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1、Date1第二学习小组 三相异步电动机的基本结构 Date2第二学习小组 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、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。 Date3第二学习小组 5.1.1 定子铁心 l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 Date4第二学习小组 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
2、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。 Date5第二学习小组 5.1.3 定子绕组 l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 末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。 Date6第二学习
3、小组 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。 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。 Date7第二学习小组 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。 .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。
4、Date8第二学习小组 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。 Date9第二学习小组 5.3 三项旋转磁动势 1. 旋转磁场的产生 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 位置互差120。 若三相绕组连接成星形，末端U2、V2、W2相连，
5、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） Date10第二学习小组 三相对称电流波形： 旋转磁动势变化过程 Date11第二学习小组 (1) t=0 瞬间（iU=0；iV为负值； iW为正值）: 此时，U相绕组（ 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。 l(2) t=T/6瞬间（iU为正值；iV为负
6、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。 l(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）所示 l(4) t=T/2瞬间（iU=0；iV为正值；iW为负值）:与t=0瞬间相比， 合成磁场共旋转了 180。 三相对称电流波形： Date12第二学习小组 5.3 三项旋转磁动势 一、一根导体的电动势 电动势频率: 电动势大小: 二、整距绕组的电动势 每个整距线匝的电动势: 每个整距线圈的电动
7、势: Date13第二学习小组 三、短距线圈的电动势 每个短距线匝的电动势: 基波短距系数: 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：AB C，则旋转磁场的方向也是AB 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 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。 Date14第二学习小组 异步电动机转速和极对数的对应关系 磁极对数p123456 转速 n1/r(min)-1 30
8、0015001000750600500 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 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） 转速为同步速： Date15第二学习小组 5.4 三相异步电动机的工作原理及运行状态 l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 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
9、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。 Date16第二学习小组 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 表示， 即 转差率是分析异步电动机运转特性的一个重要参数。 在电动机起动
10、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0s1；在额定状态下运行时，s=0.020.06。 或n=(1-s) Date17第二学习小组 【例5-3】一台三相异步电动机PN=10kW， UN=380V,nN=1455r/min， ， 求:电机的极数2p与额定转差率sN; 转差率s为0.1 时的转速。 解 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/m
11、in,最接近n1=1500r/min，所以电机的 极对数为 即电机的极数2p=4。 额定转差率为 转差率为0.1时的转速 Date18第二学习小组 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 机械能转变为电能 电能和机械能变 成内能 电能转变为机械 能 能量关系 制动制动驱动电磁转矩 转差率 转速 外力使电机快速旋 转 外力使电机沿磁 场反方向旋转 定子绕组接对称 电源 实现 发电机电磁制动电动机状态 Date19第二学习小组 5.5 三相异步电动机的型号、分类和额定值 1.型号 Date20第二学习小组 2.额定值 在额定运行状态下流 入定子绕组的线电流. 额
12、定条件下转轴上 输出的机械功率。 额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压. 额定运行时电 动机的转速. 额定值关系有： Date21第二学习小组 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YAEBFHC 极限工作 温度（。 C) 90105120130155180180 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 Date22第二学习小组 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 电站和风力发电站中。 Date23第二学习小组 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 DateDate2424第二学习小组第二学习小组