三相异步电动机工作原理与图解

1、2021-11-271第七章 异步电动机2021-11-2727.17.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造 一一. 电动机的分类电动机的分类异步（感应）电动机：应用广泛。异步（感应）电动机：应用广泛。同步电动机：用于功率较大，不需要同步电动机：用于功率较大，不需要 调速，长期工作的机械。调速，长期工作的机械。交流交流直流：他励，并励，串励，复励。直流：他励，并励，串励，复励。电动机电动机2021-11-273三相异步机的结构三相异步机的结构YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座转子：在旋转磁场作用下，转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或产生感应电

2、动势或 电流。电流。三相定子绕组：产生旋转三相定子绕组：产生旋转 磁场。磁场。线绕式线绕式鼠笼式鼠笼式鼠笼转子鼠笼转子 2021-11-274三相定子绕组：三相定子绕组：产生旋转磁场。产生旋转磁场。组成：组成：定子铁心、定子绕组和机座。定子铁心、定子绕组和机座。2021-11-275 转子：转子：在旋转磁场作用下，产生在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。感应电动势或电流。组成：组成：转子铁心、转子绕组和转轴。转子铁心、转子绕组和转轴。2021-11-276一一. 转动原理：转动原理： 7.27.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 2021-11-277 实际的异步电动机

3、中，实际的异步电动机中，转子之所以转动，是由于转子之所以转动，是由于旋转磁场的作用。旋转磁场的作用。2021-11-278二、旋转磁场的产生二、旋转磁场的产生AYCBZ异步机中异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极旋转磁场代替了旋转磁极AiBiCimIt0n()电流出电流出( )电流入电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA2021-11-279三相对称绕组通入三相对称电流就形成三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场旋转磁场。0wt2021-11-2710060wt090wt2021-11-2711旋转磁场的旋转磁场的转速大小转速大小分）转 /( 600fn 一个电流

4、周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt2021-11-2712极对数（极对数（P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZNS2021-11-2713极对数（极对数（P）的改变）的改变CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场

5、则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。X AAXBYBYCZCZ2021-11-2714极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt2021-11-2715XNSASNZBX AYCZBCY0t分）转/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系极对数和转速的关系AiBiCimIt2021-11-2716三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速分）转/( 600pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角

6、度同步转速同步转速)50(Hzf 0n3p120分）转/( 00012021-11-2717电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步异步电动机电动机0nn 无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 2021-11-2718 转差率转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:%91

7、s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大）（转差率最大）2021-11-2719旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相AiBiCimItAiCiBimIt旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向2021-11-2720 方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。反转。 正转正转反转反转A B CM3电电 源源ABCM3电电 源源2021-11-2

8、721一、一、 三相异步电动机的三相异步电动机的“电磁电磁”关系关系 i2转、定子电路转、定子电路R1R2i1u1e1e 1e2e 2 ：漏磁通：漏磁通产生的感应电动产生的感应电动势。势。 ：主磁通产：主磁通产生的感应电动势。生的感应电动势。e1e2、e 1e 2、dtdNeeeRiu1111111设：设：tsin1m则：则：tNum1111cos定子边：定子边：7.3 7.3 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性2021-11-2722三个重要转矩三个重要转矩n0TnNT额定转矩额定转矩 ：电机在额定电压下，以额电机在额定电压下，以额定转速定转速 运行，输出额运行，输出额定功率定

9、功率 时，电机转轴时，电机转轴上输出的转矩。上输出的转矩。NPNn( 1 )/()(9550602分转千瓦NNNNNnPnPT（牛顿（牛顿米）米）NTnN（电动机在额定负载时的转矩。）（电动机在额定负载时的转矩。）2021-11-2723 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。maxTTL最大转矩最大转矩 ：( 2 )maxT电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。n0TnmaxT求解求解0ST21220222)(UsXRsRKT2021max21XKUT2021-11-2724过载系数：过载系数：NTTmax三相异步机三相异步机2 .28 .1 工作时，一

10、定令负载转矩工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机将停转。致使注意：注意： （1）三相异步机的）三相异步机的 和电压的平方成正比，所和电压的平方成正比，所以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。maxTmaxTTL （2）电机严重过热电机严重过热0n121)(s II2021max21XKUT2021-11-2725stT起动转矩起动转矩 ：( 3 )电机起动时的转矩。电机起动时的转矩。n0TnstT21220222)(UsXRsRKT0n1)(s 其中其中则则21220222)(UXRRKTstLstTT stT体现了电动

11、机带载起动的能力。若体现了电动机带载起动的能力。若 电机能电机能起动，否则将起动不了。起动，否则将起动不了。2021-11-2726 2.4 2.4 三相异步电动机的使用三相异步电动机的使用2021-11-2727一、一、 三相异步机的起动三相异步机的起动stI起动电流起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。倍。0n定子电流定子电流 原因：起动时原因：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作频繁起动

12、时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过热电机过热影响：影响：2021-11-2728三相异步机的起动方法：三相异步机的起动方法：（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。采用直接起动。（2） 降压起动。降压起动。Y 起动起动自耦降压起动自耦降压起动（3）转子串电阻起动。）转子串电阻起动。以下介绍以下介绍Y 起动和转子串电阻起动。起动和转子串电阻起动。2021-11-2729 2.5 2.5 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 Y132M-4型电动机型电动机三相异步电动机三相异步电动机型号型号 Y132M-4 功率

13、功率7.5KW 频率频率50Hz电压电压380V 电流电流15.4A 接法接法转速转速1440 r/min 绝缘等级绝缘等级 B 工作方式：连续工作方式：连续功率因数功率因数 0.85 效率效率(%) 87 年年 月月 编号编号 XX电机厂电机厂2021-11-27301. 型号型号：表明不同用途，不同环境。表明不同用途，不同环境。三相异步电动机三相异步电动机机座中心高机座中心高机座长度代号机座长度代号磁极数磁极数Y 132 M-4磁极数磁极数(极对数极对数 p=2)同步转速同步转速1500转转/分分分）转/( 600pfn 2021-11-2731转差率转差率0.04/p>

14、0s2. 转速转速: 电机轴上的转速（电机轴上的转速（n)。如：如： n =1440 转转/分分2021-11-27323. 联接方式：联接方式：Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：2021-11-2733图图1 图图22021-11-27344. 额定电压：定子绕组在额定电压：定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压. 说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的定值的 5 。线线电电压压AZBYXC相相电电压压ABCXYZ例

15、：例：380/220 Y/ 是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法； 当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。2021-11-273511IUNfU11144.4电压波动对电动机的影响电压波动对电动机的影响1U1I11IUsnnns02E202sEE 2I1I1Un小1U大1UTnI2021-11-27365. 额定电流：额定电流：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下的下的线电流。线电流。如：如：A48. 6/A2 .11/ 表示三角接法下，电机的线电流为表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电，相电流为流为6.48A；星形接法时线、相电流均为；星形接法时线、相电流均为6.48A。6. 额定功率：额定功率： 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率功率（ ），不等于从电源吸收的功率（），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的）。两者的 关系为：关系为： 2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中鼠笼电机鼠笼电机 =729