三相异步电动机的基本知识及结构

1、n应用应用：广泛，主要作电动机使用。如：机床；广泛，主要作电动机使用。如：机床；水泵；家用电器；水泵；家用电器； n优点优点：结构简单、运行可靠、制造容易、价结构简单、运行可靠、制造容易、价格低廉、坚固耐用，有较高的效率和较好的格低廉、坚固耐用，有较高的效率和较好的工作特性。工作特性。n缺点缺点：目前尚不能在较大范围内平滑调速，目前尚不能在较大范围内平滑调速，其必须从电网吸受滞后的无功功率，增加了其必须从电网吸受滞后的无功功率，增加了线损。线损。一、理论基础一、理论基础n三相异步电动机工作原理图三相异步电动机工作原理图效果图效果图基本电磁过程：基本电磁过程：n定子三相对称绕组通三相对称电流定子

2、三相对称绕组通三相对称电流旋转磁旋转磁场，场，n1转子导体切割磁力线产生感应电势转子导体切割磁力线产生感应电势产生转子电流产生转子电流转子导体受电磁力作用转子导体受电磁力作用形成转矩形成转矩转子同向转动，转子同向转动，n。n转差率转差率11nnsn 说明：说明：lnn1 ，否则，不可能产生感应电势。，否则，不可能产生感应电势。l由于由于nn1，所以称之为所以称之为异步异步电机。电机。l转子转速转子转速n 除与电网频率有关外，还随负载除与电网频率有关外，还随负载的变化而变动。的变化而变动。l转差率转差率s是表征感应电机运行状态的一个基本是表征感应电机运行状态的一个基本变量。按照转差率的正负和大小

3、，感应电机变量。按照转差率的正负和大小，感应电机有有电动机、发电机和电磁制动电动机、发电机和电磁制动三种运行状态。三种运行状态。n异步电机的三种工作状态异步电机的三种工作状态u起动瞬间，起动瞬间，n = 0，s=1 u理想空载运行时：理想空载运行时：n=n1，s=0 u作为电动机运行时，作为电动机运行时，s 的范围在的范围在01之间。之间。 转差率一般很小，转差率一般很小，s = 0.010.06。 u制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即即n1与与n反向，反向，s1 u发电运行时，发电运行时，n 高于同步转速高于同步转速n1，s0。 例例1：有一台

4、有一台50Hz的异步电动机，其额定转速的异步电动机，其额定转速nN730rmin，试求该机的额定转差率？，试求该机的额定转差率？ 解：解：s = (n1-nN) /n1 = (750-730)/750=0.02667 注意：注意：n1=60f/p，s=0.010.06，p=4一、异步电动机的类型一、异步电动机的类型n 按相数分按相数分（针对定子绕组上的电枢电源）：（针对定子绕组上的电枢电源）： 单相单相（并非指电枢只有一相绕组，且转子（并非指电枢只有一相绕组，且转子均为笼型）均为笼型） 三相三相（转子有笼型和绕线式两种）。（转子有笼型和绕线式两种）。 n 按结构分类按结构分类 鼠笼式鼠笼式异步

5、电动机：结构简单，坚固，成异步电动机：结构简单，坚固，成本低，运行性能不如绕线式。本低，运行性能不如绕线式。 绕线式绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。机的起动，调速等性能。异步电机异步电机定子绕组定子绕组定子铁芯定子铁芯转子转子机座机座鼠笼型鼠笼型转子铁芯转子铁芯转轴转轴转子绕组转子绕组绕线型绕线型定子定子1、异步电动机的定子、异步电动机的定子n机座机座 机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并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。全封闭式通过机座的底脚将电机安装固定。全封闭式电机的定子铁芯紧贴机座内壁，故机座外

6、壳电机的定子铁芯紧贴机座内壁，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机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板焊接机座。接机座。n定子铁芯定子铁芯 定子铁芯是电机磁路的一部分，并起固定定定子铁芯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，定子铁心常选用耗，定子铁心常选用0.5mm或或0.35mm厚的硅厚的硅钢片冲制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子钢片冲制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁芯内圆均匀冲出许多形状相同的槽，用以铁芯内圆均匀冲出许多形状相同的槽

7、，用以嵌放定子绕组。嵌放定子绕组。n定子绕组定子绕组 定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料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主要采用紫铜。小型异步电动机常采用三相三相单层绕组单层绕组，大中型异步电动机常采用，大中型异步电动机常采用三相双三相双层短矩叠绕组层短矩叠绕组形式，三相绕组的六个出线端形式，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将三相绕组接成Y形或形或形。形。 2、异步电动机的转子、异步电动机的转子n转轴转轴 其作用是固定铁芯和传递机械功率。为保证其作用是固定铁芯和传递机械功率

8、。为保证其强度和刚度，转轴一般由低碳钢或合金钢其强度和刚度，转轴一般由低碳钢或合金钢制成。制成。n转子铁芯转子铁芯 是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁芯材料也用组。铁芯材料也用0.5mm或或0.35mm厚的硅钢厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片冲制叠压而成，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，用来嵌放转子在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。绕组。n转子绕组转子绕组 鼠笼式转子绕组鼠笼式转子绕组 p在转子铁芯的每一个槽中，插有一根裸铜在转子

9、铁芯的每一个槽中，插有一根裸铜导条，并在转子铁芯两端槽口外用两个端环导条，并在转子铁芯两端槽口外用两个端环将全部导条短接，形成一个自身闭合的多相将全部导条短接，形成一个自身闭合的多相绕组。绕组。p中、小型异步电动机还常采用铸铝型转子。中、小型异步电动机还常采用铸铝型转子。n鼠笼式电动机的转子旋转磁场与定子旋转磁鼠笼式电动机的转子旋转磁场与定子旋转磁场相适应场相适应,两者极数相同两者极数相同n转子绕组转子绕组 绕线式转子绕组绕线式转子绕组p转子铁芯槽中，嵌放着三相对称绕组，采转子铁芯槽中，嵌放着三相对称绕组，采用星形接法，即三相绕组的末端连在一起，用星形接法，即三相绕组的末端连在一起，三个首端分

10、别接到转子轴上三个彼此绝缘的三个首端分别接到转子轴上三个彼此绝缘的滑环上。滑环上。p转子绕组通过滑环和电刷可外串电阻以改转子绕组通过滑环和电刷可外串电阻以改善异步电动机的起动和调速性能。善异步电动机的起动和调速性能。风叶风叶铁心铁心绕组绕组滑环滑环轴承轴承p与鼠笼式转子相比较，绕线式转子造价高，与鼠笼式转子相比较，绕线式转子造价高，制造工艺和维修较复杂。因此，仅用于要求制造工艺和维修较复杂。因此，仅用于要求起动转矩大，起动电流小和需要调速的场合。起动转矩大，起动电流小和需要调速的场合。为了减小电刷磨损和摩擦损耗，绕线型异步为了减小电刷磨损和摩擦损耗，绕线型异步电动机一般还装有提刷短路装置，在电

11、动机电动机一般还装有提刷短路装置，在电动机起动完毕而不需调速时，可将电刷提起并同起动完毕而不需调速时，可将电刷提起并同时将时将3个滑环短接。转子绕组通过滑环和电个滑环短接。转子绕组通过滑环和电刷可外串电阻以改善异步电动机的起动和调刷可外串电阻以改善异步电动机的起动和调速性能。速性能。n绕组式三相异步电动机接线示意图绕组式三相异步电动机接线示意图3、气隙、气隙定转子之间的间隙，很定转子之间的间隙，很小，小，0.2-1mm，对电机，对电机的性能影响很大。的性能影响很大。为了为了降低电机的空载电流和降低电机的空载电流和提高电机电功率，气隙提高电机电功率，气隙应尽可能小，但气隙太应尽可能小，但气隙太小

12、可能造成定、转子在小可能造成定、转子在运行中发生磨檫。运行中发生磨檫。三相异步电动机三相异步电动机型号型号Y132S2-2电压电压380V接法接法容量容量7.5kW电流电流15A工作方式工作方式 连续连续转速转速2900r/min功率因功率因数数0.88温升温升80频率频率50Hz绝缘等绝缘等级级B重量重量电机厂电机厂 产品编号产品编号 年年 月月n额定电压额定电压UN 电动机额定状态运行时，定电动机额定状态运行时，定子绕组应施加的线电压，单位为子绕组应施加的线电压，单位为V或或kV。n额定电流额定电流IN 电动机额定状态运行时，定电动机额定状态运行时，定子绕组流过的线电流，同时也是电动机长期

13、子绕组流过的线电流，同时也是电动机长期运行所不允许超过的最大电流，单位为运行所不允许超过的最大电流，单位为A。n额定频率额定频率fN 电动机额定状态运行时，定电动机额定状态运行时，定子绕组应接电源的频率，我国电网规定的工子绕组应接电源的频率，我国电网规定的工频为频为50Hz。n额定功率额定功率PN 电动机额定状态运行时，轴电动机额定状态运行时，轴上输出的机械功率，单位为上输出的机械功率，单位为W或或kW。 n额定功率因数额定功率因数 电动机额定状态运行电动机额定状态运行时，定子回路的功率因数。时，定子回路的功率因数。n额定转速额定转速nN 在额定电压、额定频率下，在额定电压、额定频率下，转轴上

14、有额定功率输出时，电动机的转子转速，转轴上有额定功率输出时，电动机的转子转速，单位是单位是r/min。n额定效率额定效率N 电机在额定状态运行时的效电机在额定状态运行时的效率。率。 对于三相异步电动机，有：对于三相异步电动机，有： cosN 3cosNNNNNPU I 1. 型号型号 Y 132M4 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160 (/fnp 转转 分分）转差率转差率0.04 150014401500s2. 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3. 额定电压：额定电压：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接

15、法下应加的下应加的线电压。线电压。说明：说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额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线线电电压压ABCXYZ例：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。4. 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： 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

16、。5. 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功率额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（ ），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： 2P1P12PPcos31NNIUP其中其中鼠笼电机鼠笼电机 =7293UN和和IN为额定线电压和线电流为额定线电压和线电流/Y 11.2A / 6.48A 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很空载时功率因数很低约为低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止注意：实用中应选择合适容量的

17、电机，防止“大马大马” 拉拉“小车小车”的现象。的现象。6. 功率因数功率因数(cos 1)：P2PNcos 1n防护等级：防护等级：指电动机外壳防止异物和水进入指电动机外壳防止异物和水进入电机内部的等级。外壳防护等级是以字母电机内部的等级。外壳防护等级是以字母“IP”和其后的两位数字表示的。和其后的两位数字表示的。n绝缘等级：绝缘等级：表示电机所用绝缘材料的耐热等表示电机所用绝缘材料的耐热等级，它决定了电机的允许温升。如级，它决定了电机的允许温升。如B级绝缘级绝缘电机的允许温升为电机的允许温升为80，即允许的实际温度，即允许的实际温度为为120。 电动机的工作方式又称为电动机的工作方式又称为工作制或工作定工作制或工作定额额。它是电动机承受负载情况的说明，包括起。它是电动机承受负载情况的说明，包括起动、电气制动、空载、断电停转以及这些阶段动、电气制动、空载、断电停转以