三相异步电动机的基本结构ppt课件

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。
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5.2 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、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。
1.型号
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2.额定值
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) 在额定运行状态下流 入定子绕组的线电流.
额定转 nN(r速 /min) 额定运行时电 动机的转速.
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.
iW W1
U1
iV
V1
W1
U1 iU iV
V1
U1 iU iW
W1
N U2
V1
W1
W2
V2
U1 S
U1
iW
V1
W1
iV V1
(a)
(b)
旋转磁动势变化过程
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(c)
(d)
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i
iU
iV
三相对称电流波形： O
T 6
T
T
3
2
iW t
(1) t=0 瞬间（iU=0；iV为负值； iW为正值）: 此时，U相绕组
f pn 60
电动势大小: 二、整距绕组的电动势
Ec12.22f1
每个整距线匝的电动势: Et14.44f1
每个整距线圈的电动势: Ey1(y)4.44 fN c1
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三、短距线圈的电动势
每个短距线匝的电动势:
Ey1(y )4.4f4N c 1ky1
基波短距系数:
ky1 E Eyy11((yy))
示。 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。
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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。
转差率就是相对转速（即转差）与同步转速之比， 用s
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
位置互差120°。
iu
I m
s
inwt
iv Ims in w( t1wenku.baidu.com)0
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iwIms2i020n w /3/22 ( t12)0 第二学习小组
i
iU
iV
O
T
T
T
三相对称电流波形：
6
3
2
iW t
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U2 S
V1
W1
W2
V2
U1 N
U2 S W1
V1
W2 N
U1
V2
N V1
W2
U2
W1
U1
V2 S
（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。
(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°。
磁场，这个旋转磁场的转速称为同步转速，它与电源频率和定子
绕组磁极对数有关。
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转速为同步速：
n1
60 f 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
3000 1500 1000 750 600
.铸铝转子：指用铸铝的方法把转子 导条和端环、风扇叶片用铝液一次浇 铸而成。
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5.2.2转轴和气隙
转轴：由中碳钢和合金钢制成。
转轴的作用：是支撑转子和传递转矩，所以它有一定 的机械强度。
气隙
气隙的大小对异步电动机的性能影响很大。为了降低 的电动机的励磁电流和提高功率因数，气隙应尽可能 的做得小些，但气隙过小将使装配困难和运行不可靠， 因此气隙大小除了考虑电性能外，还要考虑便于安装。
siny(900)
四、转向：由电流相序决定，或者说由载有超前电流相转向载
有滞后相。如果电流出现最大值是：A→B → C，则旋转磁场的方向也是A→B → C
产生圆形旋转磁动势的条件：一是三相或多相对称绕组；二
是三相或多相对称电流。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形
旋转磁动势。
五、转速：三相对称定子绕组中通入三相对称交流电产生旋转
(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
(4) t=T/2瞬间（iU=0；iV为正值；iW为负值）:与t=0瞬间相比，
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合成磁场共旋转了 1802°02。0/3/22
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5.3 三项旋转磁动势
一、一根导体的电动势
电动势频率:
额即定电转机差的率极为数2spN = 4。n1 n1nN15 10 5 10 0 4 0 50.0 53
20②20/转3/22差率为0.1时的转速
n (1 s)n 1 (1 0 .1 ) 15 1 03
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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
2、转子绕组： 1）笼型转子：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）绕线转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在 转子铁心槽内。
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5.2.1转子绕组: 三相异步电动机的转子绕组分为鼠笼式
和铸铝转子式两种。
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。
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5.1.3 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和三个 U2、V2、W2，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
额定值关系有： P N3U NINcoN sN
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额 额 额定 定 定效 频 功f率 率 率 NN 因co数 sN
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3.防护方式（IP44）。表示电动机外壳防护的方式
为
封闭式。
4. 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 90 105 120 130 155 180 >180 温度（。C)
站和风力发电站中。
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▪ 制作：钟陈、陈其睿、熊志霜、陈寿江
▪ 资料收集：谢万双、刘雁冰、雷青松、王 飞
▪ 编辑：蒙子杰、周杨
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5. 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
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结论：异步电动机可以在电动机、发电机和电磁制动三种状态下运行。现
代异步电机主要作为电动机运行；电磁制动往往只是异步电机在完成某一生产 过程中而出现的短时运行状态，例如交流起重机下放重物时，为限制下放速度， 使异步电动机运行于电磁制动状态；至于异步发电机则有时用于农村小型水电
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【例5-3】一台三相异步电动机PN=10kW，
％
UN=380V,nN=1455r/min，
，
求:①电机的极数2p与额定转差率sN; ②转差率s为0.1
时的转速。
解 ① 因同步转速
当极对数p=1时 n1=3000r/min 当极对数p=2时 n2=1500r/min 当极对数p=3时 n3=1000r/min 而nN=1455r/min,最接近n1=1500r/min，所以电机的 极对数为
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5.3 三项旋转磁动势
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）
1.
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
表示，
s n1 1 n1
n 或n=(1-s) 1
。
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。
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三相异步电动机的基本结构
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5.1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。
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 3、机座：固定定子铁心及端20盖20，/3/具22有较强的机械强度和刚第度二。学习小组
5.1.1 定子铁心
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
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5.1.2机座
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。
电动机
电磁制动
发电机
实现
定子绕组接对称 外力使电机沿磁 外力使电机快速旋
电源
场反方向旋转
转
转速 转差率
0nn1 0s1
n0 s 1
n n1 s 0
电磁转矩
驱动
制动
制动
能量关系
电能转变为机械 能
电能和机械能变 成内能
机械能转变为电能
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5.5 三相异步电动机的型号、分类和额定值
500
n1/r(min)-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）
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5.4 三相异步电动机的工作原理及运行状态
当电动机的定子绕组通以三相交流电
时，便在气隙中产生旋转磁场。设旋
转磁场以n1的速度顺时针旋转，相当