三相异步电动机教案.pptx

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1、会计学1三相异步电动机三相异步电动机目目 录录n n11.1 三三相异步电动机的结构相异步电动机的结构和工作原理和工作原理n n11.2 三三相异步电动机的运行相异步电动机的运行特性特性n n11.3 三相异步电动机的启动三相异步电动机的启动n n11.4 三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速n n11.5 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动n n11.6 特殊异步电动机特殊异步电动机上一页下一页第1页/共130页 交流电动机在现代各行各业以及日常生活中都有着广泛交流电动机在现代各行各业以及日常生活中都有着广泛的应用。交流电动机有三相和单相之分，同步和异步之分。的应用。交流电动机有三

2、相和单相之分，同步和异步之分。三相交流异步电动机因其结构简单、工作可靠、维护方便、三相交流异步电动机因其结构简单、工作可靠、维护方便、价格便宜等优点，应用更为广泛，目前大部分生产机械（如价格便宜等优点，应用更为广泛，目前大部分生产机械（如各种机床、起重设备、农业机械、鼓风机、泵类等）均采用各种机床、起重设备、农业机械、鼓风机、泵类等）均采用三相异步电动机来拖动。本章主要介绍三相异步电动机的结三相异步电动机来拖动。本章主要介绍三相异步电动机的结构、工作原理、运行特性、故障处理等内容。构、工作原理、运行特性、故障处理等内容。概概概概 述述述述上一页下一页返回第2页/共130页11.1 11.1 三

3、相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理三相异步电动机的结构和工作原理静止部分:定子转动部分:转子中间有气隙电磁方面：产生旋转磁场机械方面：整个电机的支撑作用主要部件：定子铁心、定子绕组、机座、轴承、端盖等在定子绕组旋转磁场的作用下获得一定的转矩而旋转，通过联轴器或皮带轮带动其他机械设备做功主要部件：转子铁心、转子绕组、转轴 作用结构11.1.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构第3页/共130页上一页下一页返回1-转子绕组 2-端盖 3-轴承 4-定子绕组 5-转子 6-定子 7-集电环 8-出线盒 笼型转子三相异步电动机结构图 7第4

4、页/共130页a）b）三相异步电动机的结构分解图第5页/共130页1.定子定子定子是用来产生旋转磁场的。主要由定子铁心、定子绕组定子是用来产生旋转磁场的。主要由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。和机座等部分组成。(1)机座：机座：机座是电动机的外壳和支架，它的作用主要是机座是电动机的外壳和支架，它的作用主要是固定与保护定子铁心、定子绕组并支撑端盖，所以要求机固定与保护定子铁心、定子绕组并支撑端盖，所以要求机座具有足够的机械强度和刚度，能承受运输和运行过程中座具有足够的机械强度和刚度，能承受运输和运行过程中的各种作用力。的各种作用力。中小型异步电动机通常采用铸铁机座，大型异步电动机中小型异步电

5、动机通常采用铸铁机座，大型异步电动机一般采用钢板焊接机座。一般采用钢板焊接机座。第6页/共130页 (2)(2)定子铁心：定子铁心：定子铁心：定子铁心：定子铁心是三相异步电动机主磁通磁路的一部定子铁心是三相异步电动机主磁通磁路的一部定子铁心是三相异步电动机主磁通磁路的一部定子铁心是三相异步电动机主磁通磁路的一部分，装在机座里。由于电机内部的磁场是交变的磁场。为分，装在机座里。由于电机内部的磁场是交变的磁场。为分，装在机座里。由于电机内部的磁场是交变的磁场。为分，装在机座里。由于电机内部的磁场是交变的磁场。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心采用了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心采用了降低定子铁

6、心里的铁损耗，定子铁心采用了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心采用0.350.350.5mm0.5mm厚厚厚厚的硅钢片叠压而成，在硅钢片的两面还应涂上绝缘漆。为的硅钢片叠压而成，在硅钢片的两面还应涂上绝缘漆。为的硅钢片叠压而成，在硅钢片的两面还应涂上绝缘漆。为的硅钢片叠压而成，在硅钢片的两面还应涂上绝缘漆。为了嵌放定子绕组，硅钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽。了嵌放定子绕组，硅钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽。了嵌放定子绕组，硅钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽。了嵌放定子绕组，硅钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽。定子铁心定子铁心a）b）c）a）开口槽 b）半开口槽 c）半闭口槽 定子槽形第7页/共130

7、页(3)定子绕组：定子绕组：是异步电动机定子的电路部分，作用是通入三是异步电动机定子的电路部分，作用是通入三相交流电以后产生旋转磁场。是用高强度漆包线绕制成固定形相交流电以后产生旋转磁场。是用高强度漆包线绕制成固定形式的线圈，嵌入定子槽内。式的线圈，嵌入定子槽内。三相异步电动机的定子绕组通常有六根出线头，根据电动三相异步电动机的定子绕组通常有六根出线头，根据电动机的容量和需要可接成星型（机的容量和需要可接成星型（Y）或三角形（）或三角形（）。高压大、中）。高压大、中型容量的异步电动机三相定子绕组通常采用型容量的异步电动机三相定子绕组通常采用Y接法，只有三根接法，只有三根引出线。对中、小容量的低

8、压异步电动机，通常把定子三相绕引出线。对中、小容量的低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可接成组的六根出线头都引出来，根据需要可接成Y形或形或形。形。三相异步电动机定子绕组的连接L1L2L3L1L2L3a)Y型接法型接法b)型接法型接法第8页/共130页2.转子转子 转子是异步电动机的转动部分，它在定子绕组旋转磁场的作用下转子是异步电动机的转动部分，它在定子绕组旋转磁场的作用下获得一定的转矩而旋转，通过联轴器或皮带轮带动其他机械设备做功。获得一定的转矩而旋转，通过联轴器或皮带轮带动其他机械设备做功。异步电动机的转子主要是由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成的。异步电

9、动机的转子主要是由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成的。(1)转子铁心：转子铁心：转子铁心是电动机主磁通磁路的一部分，通常用厚转子铁心是电动机主磁通磁路的一部分，通常用厚度为度为0.350.5mm的硅钢片叠压而成，硅钢片的外圆周表面冲有均匀的硅钢片叠压而成，硅钢片的外圆周表面冲有均匀分布的槽。下图是转子槽形图。分布的槽。下图是转子槽形图。c)b)上层导条上层导条下层导条下层导条长导条长导条a)圆导条圆导条a）单鼠笼槽形 b）双鼠笼槽形 c）绕线式槽形（深槽形）转子槽形第9页/共130页(2)转子绕组：转子绕组：转子绕组是闭合的，在气隙磁场的作用下产生转子绕组是闭合的，在气隙磁场的作用下产生感应

10、电动势和电流，产生电磁转矩。转子绕组按结构形式的不感应电动势和电流，产生电磁转矩。转子绕组按结构形式的不同分为鼠笼式和绕线式两种。同分为鼠笼式和绕线式两种。a）鼠笼式转子鼠笼式转子：是一个自行闭合的短路绕组。在转子的每个槽里放上一根是一个自行闭合的短路绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，每根导体都比铁心长，在铁心的两端用两个端环把所有的导条都短导体，每根导体都比铁心长，在铁心的两端用两个端环把所有的导条都短路起来，形成一个自己短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩路起来，形成一个自己短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状象一个笼子。下来的绕组形状象一个笼子。a)b)a

11、）无轴鼠笼式铜条转子 b）鼠笼式铸铝转子鼠笼式转子第10页/共130页 a a）绕线式转子：与定子绕组相似，是用绝缘导体绕制而成的，）绕线式转子：与定子绕组相似，是用绝缘导体绕制而成的，）绕线式转子：与定子绕组相似，是用绝缘导体绕制而成的，）绕线式转子：与定子绕组相似，是用绝缘导体绕制而成的，嵌于转子槽内。绕线式转子也是按一定规律分布的三相对称嵌于转子槽内。绕线式转子也是按一定规律分布的三相对称嵌于转子槽内。绕线式转子也是按一定规律分布的三相对称嵌于转子槽内。绕线式转子也是按一定规律分布的三相对称绕组，它可以联接成绕组，它可以联接成绕组，它可以联接成绕组，它可以联接成Y Y形或形或形或形或 形

12、。一般小容量电动机联接成形。一般小容量电动机联接成形。一般小容量电动机联接成形。一般小容量电动机联接成 形，大、中容量电动机联接成形，大、中容量电动机联接成形，大、中容量电动机联接成形，大、中容量电动机联接成Y Y形。转子绕组的三条引线分形。转子绕组的三条引线分形。转子绕组的三条引线分形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来。别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来。别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来。别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来。ABCabc绕线式三相异步电动机定、转子绕组接线方式绕线式转子回路接线图第11页/共130页(3)(3)转轴：转轴：转轴：转轴：作

13、用：支撑转子，使转子能在定子空腔内均匀地旋转。作用：支撑转子，使转子能在定子空腔内均匀地旋转。作用：支撑转子，使转子能在定子空腔内均匀地旋转。作用：支撑转子，使转子能在定子空腔内均匀地旋转。材料：一般用中碳钢制作。材料：一般用中碳钢制作。材料：一般用中碳钢制作。材料：一般用中碳钢制作。第12页/共130页3.气隙气隙 异步电动机定、转子之间的空气间隙简称为气隙，异步电动机定、转子之间的空气间隙简称为气隙，它比同它比同容量直流电动机的气隙要小得多。容量直流电动机的气隙要小得多。在中、小型异步电动机中，在中、小型异步电动机中，气隙一般为气隙一般为0.21.5左右。左右。异步电动机的励磁电流是由定子

14、电源供给的。气隙较大时，异步电动机的励磁电流是由定子电源供给的。气隙较大时，磁路的磁阻较大。若要使气隙中的磁通达到一定的要求，则相磁路的磁阻较大。若要使气隙中的磁通达到一定的要求，则相应的励磁电流也就大了，从而影响电动机的功率因数。应的励磁电流也就大了，从而影响电动机的功率因数。为了提为了提高功率因数，尽量让气隙小些。高功率因数，尽量让气隙小些。但也不应太小，否则，定、转但也不应太小，否则，定、转子有可能发生摩擦与碰撞。如果从减少附加损耗以及减少高次子有可能发生摩擦与碰撞。如果从减少附加损耗以及减少高次谐波磁动势所产生磁通的角度来看，又希望气隙大一点，所以谐波磁动势所产生磁通的角度来看，又希望

15、气隙大一点，所以设计电机时应全盘考虑。设计电机时应全盘考虑。第13页/共130页11.1.2 11.1.2 三相异步电动机的绕组三相异步电动机的绕组三相异步电动机的绕组三相异步电动机的绕组 绕组是三相异步电动机进行电磁能量转换与传递的关键部件，绕组是三相异步电动机进行电磁能量转换与传递的关键部件，绕组是三相异步电动机进行电磁能量转换与传递的关键部件，绕组是三相异步电动机进行电磁能量转换与传递的关键部件，也是电动机结构的核心。三相电动机的绕组是三相对称绕组，也是电动机结构的核心。三相电动机的绕组是三相对称绕组，也是电动机结构的核心。三相电动机的绕组是三相对称绕组，也是电动机结构的核心。三相电动机

16、的绕组是三相对称绕组，三相绕组可以接成三相绕组可以接成三相绕组可以接成三相绕组可以接成Y Y形或形或形或形或 形。形。形。形。1.1.绕组的基本概念绕组的基本概念绕组的基本概念绕组的基本概念 （1 1）线圈：构成绕组的最基本单元，是用绝缘导线绕在绕线模）线圈：构成绕组的最基本单元，是用绝缘导线绕在绕线模）线圈：构成绕组的最基本单元，是用绝缘导线绕在绕线模）线圈：构成绕组的最基本单元，是用绝缘导线绕在绕线模上绕指出来的绕组元件，线圈可以用单匝或多匝绕线组成。嵌上绕指出来的绕组元件，线圈可以用单匝或多匝绕线组成。嵌上绕指出来的绕组元件，线圈可以用单匝或多匝绕线组成。嵌上绕指出来的绕组元件，线圈可以

17、用单匝或多匝绕线组成。嵌入槽内部分称为有效边，露出铁心两端的称为线圈端部（只起入槽内部分称为有效边，露出铁心两端的称为线圈端部（只起入槽内部分称为有效边，露出铁心两端的称为线圈端部（只起入槽内部分称为有效边，露出铁心两端的称为线圈端部（只起连接作用）。连接作用）。连接作用）。连接作用）。（2 2）线圈组（极相组）：一个磁极下同一相线圈串联成的绕组。）线圈组（极相组）：一个磁极下同一相线圈串联成的绕组。）线圈组（极相组）：一个磁极下同一相线圈串联成的绕组。）线圈组（极相组）：一个磁极下同一相线圈串联成的绕组。（3 3）相绕组：将许多线圈组串联或并联构成，并流过同相电流）相绕组：将许多线圈组串联或

18、并联构成，并流过同相电流）相绕组：将许多线圈组串联或并联构成，并流过同相电流）相绕组：将许多线圈组串联或并联构成，并流过同相电流的绕组。的绕组。的绕组。的绕组。第14页/共130页 （4 4）极距：每极所占有的槽数或每极下气隙沿圆周方向的长）极距：每极所占有的槽数或每极下气隙沿圆周方向的长）极距：每极所占有的槽数或每极下气隙沿圆周方向的长）极距：每极所占有的槽数或每极下气隙沿圆周方向的长度，用字母度，用字母度，用字母度，用字母 表示：表示：表示：表示：式中，式中，式中，式中，Z Z1 1为定子铁心的总槽数；为定子铁心的总槽数；为定子铁心的总槽数；为定子铁心的总槽数；2p2p为电动机极数，为电动

19、机极数，为电动机极数，为电动机极数，p p为极为极为极为极对数；对数；对数；对数；DD为定子铁心内径，单位是为定子铁心内径，单位是为定子铁心内径，单位是为定子铁心内径，单位是mmmm。（5 5）每极每相槽数（）每极每相槽数（）每极每相槽数（）每极每相槽数（q q）：指在一个极内，其中某一相的线）：指在一个极内，其中某一相的线）：指在一个极内，其中某一相的线）：指在一个极内，其中某一相的线圈所占有的槽数，有（式中圈所占有的槽数，有（式中圈所占有的槽数，有（式中圈所占有的槽数，有（式中mm1 1为电动机相数）：为电动机相数）：为电动机相数）：为电动机相数）：第15页/共130页 （6 6）电角度：

20、交流电机转过一对磁极绕组内电流变化一个周）电角度：交流电机转过一对磁极绕组内电流变化一个周）电角度：交流电机转过一对磁极绕组内电流变化一个周）电角度：交流电机转过一对磁极绕组内电流变化一个周期是期是期是期是360360o o电角度，每个极距电角度，每个极距电角度，每个极距电角度，每个极距 为为为为180180o o电角度。当电动机有电角度。当电动机有电角度。当电动机有电角度。当电动机有p p对对对对磁极时，在铁心上便有磁极时，在铁心上便有磁极时，在铁心上便有磁极时，在铁心上便有P*360P*360o o电角度。只有电角度。只有电角度。只有电角度。只有2 2极电动机，电极电动机，电极电动机，电极

21、电动机，电角度才等于机械角度。电角度与机械角度的关系是：角度才等于机械角度。电角度与机械角度的关系是：角度才等于机械角度。电角度与机械角度的关系是：角度才等于机械角度。电角度与机械角度的关系是：电角度电角度电角度电角度=p*=p*机械角度机械角度机械角度机械角度=P*360=P*360o o （7 7）槽距角（）槽距角（）槽距角（）槽距角（）：指相邻两槽之间的电角度）：指相邻两槽之间的电角度）：指相邻两槽之间的电角度）：指相邻两槽之间的电角度 例：一台三相例：一台三相例：一台三相例：一台三相4848槽槽槽槽6 6极异步电动机，其极距极异步电动机，其极距极异步电动机，其极距极异步电动机，其极距

22、、每极每相槽、每极每相槽、每极每相槽、每极每相槽 数、电角度、槽距角各为多少？数、电角度、槽距角各为多少？数、电角度、槽距角各为多少？数、电角度、槽距角各为多少？第16页/共130页例：一台三相例：一台三相例：一台三相例：一台三相4848槽槽槽槽6 6极异步电动机，其极距极异步电动机，其极距极异步电动机，其极距极异步电动机，其极距 、每极每相槽数、每极每相槽数、每极每相槽数、每极每相槽数、电角度、槽距角各为多少？电角度、槽距角各为多少？电角度、槽距角各为多少？电角度、槽距角各为多少？解：由已知可知，电动机的槽数解：由已知可知，电动机的槽数解：由已知可知，电动机的槽数解：由已知可知，电动机的槽数

23、Z Z1 1=48=48，极对数，极对数，极对数，极对数p=3p=3，极数，极数，极数，极数 2p=62p=6，相数，相数，相数，相数mm1 1=3=3。所以。所以。所以。所以 极距极距极距极距 每极每相槽数每极每相槽数每极每相槽数每极每相槽数 电角度电角度电角度电角度 相邻两槽之间的槽距角相邻两槽之间的槽距角相邻两槽之间的槽距角相邻两槽之间的槽距角第17页/共130页 （8 8）相带：一个极相组线圈所占的范围，以电角度表示。一）相带：一个极相组线圈所占的范围，以电角度表示。一）相带：一个极相组线圈所占的范围，以电角度表示。一）相带：一个极相组线圈所占的范围，以电角度表示。一般一个磁极为般一个

24、磁极为般一个磁极为般一个磁极为180180o o电角度，一个磁极内有三相，所以其中一电角度，一个磁极内有三相，所以其中一电角度，一个磁极内有三相，所以其中一电角度，一个磁极内有三相，所以其中一相占相占相占相占180180o o/3=60/3=60o o电角度，叫做电角度，叫做电角度，叫做电角度，叫做6060o o相带。三相绕组的这种分相带。三相绕组的这种分相带。三相绕组的这种分相带。三相绕组的这种分布形式叫做布形式叫做布形式叫做布形式叫做6060o o相带分布。相带分布。相带分布。相带分布。（9 9）节距（也叫跨距）：指一个线圈两边之间相隔的槽数，）节距（也叫跨距）：指一个线圈两边之间相隔的槽

25、数，）节距（也叫跨距）：指一个线圈两边之间相隔的槽数，）节距（也叫跨距）：指一个线圈两边之间相隔的槽数，用字母用字母用字母用字母y y表示。表示。表示。表示。：该线圈称为整距线圈。整距线圈绕组能产生最大：该线圈称为整距线圈。整距线圈绕组能产生最大：该线圈称为整距线圈。整距线圈绕组能产生最大：该线圈称为整距线圈。整距线圈绕组能产生最大 的感应电动势的感应电动势的感应电动势的感应电动势 ：短距线圈。短距线圈绕组能提高电动机的电磁性：短距线圈。短距线圈绕组能提高电动机的电磁性：短距线圈。短距线圈绕组能提高电动机的电磁性：短距线圈。短距线圈绕组能提高电动机的电磁性 能缩短线圈端部接线。多数电机采用这种

26、线圈。能缩短线圈端部接线。多数电机采用这种线圈。能缩短线圈端部接线。多数电机采用这种线圈。能缩短线圈端部接线。多数电机采用这种线圈。：长距线圈。特殊电动机采用这种线圈。：长距线圈。特殊电动机采用这种线圈。：长距线圈。特殊电动机采用这种线圈。：长距线圈。特殊电动机采用这种线圈。第18页/共130页 （1010）支路（）支路（）支路（）支路（a a）：同相绕组并联回路的多少，也叫并联支路）：同相绕组并联回路的多少，也叫并联支路）：同相绕组并联回路的多少，也叫并联支路）：同相绕组并联回路的多少，也叫并联支路数。数。数。数。（1111）匝数（）匝数（）匝数（）匝数（NN）：绕组所含线圈圈数的多少。）：

27、绕组所含线圈圈数的多少。）：绕组所含线圈圈数的多少。）：绕组所含线圈圈数的多少。（1212）绕组展开图：将电机定子或转子沿轴向切开，沿圆周方）绕组展开图：将电机定子或转子沿轴向切开，沿圆周方）绕组展开图：将电机定子或转子沿轴向切开，沿圆周方）绕组展开图：将电机定子或转子沿轴向切开，沿圆周方向展开，清楚表示各绕组在电机内嵌放位置的示意图。向展开，清楚表示各绕组在电机内嵌放位置的示意图。向展开，清楚表示各绕组在电机内嵌放位置的示意图。向展开，清楚表示各绕组在电机内嵌放位置的示意图。第19页/共130页 2.2.绕组的分类绕组的分类绕组的分类绕组的分类（1 1）按相数分类：单相绕组、三相绕组和多相绕

28、组）按相数分类：单相绕组、三相绕组和多相绕组）按相数分类：单相绕组、三相绕组和多相绕组）按相数分类：单相绕组、三相绕组和多相绕组（2 2）按槽内层数分类：单层绕组和双层绕组）按槽内层数分类：单层绕组和双层绕组）按槽内层数分类：单层绕组和双层绕组）按槽内层数分类：单层绕组和双层绕组（3 3）按每极每相槽数分类：整数槽绕组和分数槽绕组）按每极每相槽数分类：整数槽绕组和分数槽绕组）按每极每相槽数分类：整数槽绕组和分数槽绕组）按每极每相槽数分类：整数槽绕组和分数槽绕组（4 4）按绕组形状分类：叠绕组、波绕组和同心绕组）按绕组形状分类：叠绕组、波绕组和同心绕组）按绕组形状分类：叠绕组、波绕组和同心绕组）

29、按绕组形状分类：叠绕组、波绕组和同心绕组（5 5）按绕组装配方式分类：成形绕组和分立绕组）按绕组装配方式分类：成形绕组和分立绕组）按绕组装配方式分类：成形绕组和分立绕组）按绕组装配方式分类：成形绕组和分立绕组（6 6）按绕组节距和极距的关系分类：）按绕组节距和极距的关系分类：）按绕组节距和极距的关系分类：）按绕组节距和极距的关系分类：整距绕组整距绕组长距绕组长距绕组短距绕组短距绕组第20页/共130页 3.3.交流电机的定子绕组构成原则交流电机的定子绕组构成原则交流电机的定子绕组构成原则交流电机的定子绕组构成原则（1 1）合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正弦波，幅值）合成电动势和合成磁动势

30、的波形要接近于正弦波，幅值）合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正弦波，幅值）合成电动势和合成磁动势的波形要接近于正弦波，幅值要大要大要大要大（2 2）对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，电阻、电）对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，电阻、电）对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，电阻、电）对三相绕组，各相的电动势和磁动势要对称，电阻、电抗要平衡；空间位置彼此相差抗要平衡；空间位置彼此相差抗要平衡；空间位置彼此相差抗要平衡；空间位置彼此相差120120o o电角度电角度电角度电角度.（3 3）绕组的铜耗要小，用铜量要省。）绕组的铜耗要小，用铜量要省。）绕组的铜耗要小，用铜量要省。）绕

31、组的铜耗要小，用铜量要省。（4 4）绝缘要可靠，机械强度、散热条件好，制造要方便。）绝缘要可靠，机械强度、散热条件好，制造要方便。）绝缘要可靠，机械强度、散热条件好，制造要方便。）绝缘要可靠，机械强度、散热条件好，制造要方便。第21页/共130页11.1.3 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理1.工作原理工作原理 当定子绕组接通对称三相电源后，绕组中便有三相电流通过，当定子绕组接通对称三相电源后，绕组中便有三相电流通过，在空间产生了旋转磁场。旋转磁场切割转子上的导体产生感在空间产生了旋转磁场。旋转磁场切割转子上的导体产生感应电动势和感应电流，此感应电流又与旋转磁场相互作用产应电动

32、势和感应电流，此感应电流又与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子跟随旋转磁场同向转动。旋转磁场代替生电磁转矩，使转子跟随旋转磁场同向转动。旋转磁场代替了旋转磁极。由于转子中的电流和所受的电磁力都是由电磁了旋转磁极。由于转子中的电流和所受的电磁力都是由电磁感应产生，所以也称为感应电动机。感应产生，所以也称为感应电动机。上一页下一页返回第22页/共130页 2.2.异步电动机运行过程与转差率异步电动机运行过程与转差率异步电动机运行过程与转差率异步电动机运行过程与转差率 运行过程：转子的转速运行过程：转子的转速运行过程：转子的转速运行过程：转子的转速n n永远小于旋转磁场的转速（既同永远小于旋转磁场

33、的转速（既同永远小于旋转磁场的转速（既同永远小于旋转磁场的转速（既同步转速）步转速）步转速）步转速）n n1 1，转子总是紧跟着旋转磁场以，转子总是紧跟着旋转磁场以，转子总是紧跟着旋转磁场以，转子总是紧跟着旋转磁场以n n n n1 1的转速同方向的转速同方向的转速同方向的转速同方向旋转。若旋转磁场的方向反转，转子也将反向转动。旋转。若旋转磁场的方向反转，转子也将反向转动。旋转。若旋转磁场的方向反转，转子也将反向转动。旋转。若旋转磁场的方向反转，转子也将反向转动。同步转速：同步转速：同步转速：同步转速：n n1 1=60f/p=60f/p 转差率：同步转速转差率：同步转速转差率：同步转速转差率

34、：同步转速n n1 1与转子转速与转子转速与转子转速与转子转速n n之差和同步转速之差和同步转速之差和同步转速之差和同步转速n n1 1的比值。的比值。的比值。的比值。s=s=（n n1 1-n n ）/n n1 1 n=n=（1 1-s s ）n n1 1 s s一般在一般在一般在一般在0.010.060.010.06之间之间之间之间 第23页/共130页 3.3.异步电机的三种运行状态异步电机的三种运行状态异步电机的三种运行状态异步电机的三种运行状态（1 1）电动机状态：）电动机状态：）电动机状态：）电动机状态：电动机的转速范围为电动机的转速范围为电动机的转速范围为电动机的转速范围为 转差

35、率范围为转差率范围为转差率范围为转差率范围为（2 2）发电机状态：）发电机状态：）发电机状态：）发电机状态：电动机的转速范围为电动机的转速范围为电动机的转速范围为电动机的转速范围为 转差率范围为转差率范围为转差率范围为转差率范围为（3 3）电磁制动状态：）电磁制动状态：）电磁制动状态：）电磁制动状态：电动机的转速范围为电动机的转速范围为电动机的转速范围为电动机的转速范围为 转差率范围为转差率范围为转差率范围为转差率范围为第24页/共130页11.1.4 11.1.4 三相异步电动机铭牌三相异步电动机铭牌三相异步电动机铭牌三相异步电动机铭牌 在异步电动机的机座上都装有一块铭牌，如下图所示。在异步

36、电动机的机座上都装有一块铭牌，如下图所示。在异步电动机的机座上都装有一块铭牌，如下图所示。在异步电动机的机座上都装有一块铭牌，如下图所示。铭牌上标出了该电动机的一些数据，要正确使用电动机，铭牌上标出了该电动机的一些数据，要正确使用电动机，铭牌上标出了该电动机的一些数据，要正确使用电动机，铭牌上标出了该电动机的一些数据，要正确使用电动机，必须看懂铭牌，下面以必须看懂铭牌，下面以必须看懂铭牌，下面以必须看懂铭牌，下面以Y112M-4Y112M-4型电动机为例来说明铭牌型电动机为例来说明铭牌型电动机为例来说明铭牌型电动机为例来说明铭牌数据的含义。数据的含义。数据的含义。数据的含义。第25页/共130

37、页1 1）型号：）型号：）型号：）型号：2 2）额定频率：是指加在电动机定子绕组上的允许频率，国产异）额定频率：是指加在电动机定子绕组上的允许频率，国产异）额定频率：是指加在电动机定子绕组上的允许频率，国产异）额定频率：是指加在电动机定子绕组上的允许频率，国产异步电动机的额定频率为步电动机的额定频率为步电动机的额定频率为步电动机的额定频率为50H50HZ Z。3 3）额定电压：是指加在三相电动机定子绕组绕组上的线电压。）额定电压：是指加在三相电动机定子绕组绕组上的线电压。）额定电压：是指加在三相电动机定子绕组绕组上的线电压。）额定电压：是指加在三相电动机定子绕组绕组上的线电压。一般应为一般应为

38、一般应为一般应为380V380V。4 4）额定电流：当电动机在额定状态下运行时，定子绕组的线电）额定电流：当电动机在额定状态下运行时，定子绕组的线电）额定电流：当电动机在额定状态下运行时，定子绕组的线电）额定电流：当电动机在额定状态下运行时，定子绕组的线电流。流。流。流。5 5）额定功率：是电动机在额定转速下长期持续工作时，电动机）额定功率：是电动机在额定转速下长期持续工作时，电动机）额定功率：是电动机在额定转速下长期持续工作时，电动机）额定功率：是电动机在额定转速下长期持续工作时，电动机不过热，轴上所能输出的机械功率（或者解释为电动机在额不过热，轴上所能输出的机械功率（或者解释为电动机在额不

39、过热，轴上所能输出的机械功率（或者解释为电动机在额不过热，轴上所能输出的机械功率（或者解释为电动机在额定电压、额定频率和额定负载时，转轴上输出的机械功率）定电压、额定频率和额定负载时，转轴上输出的机械功率）定电压、额定频率和额定负载时，转轴上输出的机械功率）定电压、额定频率和额定负载时，转轴上输出的机械功率）。第26页/共130页6 6）额定转速：指电动机接入额定电压、额定频率和额定负）额定转速：指电动机接入额定电压、额定频率和额定负）额定转速：指电动机接入额定电压、额定频率和额定负）额定转速：指电动机接入额定电压、额定频率和额定负载时，电动机转轴上的转速（或者指电动机在额定负载载时，电动机转

40、轴上的转速（或者指电动机在额定负载载时，电动机转轴上的转速（或者指电动机在额定负载载时，电动机转轴上的转速（或者指电动机在额定负载时的转子转速）。时的转子转速）。时的转子转速）。时的转子转速）。7 7）绝缘等级及温升：是指电动机定子绕组所用的绝缘材料）绝缘等级及温升：是指电动机定子绕组所用的绝缘材料）绝缘等级及温升：是指电动机定子绕组所用的绝缘材料）绝缘等级及温升：是指电动机定子绕组所用的绝缘材料的等级及允许的温度范围。的等级及允许的温度范围。的等级及允许的温度范围。的等级及允许的温度范围。8 8）绕组接线方式：）绕组接线方式：）绕组接线方式：）绕组接线方式：第27页/共130页9 9）转子电

41、压：）转子电压：）转子电压：）转子电压：1010）转子电流）转子电流）转子电流）转子电流1111）额定功率因数）额定功率因数）额定功率因数）额定功率因数 ：当电动机在额定状态下运行时，定：当电动机在额定状态下运行时，定：当电动机在额定状态下运行时，定：当电动机在额定状态下运行时，定子相电压与相电流之间的相位差。子相电压与相电流之间的相位差。子相电压与相电流之间的相位差。子相电压与相电流之间的相位差。1212）额定效率）额定效率）额定效率）额定效率 ：电动机在额定工作状态下，输出功率：电动机在额定工作状态下，输出功率：电动机在额定工作状态下，输出功率：电动机在额定工作状态下，输出功率p p2 2

42、与与与与输入功率输入功率输入功率输入功率p p1 1的比值。的比值。的比值。的比值。1313）标准编号）标准编号）标准编号）标准编号1414）电动机定额或工作制）电动机定额或工作制）电动机定额或工作制）电动机定额或工作制1515）出厂编号）出厂编号）出厂编号）出厂编号第28页/共130页 三相异步电动机的运行特性主要是指三相异步电动机在运三相异步电动机的运行特性主要是指三相异步电动机在运行时电动机的功率、转矩、转速相互之间的关系。行时电动机的功率、转矩、转速相互之间的关系。11.2.1 三相异步电动机的空载运行三相异步电动机的空载运行 （1）空载运行：三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电）空

43、载运行：三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电 源上，转子轴上不带机械负载的运行。源上，转子轴上不带机械负载的运行。（2）主磁通）主磁通 ：当三相异步电动机定子绕组通入三相对称交流：当三相异步电动机定子绕组通入三相对称交流电时，将产生旋转磁动势，该磁动势产生的磁通绝大部分穿电时，将产生旋转磁动势，该磁动势产生的磁通绝大部分穿过气隙，并同时交链于定、转子绕组，这部分磁通称为主磁过气隙，并同时交链于定、转子绕组，这部分磁通称为主磁通。通。作用：同时交链于定、转子绕组并在其中分别产生感应电动作用：同时交链于定、转子绕组并在其中分别产生感应电动 势；电动机能量转换的媒介。势；电动机能量转换的媒介。11

44、.2 11.2 三相异步电动机的运行特性三相异步电动机的运行特性三相异步电动机的运行特性三相异步电动机的运行特性上一页下一页返回第29页/共130页（3 3）漏磁通）漏磁通）漏磁通）漏磁通 ：除主磁通外的磁通。：除主磁通外的磁通。：除主磁通外的磁通。：除主磁通外的磁通。作用：仅在定子绕组上产生漏磁动势，起电抗降压的作用作用：仅在定子绕组上产生漏磁动势，起电抗降压的作用作用：仅在定子绕组上产生漏磁动势，起电抗降压的作用作用：仅在定子绕组上产生漏磁动势，起电抗降压的作用 主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通（4 4）空载电流：异步电动机空载运行时的定子电流，用）空载电流：异步电动机空载运行时的定子电流，用

45、）空载电流：异步电动机空载运行时的定子电流，用）空载电流：异步电动机空载运行时的定子电流，用 表示表示表示表示（5 5）空载磁动势：三相空载电流流过定子绕组产生的旋转磁动）空载磁动势：三相空载电流流过定子绕组产生的旋转磁动）空载磁动势：三相空载电流流过定子绕组产生的旋转磁动）空载磁动势：三相空载电流流过定子绕组产生的旋转磁动势，用势，用势，用势，用 表示。表示。表示。表示。第30页/共130页11.2.2 11.2.2 三相异步电动机的负载运行三相异步电动机的负载运行三相异步电动机的负载运行三相异步电动机的负载运行（1 1）负载运行：三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电）负载运行：三相异步电

46、动机定子绕组接在对称的三相电）负载运行：三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电）负载运行：三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电源上，转子轴上带机械负载的运行。源上，转子轴上带机械负载的运行。源上，转子轴上带机械负载的运行。源上，转子轴上带机械负载的运行。（2 2）空载和负载运行时的电磁关系：）空载和负载运行时的电磁关系：）空载和负载运行时的电磁关系：）空载和负载运行时的电磁关系：空载运行时：空载运行时：空载运行时：空载运行时：负载运行时：负载运行时：负载运行时：负载运行时：（3 3）负载时转子电动势的频率：）负载时转子电动势的频率：）负载时转子电动势的频率：）负载时转子电动势的频率：转子不转

47、时（如启动瞬间）：转子不转时（如启动瞬间）：转子不转时（如启动瞬间）：转子不转时（如启动瞬间）：空载运行：空载运行：空载运行：空载运行：额定情况下运行时：额定情况下运行时：额定情况下运行时：额定情况下运行时：、第31页/共130页（4 4）负载时转子绕组感应电动势：）负载时转子绕组感应电动势：）负载时转子绕组感应电动势：）负载时转子绕组感应电动势：负载时转子绕组漏阻抗：负载时转子绕组漏阻抗：负载时转子绕组漏阻抗：负载时转子绕组漏阻抗：负载时转子绕组的电流：负载时转子绕组的电流：负载时转子绕组的电流：负载时转子绕组的电流：负载时转子绕组的功率因数：负载时转子绕组的功率因数：负载时转子绕组的功率因

48、数：负载时转子绕组的功率因数：第32页/共130页转子各电磁量与转差率的关系转子各电磁量与转差率的关系转子各电磁量与转差率的关系转子各电磁量与转差率的关系 第33页/共130页11.2.3 11.2.3 三相异步电动机的功率和转矩三相异步电动机的功率和转矩三相异步电动机的功率和转矩三相异步电动机的功率和转矩（1 1）三相异步电动机的功率）三相异步电动机的功率）三相异步电动机的功率）三相异步电动机的功率 电动机运行时，定子从电网吸收电功率，转子向拖动电动机运行时，定子从电网吸收电功率，转子向拖动电动机运行时，定子从电网吸收电功率，转子向拖动电动机运行时，定子从电网吸收电功率，转子向拖动的机械负载

49、输出机械功率，电动机在实现机电能量转换的机械负载输出机械功率，电动机在实现机电能量转换的机械负载输出机械功率，电动机在实现机电能量转换的机械负载输出机械功率，电动机在实现机电能量转换的过程中，必然会产生各种损耗。根据能量守恒定律，的过程中，必然会产生各种损耗。根据能量守恒定律，的过程中，必然会产生各种损耗。根据能量守恒定律，的过程中，必然会产生各种损耗。根据能量守恒定律，输出功率应等于输入功率减去总损耗。输出功率应等于输入功率减去总损耗。输出功率应等于输入功率减去总损耗。输出功率应等于输入功率减去总损耗。输入功率：电网供给电动机的功率输入功率：电网供给电动机的功率输入功率：电网供给电动机的功率

50、输入功率：电网供给电动机的功率 定子铜损耗：定子电流流过定子绕组时，电流在定子绕定子铜损耗：定子电流流过定子绕组时，电流在定子绕定子铜损耗：定子电流流过定子绕组时，电流在定子绕定子铜损耗：定子电流流过定子绕组时，电流在定子绕 组电阻上的功率损耗。组电阻上的功率损耗。组电阻上的功率损耗。组电阻上的功率损耗。第34页/共130页 定子铁损耗：旋转磁场在定子铁心中产生的损耗定子铁损耗：旋转磁场在定子铁心中产生的损耗定子铁损耗：旋转磁场在定子铁心中产生的损耗定子铁损耗：旋转磁场在定子铁心中产生的损耗 电磁功率：由定子侧传递到转子侧的电磁功率电磁功率：由定子侧传递到转子侧的电磁功率电磁功率：由定子侧传递