三相异步电机

1、 三相交流异步电动机是以三相对称交流为电源，将电能三相交流异步电动机是以三相对称交流为电源，将电能转换成机械能的设备。具有结构简单、运行可靠、维护方转换成机械能的设备。具有结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉等优点，因而被广泛应用。便、价格低廉等优点，因而被广泛应用。 随着电子技术及变流系统的迅速发展，使得三相交流异随着电子技术及变流系统的迅速发展，使得三相交流异步电动机的运行特性得到很大的改善，使用领域也进一步步电动机的运行特性得到很大的改善，使用领域也进一步拓宽。拓宽。 本项目主要分析三相异步电动机的基本结构及原理，基本项目主要分析三相异步电动机的基本结构及原理，基本运行特性，起、制动及

2、调速方法。本运行特性，起、制动及调速方法。项目三项目三 异步电动机异步电动机三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转子部分 项目一三相交流异步电动机项目一三相交流异步电动机任务任务1.1 1.1 三相交流异步电动机的结构组成三相交流异步电动机的结构组成三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构1.转子；转子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转，转子绕组；子绕组；7，端盖；，端盖；8，轴承，轴承 定子部分主要包括定子部分主要包括定子铁心、定子铁心、定子绕组、定子绕组、机座三大部分机座三大部分。 三相异步电动机

3、结构三相异步电动机结构三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转子部分 1.转子；转子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转子绕组；，转子绕组；7，端盖；，端盖；8，轴承，轴承 定子部分主要包括定子部分主要包括定子铁心、定子铁心、定子绕组、定子绕组、机座三大部分机座三大部分。 三相异步电动机结构三相异步电动机结构三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转子部分 1.转子；转子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转，转子绕组；

4、子绕组；7，端盖；，端盖；8，轴承，轴承 （1）机座）机座 指固定的外壳和底座，主指固定的外壳和底座，主要的作用是固定和支撑铁心。机座的要的作用是固定和支撑铁心。机座的前后装有轴承，以支撑旋转的转子轴。前后装有轴承，以支撑旋转的转子轴。定子部分主要包括定子部分主要包括定子铁心、定子铁心、定子绕组、定子绕组、机座三大部分机座三大部分。 三相异步电动机结构三相异步电动机结构三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转子部分 1.转子；转子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转，转子绕组；子绕组；7，端盖；，端盖；8

5、，轴承，轴承 （2）定子铁心）定子铁心 其作用是嵌装定子绕组，也其作用是嵌装定子绕组，也是磁路的重要组成部分。为了减少涡流损耗，是磁路的重要组成部分。为了减少涡流损耗，采用由涂有绝缘漆的环形硅钢片叠压而成，采用由涂有绝缘漆的环形硅钢片叠压而成，铁心的内圆周开有均匀的槽，用以安装定子铁心的内圆周开有均匀的槽，用以安装定子绕组。绕组。定子部分主要包括定子部分主要包括定子铁心、定子铁心、定子绕组、定子绕组、机座三大部分机座三大部分。 三相异步电动机结构三相异步电动机结构三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转子部分 1.转子；转子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环

6、；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转，转子绕组；子绕组；7，端盖；，端盖；8，轴承，轴承 （3）定子绕组）定子绕组 由在几何空间完全对称的三相由在几何空间完全对称的三相线圈独立绕成，嵌于定子槽内，外接三相对称线圈独立绕成，嵌于定子槽内，外接三相对称电源。其主要作用是接受外部的三相交流电能，电源。其主要作用是接受外部的三相交流电能，产生其工作必须的旋转磁场，是完成电能与机产生其工作必须的旋转磁场，是完成电能与机械能相互转换的中枢。械能相互转换的中枢。 三相异步电动机结构三相异步电动机结构三相异步电机基本结构三相异步电机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转子部分 1.转子；转

7、子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转，转子绕组；子绕组；7，端盖；，端盖；8，轴承，轴承 转子是电机转动的部分转子是电机转动的部分,主要由主要由转子铁心、转子绕组转轴三部转子铁心、转子绕组转轴三部分组成。分组成。（1）转子铁心）转子铁心 紧套装在转轴上，紧套装在转轴上，由环形硅钢片迭压而成，开有装由环形硅钢片迭压而成，开有装设转子绕组的槽。其作用是提供设转子绕组的槽。其作用是提供电机磁路及固定转子绕组。电机磁路及固定转子绕组。 三相异步电动机结构三相异步电动机结构三相异步电动机基本结构三相异步电动机基本结构 定子部分定子部分 转子部分转

8、子部分 1.转子；转子；2，定子铁心；，定子铁心；3集电环；集电环；4定子绕组；定子绕组；5出线盒；出线盒；6，转，转子绕组；子绕组；7，端盖；，端盖；8，轴承，轴承 转子是电动机转动的部分转子是电动机转动的部分,主要主要由转子铁心、转子绕组和转轴由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。三部分组成。（2）转子绕组）转子绕组 为安装在转子槽中的为安装在转子槽中的导体。其作用是在磁场作用下产生感导体。其作用是在磁场作用下产生感应转子电流，配合完成电能与机械能应转子电流，配合完成电能与机械能的转换。转子绕组可分为两类，的转换。转子绕组可分为两类， 鼠笼型鼠笼型 绕线型绕线型 转子部分转子部分_绕线型绕

9、线型 _鼠笼型鼠笼型 绕线型绕组：它是在转子槽中安装的三相绕线型绕组：它是在转子槽中安装的三相获至对称绕组，获至对称绕组，一般接成星形，三相的引出线分别接在转一般接成星形，三相的引出线分别接在转轴上的三个集电环上，通过电刷与外电路相轴上的三个集电环上，通过电刷与外电路相联，能方便地串入外接电阻，具有较好的起联，能方便地串入外接电阻，具有较好的起制动特性，可方便进行调速控制，多用于对制动特性，可方便进行调速控制，多用于对运行特性要求较高的场合。运行特性要求较高的场合。三相异步电动机结构三相异步电动机结构 转子部分转子部分_绕线型绕线型 _鼠笼型鼠笼型 三相异步电动机结构三相异步电动机结构鼠笼型绕

10、组：是在转子铁心槽中插鼠笼型绕组：是在转子铁心槽中插入导条（铜条或铝条），两端用铜入导条（铜条或铝条），两端用铜环或铸铝短接起来，称铜排转子或环或铸铝短接起来，称铜排转子或铸铝转子。由鼠笼型绕组制作的电铸铝转子。由鼠笼型绕组制作的电机称鼠笼式电机，因其结构简单，机称鼠笼式电机，因其结构简单，价格便宜，运行可靠而被广泛应用。价格便宜，运行可靠而被广泛应用。 任务任务1.2 三相交流异步电动机的工作原理三相交流异步电动机的工作原理 三相异步电动机转子的旋转，是由于其气隙磁场是旋转的，从三相异步电动机转子的旋转，是由于其气隙磁场是旋转的，从而使转子绕组切割磁场，产生感生电势与电流，完成电能与机械能而

11、使转子绕组切割磁场，产生感生电势与电流，完成电能与机械能的交换。的交换。 所谓旋转磁场，是指其磁场极性能以一定的速度旋转的磁场。所谓旋转磁场，是指其磁场极性能以一定的速度旋转的磁场。电机的气隙磁场是由定子的交流电流产生的，所以磁场是变化的，电机的气隙磁场是由定子的交流电流产生的，所以磁场是变化的，当在定子的三相对称绕组上加上三相对称交流电时，则气隙磁场就当在定子的三相对称绕组上加上三相对称交流电时，则气隙磁场就以一定的速度旋转起来了。旋转磁场是三相异步电动机的工作核心以一定的速度旋转起来了。旋转磁场是三相异步电动机的工作核心问题，可通过解析和图形分析两种方法论证，本文只作图形分析以问题，可通过

12、解析和图形分析两种方法论证，本文只作图形分析以加强感性理解。加强感性理解。三相异步电动机旋转磁场三相异步电动机旋转磁场 旋转磁场产的条件旋转磁场产的条件三相定子绕组在空间上必须对称，即在空间位置上互差三相定子绕组在空间上必须对称，即在空间位置上互差1200空空间电角度。在三相对称绕组上通入三相对称电流，即在时间上互差间电角度。在三相对称绕组上通入三相对称电流，即在时间上互差1200时间电角度。时间电角度。所谓空间电角度：是指一对磁极所占空间位置为所谓空间电角度：是指一对磁极所占空间位置为3600，常称电气角。，常称电气角。所谓时间电角度：将正弦电流或电压一个周期定义为所谓时间电角度：将正弦电流

13、或电压一个周期定义为3600。每秒周。每秒周期数称为频率，以期数称为频率，以HZ为单位，对应的角度称为角频率，以弧度为单为单位，对应的角度称为角频率，以弧度为单位。位。机械角度：则指一圆周为机械角度：则指一圆周为3600。旋转磁极对数的形成规律旋转磁极对数的形成规律 1对磁极对磁极 2对磁极对磁极 三相异步电动机旋转磁场三相异步电动机旋转磁场 旋转磁极对数的形成规律旋转磁极对数的形成规律 1对磁极对磁极 2对磁极对磁极 三相异步电动机旋转磁场三相异步电动机旋转磁场 观察观察t=0时刻情况，当三相对称绕组只有一组时如下图所示，时刻情况，当三相对称绕组只有一组时如下图所示，只形成了一对极，即只有一

14、个只形成了一对极，即只有一个N极，一个极，一个S极，一个圆周的极，一个圆周的空间电角度正好为空间电角度正好为3600，与机械角度相同；当定子槽中绕，与机械角度相同；当定子槽中绕了两组三相对称绕组串联后，就形成了两对磁极如图所示，了两组三相对称绕组串联后，就形成了两对磁极如图所示，其圆周的空间电角度为其圆周的空间电角度为3600，即，即180度机械角度就对应着度机械角度就对应着360度空间电角度。度空间电角度。旋转磁极对数的形成规律旋转磁极对数的形成规律 1对磁极对磁极 2对磁极对磁极 三相异步电动机旋转磁场三相异步电动机旋转磁场 可以推出，若要形成可以推出，若要形成P对磁极，则应在定子槽中绕制

15、对磁极，则应在定子槽中绕制P组三组三相对称绕组。排列顺序为：若相对称绕组。排列顺序为：若P=3U1W2V1U2W1V2U1W2V1U2W1V2U1W2V1U2W12Y其中：其中：U1、U2为为U相的首、尾。相的首、尾。 V1、V2为为V相的首、尾。相的首、尾。W1、W2为为W相的首、尾。相的首、尾。 旋转原理及速度旋转原理及速度 在在t=0时：三相电流是从时：三相电流是从W相进，从相进，从V相出，产生的一对磁极在相出，产生的一对磁极在竖直方向上如图竖直方向上如图；当经过当经过60度时间电角度，即度时间电角度，即t= T/6，三相电流三相电流是是U进进V出，磁极也顺时旋转出，磁极也顺时旋转60度

16、空间电角度如图度空间电角度如图；当当t= 2T/6时，时，三相电流是三相电流是U进进W出，磁极也同步旋转出，磁极也同步旋转60度；当度；当t= 3T/6时，三相时，三相电流是电流是V进进W出，磁极再同步旋转出，磁极再同步旋转60度。度。 旋转原理及速度旋转原理及速度 当三相对称电流变化了当三相对称电流变化了180度时间电角度（半个周度时间电角度（半个周期），则旋转磁场也同样转过了期），则旋转磁场也同样转过了180度空间电角度。度空间电角度。 旋转原理及速度旋转原理及速度 （1）三相电流的变化时间电角度与旋转磁场的旋转空间电角度是）三相电流的变化时间电角度与旋转磁场的旋转空间电角度是完全相同的。

17、由于一个圆周的空间电角度与极对数完全相同的。由于一个圆周的空间电角度与极对数P成正比，等于成正比，等于360P，所以旋转磁场的转速所以旋转磁场的转速r/min与极对数与极对数P成反比。也就是说当成反比。也就是说当有有P对极时，只有三相交流电经过对极时，只有三相交流电经过P个周期的时间电角度，旋转磁个周期的时间电角度，旋转磁场也才转过场也才转过360P度空间电角度，即沿气隙转了一周。度空间电角度，即沿气隙转了一周。旋转原理及速度旋转原理及速度 （2）旋转磁场的旋转方向与三相绕组中交流电的相序变化也是一）旋转磁场的旋转方向与三相绕组中交流电的相序变化也是一致的，即当三相对称交流的相序为致的，即当三

18、相对称交流的相序为UVW（U相电流超前相电流超前B相相120，V相电流超前相电流超前W相相120 ，W相电流超前相电流超前U相相120 则旋则旋转磁场也由对应的转磁场也由对应的U相绕组轴线相绕组轴线V相绕组轴线相绕组轴线W相绕组轴线。相绕组轴线。若改变三相绕组的与三相电源的联接相序，则旋转磁场的方向将若改变三相绕组的与三相电源的联接相序，则旋转磁场的方向将反向。这就为三相异步电机进行正反向控制提供了理论依据。反向。这就为三相异步电机进行正反向控制提供了理论依据。旋转原理及速度旋转原理及速度 （3）旋转磁场的幅取决于各个瞬时的磁势，很容易证）旋转磁场的幅取决于各个瞬时的磁势，很容易证明在三相对称

19、绕组加以三相对称电流的条件下，任一明在三相对称绕组加以三相对称电流的条件下，任一瞬间的磁势都是相同的，所以旋转磁场的幅值是恒定瞬间的磁势都是相同的，所以旋转磁场的幅值是恒定的，常称圆形旋转磁场。的，常称圆形旋转磁场。三相异步电动机基本原理三相异步电动机基本原理三相异步电动机的工作其理论基础是电磁基本定律。当在三相异三相异步电动机的工作其理论基础是电磁基本定律。当在三相异步电机定子三相绕组加上对称三相交流电后，则在定子三相绕组产生步电机定子三相绕组加上对称三相交流电后，则在定子三相绕组产生三相对称电流，于是就产生了旋转磁场。三相对称电流，于是就产生了旋转磁场。转子绕组被旋转着的磁场切割，转子绕组

20、内就会产生感应电势，转子绕组被旋转着的磁场切割，转子绕组内就会产生感应电势，从而在闭合的转子绕组内产生感应电流。从而在闭合的转子绕组内产生感应电流。转子电流与旋转磁场的共同作用（电磁力定律），就产生了电磁转子电流与旋转磁场的共同作用（电磁力定律），就产生了电磁转矩。转子于是在电磁转矩的作用下被拖动，沿旋转磁场的旋转方向转矩。转子于是在电磁转矩的作用下被拖动，沿旋转磁场的旋转方向转动。转动。三相异步电动机基本原理三相异步电动机基本原理磁场与转子感应电流是异步电动机转动的两个基本要素，而感应磁场与转子感应电流是异步电动机转动的两个基本要素，而感应电流的产生必需转子导体的对磁场的切割运动，所以转子的

21、转速度与电流的产生必需转子导体的对磁场的切割运动，所以转子的转速度与旋转磁场的旋转速度总有转差存在，故称其为旋转磁场的旋转速度总有转差存在，故称其为“异步电机异步电机”，就是指，就是指转速与同步速度不相等。转速与同步速度不相等。三相异步电动机基本原理三相异步电动机基本原理转差与同步速度的比称转差率，用转差与同步速度的比称转差率，用S表示，它是异步电机运行的重要表示，它是异步电机运行的重要参数。其定义式为参数。其定义式为:pfn1160同步速度同步速度任务任务1.31.3三相交流异步电动机的铭牌参数三相交流异步电动机的铭牌参数我国生产的异步电动机的主要产品系列我国生产的异步电动机的主要产品系列

22、:Y系列系列 YD系列是变极多速三相异步电动机。系列是变极多速三相异步电动机。 YR系列是三相绕线式异步电动机。系列是三相绕线式异步电动机。 YZ和和YZR系列是起重和冶金用三相异步电动机。系列是起重和冶金用三相异步电动机。 YB系列是防爆式鼠笼异步电动机。系列是防爆式鼠笼异步电动机。 YCT系列是电磁调速异步电动机。系列是电磁调速异步电动机。 1.小型异步电动机Y132S12Y：表示异步电动机。132：表示三相异步电动机的中心高度（单位为mm）。S：表示短机座（M：表示中机座，L：表示长机座）。1：表示铁心长度的字母代号。2：表示极数。2.中型异步电动机除了小型异步电动机用以上表示外，中型异

23、步电动机用以下形式表示。YR355M24YR：表示绕线式异步电动机。355：表示中心高度为355毫米。M：表示中机座。2：表示铁心长度代号为2.4：表示极数为4。3.大型异步电动机对于大型异步电动机用以下形式来表示。Y630101180Y：表示异步电动机。630：表示功率为630KW。10：表示为磁极为10极。1180：表示定子铁心外径为1180毫米。三相异步电动机铭牌参数三相异步电动机铭牌参数额定值额定值额定功率额定功率 额定电压额定电压 额定电流额定电流 额定频率额定频率 额定转速额定转速指三相异步电动机在额定指三相异步电动机在额定运行时转子轴上输出的机运行时转子轴上输出的机械功率，单位为械功率，单位为KW。为正为正常工作允许的最大运行功常工作允许的最大运行功率。率。NP三相异步电动机铭牌参数三相异步电动机铭牌参数额定功率额定功率 额定电压额定电压 额定电流额定电流 额定频率额定频率 额定转速额定转速指在三相异步电动机额定指在三相异步电动机额定运行时加于定子绕组上的运行时加于定子绕组上的线电压。单位为线电压。单位为V。NU三相异步电动机铭牌参数三相异步电动机铭牌参数额定功率额定功率 额定电压额定电压 额定电流额定电流 额定频率额定频率 额定转速额定转速指电动机在额定电压下输指电动机在额定电压下输出额定功率时，定子绕组出额定功率时，定子绕组中的线电流，单位为中的线电流，