电机学培训资料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.1 工作原理
对称三相绕组 通入对称三相电流
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 受到电磁力的作用
转子绕组中 产生 e 和 i
磁场切割 转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
电机学培训资料
2.2 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。
具体结构可见拆分图
电机学培训资料
1.1.1 鼠笼型异步电动机主要部件拆分图
电机学培训资料
(一)、定子部分（定子铁心、定子绕组、机座）
1、定子铁心 —— 导磁部分。
定子铁心是电机磁路的一部分，并起固定定子绕组的作用。为了增强 导磁能力和减小铁耗，定子铁心常选用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲 制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的 槽，用以嵌放定子绕组。
2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内 —— 导电部分。
定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料主要采用紫铜。小型异 步电动机常采用三相单层绕组，大中型异步电动机常采用三相双层短矩 叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接在机座侧面的接线板上，可 根据需要将三相绕组接成Y形或△形。
3、机座 —— 支撑部分。
机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并通过机座的底脚将电机安 装固定。全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，故机座外壳上的散热筋 是电机的主要散热面。中小型电机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板 焊接机座。
电机学培训资料
（二）、转子部分（包括转子铁心、转子绕组）
1、转子铁心
转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材 料也用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定 子铁芯冲片剩余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外 圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。
()电流入 首端流入，尾端流出。
B X
尾端流入，首端流出。
(•)电流出
电机学培训资料
三相电流合成
磁场的分布情况
分析可知：三相电流产生的合
o
成磁场是一旋转的磁场。 即：
t
一个电流周期，旋转磁场在空
间转过360°。
600
A Y
Z
C B
X
A Y
Z
C
X
B
A Y
Z
C B
X
合成磁场方向向下 合成磁场旋转60° 合成磁场旋转90°
A Y´ C´
Z´ B
X´
X
B´ Z
C A´ Y
A
XA
Z' 'X'
பைடு நூலகம்
C
' C
Z
Y' B'
Y
B
磁场位置(t=0)
电机学培训资料
二、三相异步电动机的转速
电动机的转速是与旋转磁场有关的。而磁场极数不同 则磁场的转速就不同，在一对磁极的情况下，交流电经历 一个周期磁场恰好在空间转过一圈，若定子电流的频率为 f1，旋转磁场在每分钟将转过60f1 周。
磁极对数为 p时，磁场的转速为：
而转子的实际转速将小于磁场的转速，即n＜ n1。若二 者相等，转子就没有切割磁力线作用，转矩也就消失了，因 此转子不可能以n1的转速正常运行。
电机学培训资料
在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n1为：
极对数
每个电流周期 磁场转过的空间角度
同步转速
可见：旋转磁场转速n1 与频率f1和极对数p有关。
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
n
U1
U2
W2 V1
电机学培训资料
三相对称交流绕组通入三 相对称交流电流时，将在电 机气隙空间产生旋转磁场。
A
YX
B
Z
C
A Y
规定：
i : “+” i : “–”
Z
C
2、转子绕组
根据转子绕组的结构型式可分为: 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。
电机学培训资料
二、三相异步电动机的基本工作原理
电机学培训资料
2.2 异步电机的运行状态
2.2.1 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
异步电动机
如果:
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条
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异。
额定运行时，转差率一般在0.01～0.06之间，即电机
转速接近同步转速。
练习
电机学培训资料
2.2.2 三相异步电动机的运行状态
按照转差率的正负和大小，感应电机有电动机，发电机 和电磁制动三种运行状态。如下图所示（见图）
概述
原理：电磁感应原理 用途：主要用作电动机，拖动各种生产机械 优点：结构简单、运行可靠、制造容易、
成本低、使用维护简单
缺点：功率因数低，调速比直流电机复杂
电机学培训资料
1.1 三相鼠笼式异步电动机的主要结构
下图是一台三相鼠笼式异步电动机的结构图。它主要由定子和 转子两大部分组成，定转子中间是空气隙。此外，还有端盖、轴 承、机座、风扇、风罩等部件。
电机学培训资料
2.2 三相异步电动机的极数与转速
2.2.1 三相异步电动机的极数
三相异步电动机定子产生旋转磁场的磁极个数，称为极数。 对于每相只有一个线圈的电动机，绕组始端之间相差120°的空 间角，则产生的旋转磁场只有一对磁极。磁极对数用p表示，则 p=1。若每相定子绕组由两个线圈串联组成(如图所示)，则绕组 始端之间相差60°空间角，因而旋转磁场具有两对磁极，p=2.
电机学培训资料
2020/11/28
电机学培训资料
授课大纲
1 三相鼠笼型异步电动机的基本构造 2 三相鼠笼型异步电动机的工作原理 3 三相鼠笼型异步电动机的功率和转矩 4 三相鼠笼型异步电动机的机械特性 5 三相鼠笼型异步电动机的起动 6 三相鼠笼型异步电动机的使用维护
电机学培训资料
一、三相鼠笼型异步电动机的基本构造
电机学培训资料
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：
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，n = 0，s = 1；电机理想空
载时，
作为电动机，转速在
范围内变
化，转差率在0～1范围内变化。
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：
对称三相绕组 通入对称三相电流
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 受到电磁力的作用
转子绕组中 产生 e 和 i
磁场切割 转子绕组
转子旋转起来 输出机械能量
机械负载 旋转起来
电机学培训资料
2.2 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。
具体结构可见拆分图
电机学培训资料
1.1.1 鼠笼型异步电动机主要部件拆分图
电机学培训资料
(一)、定子部分（定子铁心、定子绕组、机座）
1、定子铁心 —— 导磁部分。
定子铁心是电机磁路的一部分，并起固定定子绕组的作用。为了增强 导磁能力和减小铁耗，定子铁心常选用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲 制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的 槽，用以嵌放定子绕组。
2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内 —— 导电部分。
定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料主要采用紫铜。小型异 步电动机常采用三相单层绕组，大中型异步电动机常采用三相双层短矩 叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接在机座侧面的接线板上，可 根据需要将三相绕组接成Y形或△形。
3、机座 —— 支撑部分。
机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并通过机座的底脚将电机安 装固定。全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，故机座外壳上的散热筋 是电机的主要散热面。中小型电机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板 焊接机座。
电机学培训资料
（二）、转子部分（包括转子铁心、转子绕组）
1、转子铁心
转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材 料也用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定 子铁芯冲片剩余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外 圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。
()电流入 首端流入，尾端流出。
B X
尾端流入，首端流出。
(•)电流出
电机学培训资料
三相电流合成
磁场的分布情况
分析可知：三相电流产生的合
o
成磁场是一旋转的磁场。 即：
t
一个电流周期，旋转磁场在空
间转过360°。
600
A Y
Z
C B
X
A Y
Z
C
X
B
A Y
Z
C B
X
合成磁场方向向下 合成磁场旋转60° 合成磁场旋转90°
A Y´ C´
Z´ B
X´
X
B´ Z
C A´ Y
A
XA
Z' 'X'
பைடு நூலகம்
C
' C
Z
Y' B'
Y
B
磁场位置(t=0)
电机学培训资料
二、三相异步电动机的转速
电动机的转速是与旋转磁场有关的。而磁场极数不同 则磁场的转速就不同，在一对磁极的情况下，交流电经历 一个周期磁场恰好在空间转过一圈，若定子电流的频率为 f1，旋转磁场在每分钟将转过60f1 周。
磁极对数为 p时，磁场的转速为：
而转子的实际转速将小于磁场的转速，即n＜ n1。若二 者相等，转子就没有切割磁力线作用，转矩也就消失了，因 此转子不可能以n1的转速正常运行。
电机学培训资料
在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n1为：
极对数
每个电流周期 磁场转过的空间角度
同步转速
可见：旋转磁场转速n1 与频率f1和极对数p有关。
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
n
U1
U2
W2 V1
电机学培训资料
三相对称交流绕组通入三 相对称交流电流时，将在电 机气隙空间产生旋转磁场。
A
YX
B
Z
C
A Y
规定：
i : “+” i : “–”
Z
C
2、转子绕组
根据转子绕组的结构型式可分为: 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。
电机学培训资料
二、三相异步电动机的基本工作原理
电机学培训资料
2.2 异步电机的运行状态
2.2.1 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
异步电动机
如果:
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条
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异。
额定运行时，转差率一般在0.01～0.06之间，即电机
转速接近同步转速。
练习
电机学培训资料
2.2.2 三相异步电动机的运行状态
按照转差率的正负和大小，感应电机有电动机，发电机 和电磁制动三种运行状态。如下图所示（见图）
概述
原理：电磁感应原理 用途：主要用作电动机，拖动各种生产机械 优点：结构简单、运行可靠、制造容易、
成本低、使用维护简单
缺点：功率因数低，调速比直流电机复杂
电机学培训资料
1.1 三相鼠笼式异步电动机的主要结构
下图是一台三相鼠笼式异步电动机的结构图。它主要由定子和 转子两大部分组成，定转子中间是空气隙。此外，还有端盖、轴 承、机座、风扇、风罩等部件。
电机学培训资料
2.2 三相异步电动机的极数与转速
2.2.1 三相异步电动机的极数
三相异步电动机定子产生旋转磁场的磁极个数，称为极数。 对于每相只有一个线圈的电动机，绕组始端之间相差120°的空 间角，则产生的旋转磁场只有一对磁极。磁极对数用p表示，则 p=1。若每相定子绕组由两个线圈串联组成(如图所示)，则绕组 始端之间相差60°空间角，因而旋转磁场具有两对磁极，p=2.
电机学培训资料
2020/11/28
电机学培训资料
授课大纲
1 三相鼠笼型异步电动机的基本构造 2 三相鼠笼型异步电动机的工作原理 3 三相鼠笼型异步电动机的功率和转矩 4 三相鼠笼型异步电动机的机械特性 5 三相鼠笼型异步电动机的起动 6 三相鼠笼型异步电动机的使用维护
电机学培训资料
一、三相鼠笼型异步电动机的基本构造
电机学培训资料
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：
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，n = 0，s = 1；电机理想空
载时，
作为电动机，转速在
范围内变
化，转差率在0～1范围内变化。
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：