三相交流异步电动机的结构和原理分析

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
n (1 s)n0
异步电动机运行中: s (1 ~ 9)%
例1：一台三相异步电动机，其额定转速
n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转
速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3
额定转差率为
s n0 n 100% 1000 975 100% 2.5%
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
转差率
由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场
旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转
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
360
3000 (转/分）
p2
180
1500 (转/分）
p3
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。
电动机的转动原理
1. 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
v A n0
Y NZ
F
旋转磁场
n0

60 f1 p
(转/分） C F
KH
KM
KM
SB3
控制电路
KH M 3~
主电路
该电路缺点：动作不够可靠。
点动+连续运行(2)
方法二：加中间继电器（KA）。
A BC
SB1 SB2
KA KH
FU KM
M 3~
KA KM
KA
控制 关系
SB SB：点动 SB2：连续运行
思考
以下控制电路能否实现即能点动、
又能连续运行
SB1 SB2
KM SB
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
AA
SY
iC
Z
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
C
BN
W1 V2
V1 U2 U1 V1 W1
联结
9.2.1 异步机的直接起动（1）
A BC
QS
C'
FU SB
KM
B'
点动控制
控
制
KM
电
路
主 电 路
M 3~
动作过程
按下按钮（SB） 线圈（KM）通电 触头（KM）闭合 电机转动；
按钮松开
线圈（KM）断电
触头（KM）打开
电机停转。
异步机的直接起动（2） 电动机连续运行
n0
1000
三个重要转矩
1.额定转矩TN
n nnN0
电动机在额定负载时的转矩。
T P 9550 P
2πn
n
额定转矩 60
O
TN

9550
PN (千瓦) nN (转 / 分)
TN
(N • m)
T
如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功
率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为
旋转磁场
1.旋转磁场的产生 定子三相绕组通入三 相交流电(星形联接)
iA
A
iC C
iB
ZX Y B
iA Im sint
iB Im sint 120 iC Im sint 120
Im i iA iB iC
o
t
Im i iA iB iC
o
()电流入 Y
tC
A n0
TN
9550 PN nN
9550 7.5 1440
49.7 N .m
接法
定子三相绕组的联接方法。通常
W2 U2 V2 电机容量 3kW Y联结
U1 V1 W1 电机容量 4kW 联结
接线盒
U1
W2 U2 V2
W2 U2
V2
W1
Y 联V结1 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
(转/分） IImm
i iA
iB
iC
工频：f1 50 Hz
0o
t
n0 3000 (转/分）
A
NZ
Y B
CS
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
A
NZ
Y B
CS
X
旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0

60 f1 p
(转/分)
极对数
p 1
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )
KM KH
不能点动！
A BC QS
FU
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C'
停车
起动
按钮 SB1
按钮 KM
SB2
KM
M 3~
B'
KM
自保持
自保的作用
按下按钮（SB），线圈（KM）通电， 电机起动；同时，辅助触头（KM）闭合， 即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机 连续运转。
异步机的直接起动 + 过载保护
A BC
QS
FU
SB1 SB2
KM
发热
KM
KH
元件
X
t 0
AA Y
S
Z
NC
B
X
t 60
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
4.旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数
p=1时
n0 60 f1
Z
规定
i : “+” 出i :。“–”
出。
首端流入，尾端流 尾端流入，首端流
B X (•)电流出
三相电流合成磁
i Im
iA
iB
iC
场的分布情况 动画
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
A Y
Z
S
N
C
B X
t 60
t 90
合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
热继电 器触头
KM
KH
电流成回路，
M
只要接两相就可以了。
3~
多地点控制
例如：甲、乙两地同时控制一台电机 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。
SB1甲
SB2甲
KM
KM
甲地
SB1乙
SB1乙
乙地
点动+连续运行(1)
方法一：用复合按钮。 控制
A BC
关系
SB3：点动 SB2：连续运行
QS
FU
SB1
KM SB2