41三相感应电动机的工作原理与结构课件

§4-1三相感应电动机的工作原理与结构磁铁闭合线圈一、三相感应电动机的基本工作原理感应电动机的模型1、感应电动机的模型1§4-1三相感应电动机的工作原理与结构磁铁闭合一、三相感应电动机的模型2感应电动机的模型2§4-1三相感应电动机的工作原理与结构定子n1转子YBZXACnUVW3~定子三相对称绕组产生旋转磁场。转速为n1。（理由下述）转子绕组：在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感应电流。2、三相感应电动机的工作原理☆三相感应电动机的工作原理3§4-1三相感应电动机的工作原理与结构定子n1转子YBZ

旋转磁场

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)U1U2V1V2W1W21.旋转磁场的产生o4旋转磁场定子三相绕组通入三U1U2V1U1V2W1V1W2U2规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。(•)电流出()电流入o5U1V2W1V1W2U2规定i:“+”首端U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°o6U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2AU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)U1U2W1W2V1V2取决于三相电流的相序0to7AU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知3.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：otU1U2V2W1V1W2U1U2V1V2W1W283.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。W'1U1V1W1V'1U'2U2U'1V2V'2W2W'29若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端W'1U1极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关OW'1U1V1W1V'1U'2U2U'1V2V'2W2W'210极对数旋转磁场的磁极对数OW'1U1V1W1V'1U'2U24.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2O114.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数pp=2时012p=2时012旋转磁场转速n0与极对数p的关系旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速13旋转磁场转速n0与极对数p的关系旋转磁场转速n0与频率f三相异步电动机的转动原理1.转动原理U1U2V2W1V1W2定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF14三相异步电动机的转动原理1.转动原理U1U2V2W1V1§4-1三相感应电动机的工作原理与结构同步转速n1是由定子对称三相绕组施以三相对称电压，流过三相对称电流而产生的。它与电网频率f1及电机极对数p的关系为：3、同步转速n1旋转的气隙磁场切割转子导体，在转子导条中产生感应电势，其大小与转子导体所处的气隙磁密、转子导体有效长度、及转子导体与旋转的气隙磁场的相对切割速度的关系为：4、感应电势和电磁转矩☆15§4-1三相感应电动机的工作原理与结构同步转速n§4-1三相感应电动机的工作原理与结构感应电势方向由右手定则确定。感应电势e2在闭合的转子绕组中产生感应电流i2。它与旋转磁场作用，产生电磁力f。电磁力的大小由：决定，方向则由左手定则确定。由于电磁力f产生电磁转矩：转子所有导条产生的转矩即为该电机的电磁转矩：由左手定则知道，T的方向与n1相同。16§4-1三相感应电动机的工作原理与结构感应电势方转子的实际转速用n表示，两者的转速差Δn=n1-n。定义转差率：§4-1三相感应电动机的工作原理与结构

转差率是感应电动机的一个基本参数，在分析异步电动机性能时有着重要的地位。

起动瞬间，n=0，S=1

理想空载运行时：n=n1，S=0

作为电动机运行时，S的范围在0~1之间。

额定状态下，S在0.05以下，故nN与n1很接近。【例4-1】P1115、转差率s☆☆17转子的实际转速用n表示，两者的转速差Δn=n单相感应电动机（家用）；三相感应电动机（大多数）；两相感应电动机（控制电机）。§4-1三相感应电动机的工作原理与结构笼型感应电动机(结构简单、制造容易、运行可靠。）单笼；双笼深槽式绕线式(起动、制动、调速性能好。）☆1、按定子绕组供电电源相数分二、感应电动机的分类2、按转子绕组结构分18单相感应电动机（家用）；§4-1三相感应电动机的工§4-1三相感应电动机的工作原理与结构三、三相感应电动机的基本结构1、感应电动机总体结构（P112）19§4-1三相感应电动机的工作原理与结构三、三相感应电动机§4-1三相感应电动机的工作原理与结构20§4-1三相感应电动机的工作原理与结构202、定子定子由定子铁芯、定子绕组和机座、端盖等组成。（1）定子铁心§4-1三相感应电动机的工作原理与结构212、定子§4-1三相感应电动机的工作原理与结构21§4-1三相感应电动机的工作原理与结构（2）定子绕组（3）机座与端盖22§4-1三相感应电动机的工作原理与结构（2）定子绕组（3§4-1三相感应电动机的工作原理与结构3、感应电动机的转子

感应电动机的转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组成。（1）转子铁心笼型线绕式23§4-1三相感应电动机的工作原理与结构3、感应电动机的转§4-1三相感应电动机的工作原理与结构线绕式笼型（2）转子绕组转子绕组的作用是产生感应电动势、产生电流并产生电磁转矩。24§4-1三相感应电动机的工作原理与结构线绕式笼型（2）转§4-1三相感应电动机的工作原理与结构笼型转子绕线式转子25§4-1三相感应电动机的工作原理与结构笼型转子绕线式转子§4-1三相感应电动机的工作原理与结构笼型绕组是在转子铁芯的每个槽内放一根导体，在伸出铁芯的两端用导电环分别将所有导条连接起来，形成一个自行闭合的短路绕组。绕线式绕组与定子绕组相似，其连接示意图如下：26§4-1三相感应电动机的工作原理与结构笼型绕组是§4-1三相感应电动机的工作原理与结构4、感应电动机的气隙

感应电动机的气隙比同容量的直流电机小得多，一般仅为0.2~1.5mm。气隙大小对电动机的影响很大，气隙过大将增大励磁电流分量，使电动机功率因数变差；但气隙过小将使装配困难，运行不可靠，磁场高次谐波分量增强，从而使附加损耗增强及起动性能变差。27§4-1三相感应电动机的工作原理与结构4、感应电动机的气四、三相感应电动机的额定值§4-1三相感应电动机的工作原理与结构（1）额定功率PN［kW］：额定工况下从轴上输出的机械功率；（2）额定电压UN［V］：定子绕组引出端的线电压；（3）额定电流IN［A］：定子绕组中的线电流；（4）额定频率fN［Ｈz］：一般为50Hz；（5）额定转速nN［r/min］：额定工况下的转子转速。【例4-2】P11428四、三相感应电动机的额定值§4-1三相感应电动机的工作原§4-1三相感应电动机的工作原理与结构磁铁闭合线圈一、三相感应电动机的基本工作原理感应电动机的模型1、感应电动机的模型29§4-1三相感应电动机的工作原理与结构磁铁闭合一、三相感应电动机的模型30感应电动机的模型2§4-1三相感应电动机的工作原理与结构定子n1转子YBZXACnUVW3~定子三相对称绕组产生旋转磁场。转速为n1。（理由下述）转子绕组：在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感应电流。2、三相感应电动机的工作原理☆三相感应电动机的工作原理31§4-1三相感应电动机的工作原理与结构定子n1转子YBZ

旋转磁场

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)U1U2V1V2W1W21.旋转磁场的产生o32旋转磁场定子三相绕组通入三U1U2V1U1V2W1V1W2U2规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。(•)电流出()电流入o33U1V2W1V1W2U2规定i:“+”首端U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°o34U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2AU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)U1U2W1W2V1V2取决于三相电流的相序0to35AU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2分析可知3.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：otU1U2V2W1V1W2U1U2V1V2W1W2363.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组按图示排

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。W'1U1V1W1V'1U'2U2U'1V2V'2W2W'237若定子每相绕组由两个线圈串联，绕组的始端W'1U1极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关OW'1U1V1W1V'1U'2U2U'1V2V'2W2W'238极对数旋转磁场的磁极对数OW'1U1V1W1V'1U'2U24.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2O394.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数pp=2时040p=2时012旋转磁场转速n0与极对数p的关系旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速41旋转磁场转速n0与极对数p的关系旋转磁场转速n0与频率f三相异步电动机的转动原理1.转动原理U1U2V2W1V1W2定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF42三相异步电动机的转动原理1.转动原理U1U2V2W1V1§4-1三相感应电动机的工作原理与结构同步转速n1是由定子对称三相绕组施以三相对称电压，流过三相对称电流而产生的。它与电网频率f1及电机极对数p的关系为：3、同步转速n1旋转的气隙磁场切割转子导体，在转子导条中产生感应电势，其大小与转子导体所处的气隙磁密、转子导体有效长度、及转子导体与旋转的气隙磁场的相对切割速度的关系为：4、感应电势和电磁转矩☆43§4-1三相感应电动机的工作原理与结构同步转速n§4-1三相感应电动机的工作原理与结构感应电势方向由右手定则确定。感应电势e2在闭合的转子绕组中产生感应电流i2。它与旋转磁场作用，产生电磁力f。电磁力的大小由：决定，方向则由左手定则确定。由于电磁力f产生电磁转矩：转子所有导条产生的转矩即为该电机的电磁转矩：由左手定则知道，T的方向与n1相同。44§4-1三相感应电动机的工作原理与结构感应电势方转子的实际转速用n表示，两者的转速差Δn=n1-n。定义转差率：§4-1三相感应电动机的工作原理与结构

转差率是感应电动机的一个基本参数，在分析异步电动机性能时有着重要的地位。

起动瞬间，n=0，S=1

理想空载运行时：n=n1，S=0

作为电动机运行时，S的范围在0~1之间。

额定状态下，S在0.05以下，故nN与n1很接近。【例4-1】P1115、转差率s☆☆45转子的实际转速用n表示，两者的转速差Δn=n单相感应电动机（家用）；三相感应电动机（大多数）；两相感应电动机（控制电机）。§4-1三相感应电动机的工作原理与结构笼型感应电动机(结构简单、制造容易、运行可靠。）单笼；双笼深槽式绕线式(起动、制动、调速性能好。）☆1、按定子绕组供电电源相数分二、感应电动机的分类2、按转子绕组结构分46单相感应电动机（家用）；§4-1三相感应电动机的工§4-1三相感应电动机的工作原理与结构三、三相感应电动机的基本结构1、感应电动机总体结构（P112）47§4-1三相感应电动机的工作原理与结构三、三相感应电动机§4-1三相感应电动机的工作原理与结构48§4-1三相感应电动机的工作原理与结构202、定子定子由定子铁芯、定子绕组和机座、端盖等组成。（1）定子铁心§4-1三相感应电动机的工作原理与结构492、定子§4-1三相感应电动机的工作原理与结构21§4-1三相感应电动机的工作原理与结构（2）定子绕组（3）机座与端盖50§4-1三相感应电动机的工作原理与结构（2）定子绕组（3§4-1三相感应电动机的工作原理与结构3、感应电动机的转子

感应电动机的转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组成。（1）转子铁