第8章 异步电动机

第8章异步电动机8.1三相异步电动机的结构8.2三相异步电动机的转动原理8.4三相笼型异步电动机的启动与铭牌数据8.3三相异步电动机的电磁转矩与机械特性

鼠笼式绕线式电动机(电机)直流电机交流电机异步电机同步电机1.电动机的分类有刷直流电机无刷直流电机永磁电机磁阻电机磁滞电机感应电机交流换向器电机三相电机单相电机

2.三相异步电动机的结构三相异步电动机结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉，因此它是所有电动机中应用最为广泛的一种，尤其是鼠笼式三相异步电动机。在没有特殊要求的生产场合，一般均首选鼠笼式三相异步电动机。

2.三相异步电动机的结构电动机的核心结构：定子和转子。

定子：固定的部分，由定子铁芯、三相定子绕组和机座组成。

2.三相异步电动机的结构

定子定子铁芯：由内周有槽的硅钢片叠成。机座：铸钢或铸铁定子绕组：（三相）A

---XB

---YC---Z

。。ZABCXY。。。。始端末端

2.三相异步电动机的结构

转子：由转子铁芯和转子绕组组成。按结构可分为笼型和绕线型。转子铁芯：由外周有槽的硅钢片叠成。转子绕组：在转子铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体，组成转子绕组。

或铸铝形成。1)笼型转子笼型转子绕组将转子铁芯槽内的铜条两端焊接在两个铜环上，形成闭合回路。转子绕组的外形很像一个鼠笼，因此称为鼠笼型转子。笼型转子绕组

2.三相异步电动机的结构

转子：由转子铁芯和转子绕组组成。按结构可分为笼型和绕线型。2)绕线型转子转子绕组：为三相绕组，一般接为星形连接，由三个集电环接出。转子铁芯：与笼型转子类似。绕线型电机特点：与笼型电机相比，结构相对复杂，但可以提供更好的启动性能，且能够小范围内调节转速。AXBYCZ星形连接YBZXAC根据电动机额定电压与供电电源电压的不同，可以将三相定子绕组连接成星形或三角形。接线盒3.三相异步电动机定子绕组的连接根据电动机额定电压与供电电源电压的不同，可以将三相定子绕组连接成星形或三角形。接线盒3.三相异步电动机定子绕组的连接三角形连接AXYCZBYBZXAC课堂小结电动机的分类电动机的结构定子绕组的连接方式核心结构为定子与转子，分别由铁芯和绕组组成。星形连接、三角形连接。鼠笼式三相异步感应电动机

第8章异步电动机8.1三相异步电动机的结构8.2三相异步电动机的转动原理8.4三相笼型异步电动机的启动与铭牌数据8.3三相异步电动机的电磁转矩与机械特性

1.闭合线圈的转动原理磁场转速感应电流方向用右手定则确定安培力的方向用左手定则确定旋转磁场闭合线圈切割磁力线线圈中产生感应电动势和电流线圈在磁场中受到安培力的作用线圈旋转起来iiFF线圈转速线圈的转动方向与磁场的旋转方向一致，线圈跟着磁场跑；线圈转速小于磁场转速，即。

2.三相异步电动机的转动原理磁场转速iiFF线圈转速磁场转速转子转速笼型转子绕组旋转磁场

3.旋转磁场的产生电流的正方向：由电流的始端流向末端。AXYCBZ定子铁芯和绕组。。ZABCXY。。。。iCiAiB始端末端三相定子绕组：“”电流流入“”电流流出i>0：始端流入，末端流出。i<0：末端流入，始端流出。

3.旋转磁场的产生AXBYCZ定子绕组星形连接：

3.旋转磁场的产生AXBYCZ合成磁场方向：垂直向下AXYCBZiA

=0iB＜0iC＞0

3.旋转磁场的产生AXBYCZiA

＞0iB＜0iC

=0合成磁场方向：与垂直向下呈60度夹角AXYCBZ

3.旋转磁场的产生AXBYCZiA

＞0iB=0iC＜0AXYCBZ合成磁场方向：与垂直向下呈120度夹角

3.旋转磁场的产生AXBYCZiA

=0iB＞0iC＜0AXYCBZ合成磁场方向：垂直向上

3.旋转磁场的产生通过分析，不同时刻下的磁场方向为：AXYCBZAXYCBZAXYCBZ垂直向上AXYCBZ与垂直向下呈60度夹角与垂直向下呈120度夹角垂直向下

3.旋转磁场的产生AXBYCZ顺时针旋转：AXYCBZ

3.旋转磁场的产生旋转磁场的旋转方向：取决于三相电源的相序。顺序：逆序：顺时针旋转：逆时针旋转：

4.磁极对数磁极对数(P)：旋转磁场中磁极的对数，简称为极对数。AXBYCZAXYCBZ定子绕组在该接法下，合成磁场只有一对磁极，其极对数为：P=1。

4.磁极对数极对数的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'将每相定子绕组分成两段，按右下图放入定子槽内，形成的磁场具有两对磁极。AXBYCZ

4.磁极对数极对数的改变C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

5.旋转磁场的转速——同步转速对于极对数为P的旋转磁场，一个电流周期内，旋转磁场在空间转过转；当电流频率为fHz时，旋转磁场每秒旋转圈。（转/分）旋转磁场每分钟旋转的转数：

5.旋转磁场的转速旋转磁场的转速——同步转速（转/分）磁极对数（P）同步转速n1(r/min)123

4...300015001000750...我国三相交流电的工频为：

6.旋转磁场的转差率转差率(S)：转子转速n与同步转速n1

的相对差值。额定转差率(SN)：三相异步电机处于额定工作状态时的转差率。电机正常运行时：电机起动瞬间：（转差率最大）S的取值范围：课堂小结三相异步电机的转动原理电机转动时的几个重要参数极对数P、同步转速n1、转子转速n、转差率S、额定转差率SN旋转磁场的产生

第8章异步电动机8.1三相异步电动机的结构8.2三相异步电动机的转动原理8.4三相笼型异步电动机的启动与铭牌数据8.3三相异步电动机的电磁转矩与机械特性

1.电磁转矩转矩：力和力臂的乘积。描述物体转动效果的物理量，单位：N∙m。电磁转矩T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下，受到电磁力所形成的转距的总和。常数每极磁通转子电流转子电路的功率因数

1.电磁转矩根据变压器原理，定子绕组产生的感应电动势为：从电磁关系的角度看，异步电动机与变压器类似，电动机的定子绕组相当于变压器的原边，转子绕组相当于变压器的副边。：定子绕组系数，<1，一般接近于1

与电动机结构相关的常数。

旋转磁场的每极磁通，由定子产生。：电源频率：定子每相绕组的线圈匝数

1.电磁转矩：转子绕组系数：转子感应电动势的频率：转子每相绕组的线圈匝数同样地，转子绕组产生的感应电动势为：当转子静止不动时，S=1，n=0。转子感应电动势的频率满足：随着S的减小，或者n的增加，随之降低：转子感应电动势不仅与磁通有关，还与转差率S有关。

1.电磁转矩

转子电流的有功分量。转子等效电路在转子等效电路中，转子感抗X2与频率f2有关：

1.电磁转矩

转子电流的有功分量。转子电流：转子等效电路

1.电磁转矩

转子电流的有功分量。电磁转矩可表示为：转子等效电路

2.转矩特性电磁转矩公式：10起动时,n=0最大转速n=n1时

转矩特性曲线T=f(S)：

机械特性曲线n

=g(T)：n1Tn0

2.转矩特性：电机启动时的电磁转矩。体现了电动机带载启动的能力。（负载转矩）时，电机能启动，否则启动不了。启动转矩

n1Tn

2.转矩特性最大转矩

n1Tn：电机带动最大负载的能力。Tm

2.转矩特性额定转矩：

n1Tn电机在额定电压下，以额定转速nN运行，输出额定功率

PN时，电机转轴上输出的转矩。nN（千瓦）（转/分）

2.转矩特性过载系数：启动系数：鼠笼式三相异步电机：

3.电路参数对机械特性的影响

外加电压的影响

结论：

3.电路参数对机械特性的影响

转子电阻的影响

结论：课堂小结电磁转矩的概念与计算公式关于转矩特性的几个参数启动转矩Tst、最大转矩Tm、额定转矩TN、起动系数λst

、过载系数λm电路参数对机械特性的影响1、额定转矩的计算公式中，PN的单位是千瓦。

注意：（千瓦）第8章异步电动机8.1三相异步电动机的结构8.2三相异步电动机的转动原理8.4三相笼型异步电动机的启动与铭牌数据8.3三相异步电动机的电磁转矩与机械特性

1.三相异步电动机的直接启动启动方式简单；启动电流大，一般中小型笼型电机启动电流是额定电流的5~7倍；启动转矩一般不大。启动时，S=1，导体切割磁力线的速度最快，转子绕组感应电动势最大，感应电流最大，因此定子绕组电流也很大。直接启动的特点：启动电流大的原因：

后果：大电流使供电线路电压降低，影响同一电网中其他负载工作。适用范围：二三十千瓦以下的异步电动机。

2.三相异步电动机的降压起动

Y－

起动原理：将三相异步电机正常工作时定子绕组的连接，在启动时改为Y连接。适用范围：正常工作时连接的三相异步电机。

2.三相异步电动机的降压起动

Y－

起动设：电机每相阻抗为AZBYXC正常运行ABCXYZ

起动

2.三相异步电动机的降压起动

Y－

起动AZBYXC正常运行UPABCXYZ起动U'P

2.三相异步电动机的降压起动自耦降压起动原理：接入一个自耦变压器，灵活调节电机启动时定子绕组上的电压。适用范围：容量较大的或正常运行时联成Y形连接的三相异步电机。S2下合：接入自耦变压器，降压起动。S2上合：切除自耦变压器，全压工作。

2.三相异步电动机的降压起动自耦降压起动设：自耦变压器

变比为K(K>1)AZBYXC正常运行UPAZBYXC起动U'PIlI'l

3.三相异步电动机的铭牌数据型号：Y132M－4磁极数(极对数

P=2)(笼型)三相异步电机机座中心高(mm)机座长度代号S--短机座M--中机座L--长机座为了适应不同的用途和工作环境需要，电动机分为不同的系列，每种系列用多种型号来表示。同步转速：1500转/分

3.三相异步电动机的铭牌数据典型的异步电动机产品代号：产品名称(笼型)异步电动机绕线型异步电动机防爆型异步电动机高启动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO

3.三相异步电动机的铭牌数据额定电压UN

：定子绕组在指定接法下，应加的线电压有效值。例：380/220Y/

是指：线电压为380V时采用Y接法；线电压为220V时采用接法。额定电流IN

：电机在额定运行状态时，定子绕组的线电流有效值。对于上述两种不同的额定电压，对应两种不同的额定电流。

3.三相异步电动机的铭牌数据电源频率fN

：我国电动机所用交流电源频率均为50Hz。额定转速nN

：电机在额定状态运行时，转子的转速。额定功率PN：电机在额定状态运行时，转轴上输出的机械功率。（不等于电源通过定子绕组输入的额定电功率PIN）。

PIN,IN,TN,SN,Ist,Tst,Tm若电动机采用Y-

启动，电源的线电压为多少？

启动电流I’st和启动转矩T’st各为多少？当机械负载转矩TL=0.6TN和0.25TN时，能否起动？例:

三相异步电动机额定值为：PN=40kW,nN=1460r/min,UN=220V/380V,接法

/Y,

fN=50Hz,