三相异步电动机课件讲解
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交叉式绕组由 两大一小线圈交叉 布置。线圈端部连 线较短，有利于节 省材料，并且省铜。 广泛用于q>1的且 为奇数的小型三相 异步电动机。
三、单层同心式绕组
同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心 形状的线圈组构成。
同心式绕组端 部连线较长，适用 于q=4、6、8等 偶数的2极小型三 相异步电动机。
三相 单层 绕组 的优 缺点
元件少，结构简 单，嵌线方便， 槽内无层间绝缘
优点
单层绕组为 整距绕组
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
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。
额定条件下转轴上 输出的机械功率。
额定运行状态时加在
二、额定值 定子绕组上的线电压.
额定n 转 N(r速 /min) 额定运行时电 动机的转速.
额 额 额定 定 定效 频 功f率 率 率 NN 因 co数 sN
额定值关系有： P N3U NIN cos NηN
三、接线
三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机 的定子部分完全相同。
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。
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，将电能转化 为机械能。
•V2
W1
•
n1 •
•
•n
U1 • U2
W2 V1
二、转差率
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。
4.2.2 三相单层绕组
单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈总数等于 定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。
端部排列整齐 机械强度高
缺点
嵌线 困难
用铜 量大
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3根导体的电动势
电动势波形: eBlv 电动势频率: f pn
60
电动势大小: Ec12.22fΦ1
对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组 的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活 地接成“Y”形或“D”形。
U1
V1
W1
W2 U 2
V2
Y联结
U1
V1
W1
W2
U2
V2
D联结
4.2交流电机的绕组
4.2.1 交流绕组的基本知识
一、基本要求和分类
1）三相绕组对称； 2）力求获得最大的电动势和磁动势； 3）绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦； 4）节省用铜量； 5）绕组的绝缘和机械强度可靠，散热条件好；
一、单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而
成，整个外形如长链。
链式绕组的每个线 圈节距相等并且制造方 便；线圈端部连线较短 并且省铜。主要用于 q=2的4、6、8极小型 三相异步电动机。
二、单层交叉式绕组
单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成， 同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同，各线圈组的端部互 相交叉。
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。
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
定子绕组接对 称电源
0 < n < n1
6）工艺简单、便于制造、安装和检修。
二、交流绕组的基本概念
1、极距
两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的 槽数为Z，磁极对数为p，则极距：
2、线圈节距 y
= Z 2p
一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。
y 的绕组为整距绕组. y 的绕组为短距绕组.
3、电角度
电 角 度 p 机 械 角 度
同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用s
表示，即：
s n1 n
n1
转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种
运行情况。
转子未转动时，n0,s1;电机理想空载时，nn1,s0.
作为电动机，转速在 0 ~ n1范围内变化，转差率在0~1范围内变。
负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小。
双层绕组分双层叠绕组（如图2a=1）和双层波绕组（略）。
双层绕组的特点：
1）线圈数等于槽数；
2）线圈数组数等于极数，也等于最大并联支路数；
3）每相绕组的电动势等于每条支路的电动势。
可组成较 多的并联 支路
可以选择最有利的节
距，使电动势和磁动
优 势波形更接近正弦波 点
所有线圈的形状 和尺寸相同，便 于实现机械化
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.1三相异步电动机的基本结构
一、定子部分
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、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。
二、转子部分
1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 2、转子绕组： 1）鼠笼式转子：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）绕线式转子：转 子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
三、气隙
异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到 的最小值。
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机
绕线型异步电动机
继续
继续
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
返回
4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理
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
4.1.3 型号和额定值
一、型号 例:
额定电IN流 (A)
在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流.
额定功 PN(率 kW)
额定U 电 N(k压 V 或 V)
三、单层同心式绕组
同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心 形状的线圈组构成。
同心式绕组端 部连线较长，适用 于q=4、6、8等 偶数的2极小型三 相异步电动机。
三相 单层 绕组 的优 缺点
元件少，结构简 单，嵌线方便， 槽内无层间绝缘
优点
单层绕组为 整距绕组
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
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。
额定条件下转轴上 输出的机械功率。
额定运行状态时加在
二、额定值 定子绕组上的线电压.
额定n 转 N(r速 /min) 额定运行时电 动机的转速.
额 额 额定 定 定效 频 功f率 率 率 NN 因 co数 sN
额定值关系有： P N3U NIN cos NηN
三、接线
三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机 的定子部分完全相同。
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。
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，将电能转化 为机械能。
•V2
W1
•
n1 •
•
•n
U1 • U2
W2 V1
二、转差率
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。
4.2.2 三相单层绕组
单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈总数等于 定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。
端部排列整齐 机械强度高
缺点
嵌线 困难
用铜 量大
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3根导体的电动势
电动势波形: eBlv 电动势频率: f pn
60
电动势大小: Ec12.22fΦ1
对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组 的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活 地接成“Y”形或“D”形。
U1
V1
W1
W2 U 2
V2
Y联结
U1
V1
W1
W2
U2
V2
D联结
4.2交流电机的绕组
4.2.1 交流绕组的基本知识
一、基本要求和分类
1）三相绕组对称； 2）力求获得最大的电动势和磁动势； 3）绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦； 4）节省用铜量； 5）绕组的绝缘和机械强度可靠，散热条件好；
一、单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而
成，整个外形如长链。
链式绕组的每个线 圈节距相等并且制造方 便；线圈端部连线较短 并且省铜。主要用于 q=2的4、6、8极小型 三相异步电动机。
二、单层交叉式绕组
单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成， 同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同，各线圈组的端部互 相交叉。
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。
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
定子绕组接对 称电源
0 < n < n1
6）工艺简单、便于制造、安装和检修。
二、交流绕组的基本概念
1、极距
两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的 槽数为Z，磁极对数为p，则极距：
2、线圈节距 y
= Z 2p
一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。
y 的绕组为整距绕组. y 的绕组为短距绕组.
3、电角度
电 角 度 p 机 械 角 度
同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用s
表示，即：
s n1 n
n1
转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种
运行情况。
转子未转动时，n0,s1;电机理想空载时，nn1,s0.
作为电动机，转速在 0 ~ n1范围内变化，转差率在0~1范围内变。
负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小。
双层绕组分双层叠绕组（如图2a=1）和双层波绕组（略）。
双层绕组的特点：
1）线圈数等于槽数；
2）线圈数组数等于极数，也等于最大并联支路数；
3）每相绕组的电动势等于每条支路的电动势。
可组成较 多的并联 支路
可以选择最有利的节
距，使电动势和磁动
优 势波形更接近正弦波 点
所有线圈的形状 和尺寸相同，便 于实现机械化
4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构
4.1.1三相异步电动机的基本结构
一、定子部分
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、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。
二、转子部分
1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 2、转子绕组： 1）鼠笼式转子：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）绕线式转子：转 子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
三、气隙
异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到 的最小值。
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机
绕线型异步电动机
继续
继续
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
返回
4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理
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
4.1.3 型号和额定值
一、型号 例:
额定电IN流 (A)
在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流.
额定功 PN(率 kW)
额定U 电 N(k压 V 或 V)