三相异步电动机的转动原理旋转磁场课件

三相异步电动机的转动原理磁铁闭合线圈三相异步电动机的转动原理磁铁闭合1磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线长度磁感应强度切割速度（右手定则）闭合导线产生电流

i（左手定则）通电导线在磁场中受力用右手,先让大拇指与四指垂直,让磁感线垂直穿过手心,大拇指的指向与导线运动方向一致,那么四指的指向就是感应电流的方向.磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线长度磁感应强度切割速21.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致

结论：异步2.线圈比磁场转得慢1.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致结论：异步2.线圈3

由于转子转动的方向与磁场旋转的方向是一致的，所以如果n=n1，则磁场与转子之间就没有相对运动，它们之间就不存在电磁感应关系，也就不能在转子导体中感应电动势、产生电流，也就不能产生电磁转矩。所以，感应电动机的转子速度不可能等于磁场速度。因此，这种电动机一般也叫做异步电动机。三相感应电动机的转速小于磁场速度由于转子转动的方向与磁场旋转的方向是一致的，4复习右手安培定则：

用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流的方向一致，那么四指的弯曲方向就是磁感线的环绕方向。复习右手安培定则：1、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极(•)电流出()电流入X1、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁6AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：向下AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：7XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得8三相感应电动机的工作原理（图解）nNSTfn1f三相感应电动机的工作原理（图解）nNSTfn1f9U1V1W1U2V2W2WVUit分析规定：

电流I为正时，从首端流入、末端流出；电流I为负时，从首端流出、末端流入。1旋转磁场的定性分析图解NS1232NS3NS44NS55NS6NS6U1V1W1U2V2W2WVUit分析规定：1旋转磁场的定性10U1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSU1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察NSNSNSNSN11旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向的方法：改变相序（换接其中两相）2、旋转磁场的旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向的方法：改12

方法：将与电源相接的任意两相互换(改变相序)，就可实现反转。三相异步电动机的正、反转正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源方法：将与电源相接的任意两相互换(改变相序)，就可实133、极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法（每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ3、极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法（每相绕组只有一组14C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。AXBYCZC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'将每相绕组分成15极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'163、旋转磁场的转速大小

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则

同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ3、旋转磁场的转速大小一个电流周期，旋转磁场在17极对数和转速的关系：极对数和转速的关系：18三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：极对数每个电流周期同步19电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但

异步电动机无转距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）无转子电流提示：如果电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速:电机转子转动20

5、转差率的概念：异步电机运行中: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:（转差率最大）5、转差率的概念：异步电机运行中:转差率为旋转磁21（1）电路图定子的末端（X、Y、Z）连接在一起，首端（A、B、C）分别接入三相对称电源，三相电源相序为U、V、W，三个绕组中就会产生三相对称电流iu、iv、iw。（2）三相对称电流的数学表达式以Iu

为初始相量，则：2.定子中通入三相对称电流

AXBYCZ（1）电路图（2）三相对称电流的数学表达式2.定子中通

（4）电流的参考方向当电流i为正时，由首端流入尾端流出；当电流i为负时，由尾端流入首端流出。YCBZXA(•)电流出()电流入（3）电流的波形图（4）电流的参考方向当电流i为正时，由首端流入尾端流出；3.旋转磁场的产生（2）当ωt=120°时，iv=0，iu＜0，iw＞0；

（3）当ωt=240°时，iw=0，iu＜0，iv＞0；（4）当ωt=360°时，iu=0，iv＜0，iw＞0；与ωt=0时刻相比较，顺时针旋转了120°（A相→B相）。与ωt=120°时刻相比较，顺时针旋转了120°（B相→C相）。与ωt=240°时刻相比较，顺时针旋转了120°（C相→A相）。（1）当ωt=0时，iu=0，iv＜0，iw＞0；3.旋转磁场的产生（2）当ωt=120°时，iv=0，iu＜4.小结◆1.三项对称定子绕组通入三相对称电流后，定子中产生了旋转磁场。

◆3.产生的旋转磁场有一对磁极（一个N极，一个S极）。

◆2.电流变化一周期（360°），旋转磁场也旋转一周（360°）。◆4.旋转磁场的旋转方向与三相电流相序一致。

4.小结◆1.三项对称定子绕组通入三相对称电流后，定子中产生二、旋转磁场的旋转方向1.电源以正序U、V、W接入定子时，旋转磁场的旋转方向：2.电源以相序U、W、V接入定子时，旋转磁场的旋转方向：电源电压相序：U→V→W绕组内电流相序：iA→iB→iC电源电压相序：U→V→W绕组内电流相序：iA→iC→iB磁场的旋转方向：A→B→C

（顺时针）磁场的旋转方向：A→C→B

（逆时针）AXBYCZCAXBYCZ二、旋转磁场的旋转方向1.电源以正序U、V、W接入定子时，3.任意对换两根电源相线（如对调U、V或者U、W）,旋转磁场的旋转方向：4.小结：◆由上面分析可知：要改变旋转磁场的旋转方向（亦即改变电动机的旋转方向）时，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。绕组内电流相序:iB→

iA→

iC磁场旋转方向：逆时针绕组内电流相序:iC→

iB→

iA磁场旋转方向：逆时针对调（U/V）AXBYCZA对调（U/W）XBYCZ3.任意对换两根电源相线（如对调U、V或者U、W）,旋转三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度1.两极旋转磁场的转速2.四极旋转磁场的转速磁极对数p=1→旋转磁场的转速磁极对数p=2→旋转磁场的转速同理分析可知，当p=3时，旋转磁场的转速当p=4时，旋转磁场的转速三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度1.两极旋转磁场的转速2.四也就是说，旋转磁场的转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比。3.推论：当有p对磁极时，

旋转磁场的转速例：我国交流电的工频是50Hz,则转子的转速与极对数的关系为：p123…n1(r/min)300015001000…经过计算，交流电机的同步转速用表格表示为：也就是说，旋转磁场的转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比。四、总结1.三相对称的定子绕组中通入三相对称电流时产生旋转磁场。2.旋转磁场旋转方向与三相对称电流相序一致。要改变旋转磁场的旋转方向，也就是电动机的旋转方向，只需要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。3.旋转磁场的转速与极对数的关系：六、作业课后习题：判断题（1、2）、选择题（1、2）、问答题（1、2）P98面填空题（1、2、3）五、随堂练习四、总结1.三相对称的定子绕组中通入三相对称电流时产生旋转磁AYCBZXiU=0，iV＜0，iW＞0AYCBZXiU=0，iV＜0，iW＞0AXYCBZiV=0，iU＞0，iW＜0AXYCBZiV=0，iU＞0，iW＜0AXYCBZAiW=0，iU＜0，iV＞0AXYCBZAiW=0，iU＜0，iV＞0AYCBZXiU=0，iV＜0，iW＞0AYCBZXiU=0，iV＜0，iW＞0AYCBZXAXYCBZAYCBZXAXYCBZAAYCBZXAXYCBZAYCBZXAXYCBZAiU=0，iV＜0，iW＞0C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'iU=0，iV＜0，iW＞0C'Y'ABCXYZA'X'B'电流变化，磁场旋转iW=0，iU＞0，iV＜030°电流变化，磁场旋转iW=0，iU＞0，iV＜030°电流变化，磁场旋转iV=0，iU＞0，iW＜0电流变化，磁场旋转iV=0，iU＞0，iW＜0以此类推：iU=0，iV＜0，iW＞0电流变化一个周期，旋转磁场在空间转了1/2转以此类推：iU=0，iV＜0，iW＞0电流变化一个周期，旋转三相异步电动机的转动原理磁铁闭合线圈三相异步电动机的转动原理磁铁闭合40磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线长度磁感应强度切割速度（右手定则）闭合导线产生电流

i（左手定则）通电导线在磁场中受力用右手,先让大拇指与四指垂直,让磁感线垂直穿过手心,大拇指的指向与导线运动方向一致,那么四指的指向就是感应电流的方向.磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线长度磁感应强度切割速411.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致

结论：异步2.线圈比磁场转得慢1.线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致结论：异步2.线圈42

由于转子转动的方向与磁场旋转的方向是一致的，所以如果n=n1，则磁场与转子之间就没有相对运动，它们之间就不存在电磁感应关系，也就不能在转子导体中感应电动势、产生电流，也就不能产生电磁转矩。所以，感应电动机的转子速度不可能等于磁场速度。因此，这种电动机一般也叫做异步电动机。三相感应电动机的转速小于磁场速度由于转子转动的方向与磁场旋转的方向是一致的，43复习右手安培定则：

用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流的方向一致，那么四指的弯曲方向就是磁感线的环绕方向。复习右手安培定则：1、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极(•)电流出()电流入X1、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁45AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：向下AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：46XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得47三相感应电动机的工作原理（图解）nNSTfn1f三相感应电动机的工作原理（图解）nNSTfn1f48U1V1W1U2V2W2WVUit分析规定：

电流I为正时，从首端流入、末端流出；电流I为负时，从首端流出、末端流入。1旋转磁场的定性分析图解NS1232NS3NS44NS55NS6NS6U1V1W1U2V2W2WVUit分析规定：1旋转磁场的定性49U1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSU1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察NSNSNSNSN50旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向的方法：改变相序（换接其中两相）2、旋转磁场的旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向的方法：改51

方法：将与电源相接的任意两相互换(改变相序)，就可实现反转。三相异步电动机的正、反转正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源方法：将与电源相接的任意两相互换(改变相序)，就可实523、极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法（每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ3、极对数（P）的概念AXBYCZ此种接法（每相绕组只有一组53C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。AXBYCZC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'将每相绕组分成54极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'553、旋转磁场的转速大小

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则

同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ3、旋转磁场的转速大小一个电流周期，旋转磁场在56极对数和转速的关系：极对数和转速的关系：57三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：极对数每个电流周期同步58电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速:电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但

异步电动机无转距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）无转子电流提示：如果电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速:电机转子转动59

5、转差率的概念：异步电机运行中: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:（转差率最大）5、转差率的概念：异步电机运行中:转差率为旋转磁60（1）电路图定子的末端（X、Y、Z）连接在一起，首端（A、B、C）分别接入三相对称电源，三相电源相序为U、V、W，三个绕组中就会产生三相对称电流iu、iv、iw。（2）三相对称电流的数学表达式以Iu

为初始相量，则：2.定子中通入三相对称电流

AXBYCZ（1）电路图（2）三相对称电流的数学表达式2.定子中通

（4）电流的参考方向当电流i为正时，由首端流入尾端流出；当电流i为负时，由尾端流入首端流出。YCBZXA(•)电流出()电流入（3）电流的波形图（4）电流的参考方向当电流i为正时，由首端流入尾端流出；3.旋转磁场的产生（2）当ωt=120°时，iv=0，iu＜0，iw＞0；

（3）当ωt=240°时，iw=0，iu＜0，iv＞0；（4）当ωt=360°时，iu=0，iv＜0，iw＞0；与ωt=0时刻相比较，顺时针旋转了120°（A相→B相）。与ωt=120°时刻相比较，顺时针旋转了120°（B相→C相）。与ωt=240°时刻相比较，顺时针旋转了120°（C相→A相）。（1）当ωt=0时，iu=0，iv＜0，iw＞0；3.旋转磁场的产生（2）当ωt=120°时，iv=0，iu＜4.小结◆1.三项对称定子绕组通入三相对称电流后，定子中产生了旋转磁场。

◆3.产生的旋转磁场有一对磁极（一个N极，一个S极）。

◆2.电流变化一周期（360°），旋转磁场也旋转一周（360°）。◆4.旋转磁场的旋转方向与三相电流相序一致。

4.小结◆1.三项对称定子绕组通入三相对称电流后，定子中产生二、旋转磁场的旋转方向1.电源以正序U、V、W接入定子时，旋转磁场的旋转方向：2.电源以相序U、W、V接入定子时，旋转磁场的旋转方向：电源电压相序：U→V→W绕组内电流相序：iA→iB→iC电源电压相序：U→V→W绕组内电流相序：iA→iC→iB磁场的旋转方向：A→B→C

（顺时针）磁场的旋转方向：A→C→B

（逆时针）AXBYCZCAXBYCZ二、旋转磁场的旋转方向1.电源以正序U、V、W接入定子时，3.任意对换两根电源相线（如对调U、V或者U、W）,旋转磁场的旋转方向：4.小结：◆由上面分析可知：要改变旋转磁场的旋转方向（亦即改变电动机的旋转方向）时，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。绕组内电流相序:iB→

iA→

iC磁场旋转方向：逆时针绕组内电流相序:iC→

iB→

iA磁场旋转方向：逆时针对调（U/V）AXBYCZA对调（U/W）XBYCZ3.任意对换两根电源相线（如对调U、V或者U、W）,旋转三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度1.两极旋转磁场的转速2.四极旋转磁场的转速磁极对数p=1→旋转磁场的转速磁极对数p=2→旋转磁场的转速同理分析可知，当p=3时，旋转磁场的转速当p=4时，旋转磁场的转速三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度1.两极旋转磁场的转速2.四也就是说，旋转磁场的转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比。3.推论：当有p对磁极时，

旋转磁场的转速例：我国交流电的工频是50Hz,则转子的转速与