
（1）转子静止时，n=0,S=1,合成转矩为0，单相感应电动机无起动转矩，故单相异步电 动机不能自行起动。
三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动机，故不能起动。
交流电机
材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低 (105ºC)，H级最高(180ºC)。
交流电机
三相异步电动机运行原理
交流电机
三相异步电动机运行原理
交流电机
三相异步电机运行原理
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。 2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。
交流电机
三相异步电机的反转
将接至交流电动机的三相交流电源进线中任意两相对调，电动机就可以反转。
交流电机
三相异步电机运行原理
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 实现 转速 转差率 电磁转矩 能量关系
电动机
电磁制动
发电机
定子绕组接对称电 源
外力使电机沿磁场反 方向旋转
外力使电机快速旋转
0 < n < n1
n<0
0 s 1
s 1
驱动
制动
电能转变为机械能
起动必要条件：（1）定子具有空间不同相位的两个绕组 （2）两相绕组中通入不同相位的交流电流，分相。
交流电机
单相异步电机的工作原理
交流电机
单相异步电机的工作原理
原理分析：
（1）转子静止时，n=0,S=1,合成转矩为0，单相感应电动机无起动转矩，故单相异步电 动机不能自行起动。
三相异步电动机电源断一相，相当于一台单相异步电动机，故不能起动。
交流电机
材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低 (105ºC)，H级最高(180ºC)。
交流电机
三相异步电动机运行原理
交流电机
三相异步电动机运行原理
交流电机
三相异步电机运行原理
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。 2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。
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
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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、交流电动机的原理(ppt 76页)_9330
通常把定子三相绕组的六根出线头都引出， 来自据实际使用的需要，Y形接法
△形接法
可接成Y形或△形， 三相异步电动机的引出线
如图所示。
11
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
动 控
制
一. 三相异步电动机的基本结构
鼠笼型转子绕组
12
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
交流电动机的优缺点:
结构简单，制造、使用和维护方便，
运行可靠，成本低，效率高。
但是，功率因数低、起动和调速性能差。
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第2章 交流电动机
机 电
传
概述
三相异步电动机的额定值
动 控
制
额定电 UN(压 kV 或 V)
额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压.
额定功PN率 (kW)
额定条件下转轴上 输出的机械功率.
额定电I流 N(A)
额定 额定转 nN(r速 /min)
运行时电动机的转速 在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流. 额定值的关系：
P N3U N IN coNs η N
额 额 额定 定 定效 频 功f率 率 率 NN 因co数 sN
6
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。
2
第2章 交流电动机
机 电
传
动
重点
控 制
异步电动机的机械特性，它是基于异步电动机的工作原理 而推导出来的；特别是异步电动机的人为机械特性，因为 它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据； 对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉； 异步电动机直接启动和Y-△降压启动的条件和优缺点， 线绕式异步电动机转子串电阻的启动、调速和制动， 以及各种启动方法的应用场合； 异步电动机变频调速和变极对数调速的特性与优缺点。
电动机的结构和工作原理_图文
t = 120o t = 240o t = 360o
*
9.2 三相异步电动机的工作原理
不同时间旋转磁场的位置
U1 × V2 ×
× W1
Im
i1
i2 i3
W2
O
t
V1
U2
t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 150o t = 180o t = 210o t = 270o t = 300o t = 330o
t = 120o t = 240o t = 360o
*
9.2 三相异步电动机的工作原理
不同时间旋转磁场的位置
U1
Im
i1
i2 i3
V2
W2
O
t
×
W1
V1
×
U2
t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 150o t = 180o t = 210o t = 270o t = 300o t = 330o
定子铁心的硅钢片
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
定子铁心
作用：嵌放绕组，提供磁路；
定子铁芯硅钢片：异步电动机的铁芯是由0.5mm 厚的硅钢片叠压制成的。
定子铁芯内圆冲有分布的槽。
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
定子绕组
作用：产生旋转磁场，构成电机电路的一部分
。
定子绕组是由漆包线绕制而成，嵌入到定子
导线内感应电流方 向用“右手定则” 判断
结论：转子的旋转方向和磁场旋转方向一致
*
人为转动
通电导体的 受力方向用 “左手定则”判 断
《异步电动机》课件
异步电动机的调速
变极调速
通过改变电动机的极数来调节转速，但只能在有限的范围内调速。
变频调速
通过改变电源的频率来调节电动机的转速，可以实现宽范围的调速，且调速性能 好。
异步电动机的制动和反转
能耗制动
反转
在电动机定子绕组中通入直流电，产 生恒定的磁场，利用转子感应电流与 恒定磁场的相互作用产生制动力矩。
03
转子铁芯
转子铁芯是电动机的磁路部分，通常 由0.5mm厚的硅钢片叠压而成。
转轴
转轴是电动机的输出部分，通过轴承 与机座相连，用于驱动负载。
05
04
转子绕组
转子绕组是电动机的电路部分，它由 绝缘导线绕制而成，嵌套在转子铁芯 槽内。
其他部件
01
02
03
轴承
轴承是用来支撑转子的部 件，分为滚动轴承和滑动 轴承两种。
通过改变电源相序或绕组接线方式来 实现电动机的反转。
反接制动
通过反接电源相序来改变电动机旋转 磁场的旋转方向，利用转子感应电流 与旋转磁场的相互作用产生制动力矩 。
05
异步电动机的维护与故障 处理
异步电动机的日常维护
定期检查
定期检查异步电动机的 外观、紧固件、轴承异步电动机的清洁 ，防止灰尘、杂物进入
汽车用异步电动机
适用于汽车驱动和辅助系 统，如起动机、发电机等 。
04
异步电动机的运行与控制
异步电动机的启动
直接启动
通过直接将电动机接入电源来启动。这种方式简单，但可能导致电流过大，适 用于小容量电动机。
降压启动
通过降低加在电动机上的电压来减小启动电流。常用的方法有星形-三角形启动 和自耦变压器启动。
《异步电动机》 PPT课件
《异步电机原理》课件
《异步电机原理》 PPT课件
contents
目录
• 异步电机概述 • 异步电机工作原理 • 异步电机特性 • 异步电机启动与控制 • 异步电机维护与故障处理
01
异步电机概述
异步电机定义
异步电机
又称感应电机，是由气隙旋转磁 场与转子绕组感应电流相互作用 产生电磁转矩，从而实现能量转 换的一种电机。
根据电机型号和使用情况，定期对轴承进 行润滑保养，保证轴承的正常运转。
清洁保养
紧固保养
定期对电机进行清洁，清除灰尘和杂物， 保持电机内部清洁。
对电机的螺栓、螺母等紧固件进行检查和 紧固，防止松动。
异步电机常见故障及处理
绕组故障
如绕组短路、断路等，需要检查绕组的绝缘层和 导线连接，修复或更换损坏的绕组。
03
异步电机特性
异步电机机械特性
启动与制动特性
描述了异步电机在启动和制动过程中 的性能特点，包括启动电流、启动转 矩、制动方式等。
负载变化对特性的影响
探讨了在不同负载条件下，异步电机 的转速、转矩等参数的变化情况。
异步电机效率特性
效率与功率因数
详细分析了异步电机的效率与功率因数之间的关系，以及如何通过优化设计提 高效率。
软启动
通过逐渐增加电机输入电压来平滑启动，可 减小启动电流和振动。
星三角启动
通过改变电机定子绕组的接线方式来降低启 动电流，适用于较大型电机。
变频启动
通过改变电源频率来启动电机，可实现精确 控制和优化启动性能。
异步电机调速控制
变极调速
通过改变电机定子绕组的接线 方式来改变极数，从而实现调
速。
转子串电阻调速
当三相交流电流通过异步电机的定 子绕组时，根据电磁感应定律，会 在电机内部产生一个旋转的磁场。
contents
目录
• 异步电机概述 • 异步电机工作原理 • 异步电机特性 • 异步电机启动与控制 • 异步电机维护与故障处理
01
异步电机概述
异步电机定义
异步电机
又称感应电机，是由气隙旋转磁 场与转子绕组感应电流相互作用 产生电磁转矩，从而实现能量转 换的一种电机。
根据电机型号和使用情况，定期对轴承进 行润滑保养，保证轴承的正常运转。
清洁保养
紧固保养
定期对电机进行清洁，清除灰尘和杂物， 保持电机内部清洁。
对电机的螺栓、螺母等紧固件进行检查和 紧固，防止松动。
异步电机常见故障及处理
绕组故障
如绕组短路、断路等，需要检查绕组的绝缘层和 导线连接，修复或更换损坏的绕组。
03
异步电机特性
异步电机机械特性
启动与制动特性
描述了异步电机在启动和制动过程中 的性能特点，包括启动电流、启动转 矩、制动方式等。
负载变化对特性的影响
探讨了在不同负载条件下，异步电机 的转速、转矩等参数的变化情况。
异步电机效率特性
效率与功率因数
详细分析了异步电机的效率与功率因数之间的关系，以及如何通过优化设计提 高效率。
软启动
通过逐渐增加电机输入电压来平滑启动，可 减小启动电流和振动。
星三角启动
通过改变电机定子绕组的接线方式来降低启 动电流，适用于较大型电机。
变频启动
通过改变电源频率来启动电机，可实现精确 控制和优化启动性能。
异步电机调速控制
变极调速
通过改变电机定子绕组的接线 方式来改变极数，从而实现调
速。
转子串电阻调速
当三相交流电流通过异步电机的定 子绕组时，根据电磁感应定律，会 在电机内部产生一个旋转的磁场。
三相异步电动机的结构与工作原理
三相异步电动机的结构与工作原理一、三相异步电动机的结构三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。
此外还有端盖、风扇等附属部分，如图1-6-1所示。
图1-6-1 三相电动机的结构示意图1.定子三相异步电动机的定子由三部分组成（见表1-6-1）。
表1-6-1 三相异步电动机制定子组成2.转子三相异步电动机的转子由三部分组成（见表1-6-2）。
表1-6-2 三相异步电动机的转子组成鼠笼式电动机由于构造简单、价格低廉、工作可靠、使用方便，成为生产上应用得最广泛的一种电动机。
为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙为0.2～1.0 mm。
二、三相异步电动机的转动原理1.基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如图1-6-2所示演示实验。
图1-6-2 三相异步电动机工作原理1）演示过程在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋转；若改变磁铁的转向，则导体的转向也跟着改变。
2）现象解释当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。
感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理。
转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。
3）结论欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。
2.旋转磁场1）产生图1-6-3所示为最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ，它们在空间按互差120°的规律对称排列。
并接成星形与三相电源U、V、W相连。
则三相定子绕组通过三相对称电流。
随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中会产生旋转磁场（见图1-6-4）。
当ωt＝0°时，iA ＝0，AX绕组中无电流；iB为负，BY绕组中的电流从Y流入B流出；iC为正，CZ绕组中的电流从C流入Z流出。
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。
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4.旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 NS
p=1时
n0 60f1
i
(转/分） IImm
iA
iB
iC
工频：f150 Hz
0o
t
n0 300(转 0/分 ）
A
NZ
Y
CS
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
A
NZ
Y B
CS
X
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p=2时
iA Im s int
定子三相绕组通入三 iB Im sint 120
相交流电(星形联接)
iA
iC Im sint 120
A ZX
Im i iA iB iC
iC C
Y
o
B
t
iB
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Im i iA iB iC
o
()电流入 Y
tC
A n0
Z
规定 i : “+” i : “–”
第2章 交流电动机
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
主 讲：李园园 江苏省赣榆中等专业学校
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2.1 三相异步电动机的用途及分类
1. 交流电动机按电机定子相数分 三相异步电动机、两相异步电动机、单相异步电动机。
AB C
AB C
XY Z
XYZ
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（3）机座 作用：固定定子铁心，保护整台电机 材料：铸铁（中小型） 钢板（大型）
2、转子 基本作用：产生电磁转矩。
电动机的旋转部分为转子，由转子铁心、转子绕组、 转轴及风叶等组成。 （1）转子铁心
作用：电动机磁路一部分 材料：0.5mm相互绝缘硅钢片
绕组组成。 基本作用：产生旋转磁场。
定子绕组
机座
铁心
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（1） 定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。
定 子 硅 钢 片
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（2）在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组。
A
定子绕组
B
星接
C
X
Y Z
定子绕组 角接
AB C ZX Y
端子
AB C ZX Y
首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。
B X (•)电流出
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三相电流合成磁
i
Im
iA
iB
iC
场的分布情况
o
t
n0
A
YN
Z
C
SB
X
t 0
合成磁场方向向下
600
60
A
Y
NZ
CS
X
B
Y
S
C
A
Z
N
B X
t 60
t 90
合成磁场旋转60° 合成磁场旋转90°
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iA
A
Y A
X A'
C
Z
Z' X'
X
B
iC
C' Y' Y
Z B'
C
B
iB
B
X
Z
C
A Y
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iA
A
X A'
Z' X'
iC
C
C' Z
Y' B'
Y
B
iB
C
Y A
N
•Z
•
X
S
B
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA iB iC
0
极对数 p 2
t
旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关
2. 按电机的转子结构分 鼠笼型异步电动机、绕线型异步电动机
异步电动机的应用非常广泛： 在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、 起重机械，矿山机械等。 在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。 在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。
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2.2 三相异步电动机的构造与工作过程
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鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
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. 2. 2 旋转磁场
1.旋转磁场的产生
同步转速
磁场转过的空间角度 (f150 H)z
p 1
360
3000(转/分）
p2
180
1500(转/分）
p 3
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。
电 动 机 的 外 形
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三相异步电动机的构造
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三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分 组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
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三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分
三 组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
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 iA iB iC
iA
A
0o
t
YX
iB B
Z C
iC
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
AA
SY
Z C
BN
X
t 0
AA Y
S
Z
NC
B
X
t 60
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3.旋转磁场的极对数P
iA
A
Im i iA iB iC
o
ZX
iC C
Y B
iB
当三相定子绕组按
t
A
YN
Z
图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即：
C
SB
X
p 1
t 0
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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。
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（2）转子绕组 作用：产生感应电流和电动势，在旋转 磁场作用下产生电磁转矩 分类：a、笼型转子
结构：单笼型、双笼型、深槽式，其 中单笼型又分铸铝和铜条转子。
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b、绕线转子
结构：与定子绕组具有相同极数的三相对称 绕组
接法：星形，首端接到转轴上的滑环，再通 过定子端盖上的电刷与外电路相连。
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA
t 0
iB iC
0
t
30 Y
C
S
A
N
Z •B
n0
X
•
•
B
•N
Z
X
S
C
A Y
t60
n0
60f1 2
1
50(转 0 /分
）
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旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0
60f1 p
(转/分)
极对数
每个电流周期
相
异
步
电
动
机
的
基
本
结
构
示
定子
意
图
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三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分
组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。
三
相
异
步
端盖
电
动
机座
机
的
基 本
轴承
转子
结
构
示 意
定子
图
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1. 定子 三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子