版 第四章三相异步电动机

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定则, 转子绕组内电动势和电 流方向如图：上出下进
转子转速n总是小于旋 转磁场的转速n1。 所以称为异步电动机 No
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根据左手定则，载流转子导体
受力，形成电磁转矩T，方向 如图，驱动转子顺时针旋ImNI转maNaoogge 。eImNaoge
二、三相异步电动机的基本工作原理
转 差
本章先叙述三相异步电动机的基本工作原理和基本 结构；再根据三相异步电动机与变压器的基本电磁关系 有许多相似之处，在沿用变压器的分析方法叙述异步电 动机(在本章及以后章节中，由于习惯用法，异步电动机 就是指三相异步电动机)的运行时又注意异步电动机的旋 转、机械功率和电磁转矩等特殊性。对于单相异步电动 机及同步电机，将在第六章中加以阐述。
三、三相异步电动机的基本结构
三、三相异步电动机的基本结构
1-转子 2-定子 3-集电环 4-定子 绕组 5-出线盒 6-转子绕组 7-端 盖 8-轴承
解 因为异步电动机的转子旋转方向与磁场的 旋转方向一致，而旋转磁场的转向在三相绕组 排列一定的条件下由电流的相序决定。因此只 需要调换任意两根电源进线，旋转磁场反向， 电动机也跟着反转。
三、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机有不同的分类方法 • 按转子绕组结构分类：有笼型异步电动
机和绕线转子异步电动机两类。笼型结 构简单、制造方便、成本低、运行可靠 ；绕线转子可通过外串电阻来改善起动 性能并进行调速。 • 按机壳的防护形式分类：有防护式、 封闭式和开启式。 • 其它分类：还可按电动机容量的大小、 冷却方式等分类。
版 第四章三相异步电动 机
2020年4月22日星期三
第四章 三相异步电动机
转子转速与磁 场转速不相等
异步发电机 用于风力发电机等特殊场合
交 异步电机
三相异步电动机
流 旋 转
与直流电机的静
止磁场不同，都 异步电动机
是旋转的磁场。
在各种电动机中应用最广、需要量 最大。工业生产、农业机械化、交 通运输、国防工业等电力拖动装置 中，有90%采用三相异步电动机。
两极旋转场示意图
一 、 交 流 电 机 的 旋 转 磁 场
一、交流电机的旋转磁场
结论：三相基波合成磁场具有如下特点： •性质：三相基波合成磁场其轴线在空间是旋转的，故称旋 转磁场。
•转向：当某相电流达到最大值时，合成磁场的矢量就转到 该相轴方向，磁场转向由电流相序决定。若要改变旋转磁 场的转向，将三相电源进线中的任意两相对调即可。
n=n1(1－s)
率
转差率s是异步电机运行 的重要参数。电动状态的 转差率s的范围是：0～1。
其中s=0，是理想空载状态；s=1，是起动瞬间。
对普通的三相异步电动机，为了使额定运行时的效 率较高，通常设计成使它的额定转速略低于但很接近于 对应的同步速，所以额定转差率sN一般为1.5%～5%。
例4-1某台三相异步电动机的额定转速nN=720r/min,试 求该机的极对数和额定转差率；另一台4极三相异步电 动机的额定转差率sN=0.05，试求该机的额定转速。
第一节 三相异步电动机的 基本工作原理和结构
一、交流电机的旋转磁场
三相交流电机的旋转磁场是在三相对称绕组中通 以三相对称电流而产生的。
为了简化分析，可以用轴 线互差120°电角度的三 个线圈来代表，线圈的首 端分别为U1、V1、W1，尾 端分别为U2、V2、W2
规定电流为正时，电流从线圈的首端流入（ “×”表示 ），从线圈的尾端流出（ “•”表示）；电流为负值时 则方向相反，即尾入首出。
电
单相异步电动机 用于家用电器
机 同步电机 转子转速与磁场转速相等
和医疗仪器中
三相异步电动机具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等一系列优点；还 具有较高的运行效率和较好的工作特性、从空载到满载范围内接近恒速运行，能满 足各行各业大多数生产机械的传动要求。异步电动机还便于派生成各种专用、特殊 要求的形式，以适应不同生产条件的需要。
不论三相异步电动机的分类方法如何， 各类三相异步电动机的的基本结构是相 同的。它们都由定子和转子这两个基本 部分组成，在定子和转子之间有一定的 气隙。 右图是一台封闭式笼型转子的三 相异步电动机的结构图。
封闭式笼型异步电动机结构图
1－轴承 2－前端盖 3－转轴 4－接线盒 5－吊攀 6－定子铁心 7－转子 8－定子绕组 9－机座 10－后端盖 11－风罩 12－风扇
n1=60f/2(r/min)——见下页；p对极时， n1=60f/p(r/min)
电流在时 间上变化 一周期， 磁场在空 间转过半 圈。
n1=60f /2
四极旋转磁场示意图
二、三相异步电动机的基本工作原理
转
动
No原
理
设起动时旋转磁 场方向如图为顺 时针，磁场转速n1
转子导体静止，与旋转磁场之
间存在着相对运动，根据右手
解 对nN=720r/min的电动机 因异步电动机额定转速nN略低于但很接近于对应的 同步速，因此选择750r/min的同步速
其极对数为
额定转差率
对4极sN=0.05的电动机： 额定转速 nN=n1(1－s)=1500×(1－0.05)r/min=1425r/min
例4-2 如何使三相异步电动机反转？
初识交流电动机
Y系列三相异步电动机
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异步电动机的应用举例
No
三相异 步电动
Image机
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Z3050钻床
洗衣机电机
单相异 步电动
No
吸油烟机电机 机 ImImaNaogge eImNaoge
第四章 三相异步电动机
异步电动机运行时，必须从电网吸取感性无功功率以 建立旋转磁场，使电网的功率因数变坏，而且运行时受电 网电压波动影响较大；另外，异步电动机的与调速性能都 要逊色于直流电动机，不过随着电力电子技术、计算机技 术及交流调速系统的发展，起动性能、调速性能等已可与 直流电动机媲美。
•转速：
又称：同步转速
因从前图可知电流在时间上变化了ωt＝360°电角度时，即一周期 ，在两极(p=1)的情况下，旋转磁场在空间也转过360°电角度，转 过的机械角也是360°，即在空间正好转过一圈。电流每秒变化f 周 期，则旋转磁场的转速 n1=f(r/s) =60f(r/min)。当(p=2）时，