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
对转子的转 轴形成一个 顺时针方向 的转矩
异步电动机的由来
转子旋转的原理： 在旋转磁场和转子之间要有相对运动，转子
导体要切割磁力线，如果n=n1,它们之间就没有相 对运动了，不可能产生e,i,F,T。
*
电动机转动（运行）的原理
（一）、基本工作原理
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。
（转子导体是闭合，该图为 剖面图。）
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。
转子铁心的硅钢片 转子铁芯
（3）转轴 （4）风扇等。
一般用45号钢制成， 用* 来传递电磁转矩。
转子绕组大部分是浇铸铝 笼型，大功率也有铜条制 成的笼型转子导体。转子 绕组构成电动机电路的另 一部分。
转子绕组
鼠笼式异步电动机的转子
图1 铜条笼型转子 导条
图2 铸铝笼型转子 风扇
端环
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
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
N S
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
铁芯槽中。
对称三相绕组。
定子绕组
*
机座和端盖：
机座 机座是电动机的支架，通常用铸铁或铸 钢制成。
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
3-8-2转子
（1）转子铁心：嵌放绕组，提供磁路 。 （2）转子绕组：感应出电势、电流。
（分为两种类型：如下） 绕线型：对称三相绕组。 笼 型：对称多相绕组。
t = 120o t = 240o t = 360o
*
9.2 三相异步电动机的工作原理
当P=1时，结论:
i 变化一周→旋转磁场转一圈。
只要三相异步机的对称三相定子绕组中
通入对称三相交流电，就会在定子和转子之间 的气隙中产生一个随时间、空间、位置不断变 化的旋转磁场。
旋转磁场的作用就是相当于模型中的蹄形磁铁转动 时产生的磁场。
*
3-8 三相异步电动机的基本结构
一、三相异步电动机的基本结构
1. 定子：指其固定不动部分，主要包括 ：
(1) 定子铁心 (2) 定子绕组 (3) 机座和端盖等
2. 转子：指其旋转部分，主要部件包括 ： (1) 转子铁心 (2) 转子绕组 (3) 转轴等
*
3-8-1 定子
定子铁心、定子绕组、 机座和端盖等。
*
i
A×
N
×
Z n0
Y
0
ωt
B
×
CS
ωt =360°
X
结论：
ωt =360°时电流和磁场情况
可见，工程实际中，三相异步电动机定子和转子之间 的气隙旋转磁场代替了模型电机定子的转动磁极。
归纳：
只要三相异步机的对称三相定子绕组中通入对称 三相交流电，就会在定子和转子之间的气隙中产
生一个随时间空间位置不断变化的旋转磁场。
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 ×
Im
i1
i2 i3
W2
O
t
W1
V1
U2
t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 150o t = 180o t = 210o
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
N S
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
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3-7三相异步交流电动机基本知识
主要内容及重难点：
一、三相异步电动机的基本结构（重点） 二、 三相异步电动机的工作原理（难点） 三、 三相异步电动机的铭牌数据（了解） 四、电磁转矩和机械转矩 （重点） 五、特殊用途的电动机（了解）
*
第9章 电 动 机
导入新课：电 机 概 述
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
V2 W1
n
U1
U2
W2 V1
（二）三相异步电动机工作原理概括
在电动机对称三相定子
× A × F Z n0
Y
N
绕组
中通入产对生称气三隙相旋交转流磁电流 转子导场体与磁场相切割感
B
×
C
SF
X
应电 载力流动偶导电势体流，受由电于磁闭力合的生作成用感形应成
力偶对电机转轴形成电磁
从而使固定不动的转子转顺矩着旋转磁场的方向转
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
N S
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
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 ×
Im
i1
i2 i3
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
绕线式异步电动机的转子
集电环
*
由于绕线式异步电动机能采用转子绕组串电阻起动和 调速，因此起动性能和调速性能均比鼠笼式异步机优越。
*
播放视频讲解电动机结构
*
3-7-1异步电动机旋转原理模型图
*
人为 转动
感应电 流受力 而旋转
*
模型说明
蹄形 磁铁
i
闭合
e
线圈
感生 电流
异步电模动型机示原意理图模型图
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
电机 —— 实现机械能与电能的相互转换。
发电机 —— 将机械能转换为电能。
电动机 —— 将电能转换为机械能。
电机
电动机 发电机
直流电动机 交流电动机 直流发电机 交流发电机
同步电动机（三相和单相） 异步电动机（三相和单相）
（笼型和绕线型）
电机 动力电机 : 以高效率的能量转换为目的。 控制电机 : 以高灵敏度、高准确度的信号 转换和传递为主要目的。
实际的异步电
动机中的旋转磁 场是利用三相交 流电通过固定在 定子上的三相对 称绕组来获得的 。
*
5、以三相绕组结成Y型为例来讨论
对称的三相电流通入 对称的三相绕组中， 它们的合成磁场、合 成磁通就是一个旋转 磁场！！！
这个结论怎么得到的呢？ ？？？？
选定电流的几个特殊值加以
*
分析，就能得出结论了！！
快速浏览--------
i的一个周期内不同时间段旋转磁场的位置
U1
V2 ×
N
Im
i1
i2 i3
W2
O
t
× W1
S
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
V2 ×
N
× W1
S
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
因此n与n1之间一定存在差异，所以叫异步电 动机。
*
注意： 磁场的旋转是电机旋转的前提！！！
模型中靠磁铁的转动来获得转子转动，它是用 机械能换取机械能，没有实际意义。
下面就先来讨论异步电动机中的旋转磁场是怎样建立起来 的。
*
3-7-2 三相异步电动机的旋转磁场
旋转磁场的作用就是相当 于模型中的蹄形磁铁转动 时产生的磁场。
动起来。
若要改变电动机的旋转方向，只需任调通入定子绕组 * 中两相电流的相序即可。
经过分析和实验，得到旋转磁场的转速n1不 仅和电源频率f有关，还和磁极对数p有关。
*
交流电动机感性认识
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
三相异步电动机的外形
*
9.1 三相异步电动机的基本结构和额定值
笼型异步电动机外形
※ 部分额定值： UN 400 V ~ 690 V fN 50 / 60 Hz PN 200 kW ~ 2 300 kW 2p 2 ~ 8
*
※ 部分额定值： UN 690 V，2 kV ~ 11 kV fN 50 / 60 Hz PN 200 kW ~ 3 000 kW 2p 2 ~ 12
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
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