三相异步电动机结构与工作原理

1、第二讲第二讲 电动机的构造及应用电动机的构造及应用电磁直流电动机永磁直流电动机无刷直流电动机 电动机直流电动机交流电动机有刷直流电动机单相电动机三相电动机稀土永磁直流电动机 铁氧体永磁直流电动机铝镍钴永磁直流电动机 串励直流电动机 并励直流电动机 他励直流电动机 复励直流电动机 电动机种类 1、按工作电源种类划分、按工作电源种类划分 电动机直流电动机同步电动机 异步电动机 磁滞同步电动机永磁同步电动机磁阻同步电动机感应电动机 交流换向器电动机 三相异步电动机单相异步电动机罩极异步电动机 2、按结构和工作原理划分、按结构和工作原理划分推斥电动机 单相串励电动机 交直流两用电动机 电动机电容起动式

2、单相异步电动机 电容运转式单相异步电动机 电容起动运转式单相异步电动机 分相式单相异步电动机 电动机驱动用电动机 控制用电动机 电动工具用电动机家电用电动机通用小型机械设备用电动机 步进电动机 伺服电动机 3.起动与运行方式划分起动与运行方式划分5.按用途划分按用途划分4、按转子的结构划分、按转子的结构划分电动机鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机 电动机低速电动机 高速电动机 恒速电动机 调速电动机 齿轮减速电动机 电磁减速电动机 力矩电动机 爪极同步电动机 有级恒速电动机无级恒速电动机有级变速电动机无级变速电动机电磁调速电动机 直流调速电动机 PWM变频调速电动机 开关磁阻调速电动机 6、按

3、运转速度划分、按运转速度划分2.1 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造一、一、 定子定子 定子主要用来产生旋转磁场定子主要用来产生旋转磁场,它由定子铁心、它由定子铁心、 定子绕组、定子绕组、 机壳等组成。机壳等组成。异步电动机基本构成异步电动机基本构成定定 子子转转 子子气气 隙隙1. 机壳机壳 机壳包括端盖和机座，其作用是支承机壳包括端盖和机座，其作用是支承定子铁心和固定整个电机。中小型电机机定子铁心和固定整个电机。中小型电机机座一般采用铸铁铸造座一般采用铸铁铸造,大型电机机座用钢板大型电机机座用钢板焊接而成。焊接而成。 端盖多用铸铁铸成，用螺栓固端盖多用铸铁铸成，用螺栓固定在机座两端

4、。定在机座两端。2. 定子铁心定子铁心 定子铁心是磁路的一部分定子铁心是磁路的一部分,为了降低铁心损为了降低铁心损耗耗,采用采用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，硅钢片间厚的硅钢片叠压而成，硅钢片间彼此绝缘。铁心内圆周上分布有若干均匀的平彼此绝缘。铁心内圆周上分布有若干均匀的平行槽，用来嵌放定子绕组。行槽，用来嵌放定子绕组。定子的硅钢片定子的硅钢片3. 定子绕组定子绕组 定子绕组是电机定子的电路部分，用定子绕组是电机定子的电路部分，用绝缘铜线或铝线绕制而成。三相绕组对称绝缘铜线或铝线绕制而成。三相绕组对称地嵌放在定子槽内。地嵌放在定子槽内。 三相异步电动机定三相异步电动机定子绕组的三个首端子绕组的

5、三个首端U1、V1、W1和三个末和三个末端端U2、V2、W2，都从机座上的接线盒中，都从机座上的接线盒中引出。三相绕组具体采用星形接法还是三引出。三相绕组具体采用星形接法还是三角形接法，应视电力网的线电压和各相绕角形接法，应视电力网的线电压和各相绕组的工作电压而定。组的工作电压而定。定子线圈二、转子二、转子 转子主要用来产生旋转力矩，拖动生转子主要用来产生旋转力矩，拖动生产机械旋转。转子由转轴、转子铁心、转产机械旋转。转子由转轴、转子铁心、转子绕组构成。子绕组构成。 1. 转轴转轴 转轴用来固定转子转轴用来固定转子铁心和传递功率，铁心和传递功率， 一一般用中碳钢制成。般用中碳钢制成。 转子绕组

6、转子绕组2. 转子绕组转子绕组1） 鼠笼式转子鼠笼式转子 鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体鼠笼式转子是由安放在转子铁心槽内的裸导体和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠和两端的短路环连接而成的。转子绕组就像一个鼠笼形状故称其为鼠笼式转子。笼形状故称其为鼠笼式转子。鼠笼绕组鼠笼绕组鼠笼转子鼠笼转子3. 转子铁心转子铁心 转子铁心也属于磁路的一部分，转子铁心也属于磁路的一部分， 也用也用0.5mm的硅钢的硅钢片叠压而成。转子铁心固定在转轴上，其外圆均匀分布的片叠压而成。转子铁心固定在转轴上，其外圆均匀分布的槽是用来放置转子绕组的。槽是用来放置转子绕组的。 转子的硅钢片转子的硅钢片 2

7、） 绕线式转子绕线式转子 绕线式电动机绕线式电动机 绕线式转子绕组与外接变阻器的连接绕线式转子绕组与外接变阻器的连接2.2 三相异步电动机的基本原理三相异步电动机的基本原理一、实验一、实验 n0neiNSf 1. 转子跟着磁铁转转子跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 2. 转子比磁场转得慢转子比磁场转得慢0nn实验结论实验结论二、工作原理二、工作原理1. 1. 旋转磁场的产生旋转磁场的产生wtIimusin)120sin(wtIimv)120sin(wtIimw6T3T2TiUiViWitOU2U1v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U1W1V1iWiVU1

8、W1V1iVU1W1V1iWU1W1V1iWiViUiUU2V2V1W1W2U1SNU2V2V1W1W2U1NSU2V1W2W1U1V2NSNSV2V1U2U1W2W1(a)(b )(c)(d )U1W1V1iWiVU1W1V1iVU1W1V1iWU1W1V1iWiViUiUU2V2V1W1W2U1SNU2V2V1W1W2U1NSU2V1W2W1U1V2NSNSV2V1U2U1W2W1(a)(b )(c)(d )U1W1V1iWiVU1W1V1iVU1W1V1iWU1W1V1iWiViUiUU2V2V1W1W2U1SNU2V2V1W1W2U1NSU2V1W2W1U1V2NSNSV2V1U2U1

9、W2W1(a )(b )(c )(d )0t3t32t-旋转磁场旋转磁场v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1U2U1v2v1w2w1当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋转磁场当电动机的定子绕组通以三相交流电时，便在气隙中产生旋转磁场静止的转子绕组同旋转磁场有相对运动，静止的转子绕组同旋转磁场有相对运动， 在转子导体中产生了感在转子导体中产生了感应电动势应电动势转子电路为闭合电路，转子电路为闭合电路， 在感应电动势的作用下，在感应电动势的作用下， 产生了感应电流产生了感应电流2.2.三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理载流导体在磁场

10、中受到力的作用，电磁力对转轴形成电磁转矩载流导体在磁场中受到力的作用，电磁力对转轴形成电磁转矩转子沿旋转磁场的旋转方向转动转子沿旋转磁场的旋转方向转动异步电动机电磁转矩产生的必备条件异步电动机电磁转矩产生的必备条件转子导体中有感应电流转子导体中有感应电流气隙中有旋转磁场气隙中有旋转磁场3. 3. 旋转磁场的特点旋转磁场的特点（1） 旋转磁场的转速旋转磁场的转速0t3t32tv2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1p1234n0/r(min)-1 300015001000750分）转/( 600pfn 同步转速同步转速0nf电源频率电源频率p磁极对数磁极对数磁极对

11、数与转速的关系磁极对数与转速的关系:旋转磁场的转向与电流的相序一致。旋转磁场的转向与电流的相序一致。（2） 旋转磁场的转向旋转磁场的转向v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1v2v1w2w1U2U1改变电流的相序即可改变电机的转向。改变电流的相序即可改变电机的转向。（3）转差率）转差率00nnnspfsnsn60)1 ()1 (02.3 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6 功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率

12、因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B1.1.型号型号 Y132S6Y系列异步机系列异步机机座中心高度机座中心高度机座长度代号机座长度代号 2p = 6n0 = 1 000 r/min2. 额定功率额定功率 PN PN = 3 kW转子轴上输出的转子轴上输出的机械功率机械功率3. 额定电压额定电压 UN UN = 380 V定子三相绕组应施加的定子三相绕组应施加的线电压线电压磁极数磁极数4. 额定电流额定电流 IN IN = 7.2A 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转

13、速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76 绝缘等级绝缘等级 B定子三相绕组的额定定子三相绕组的额定线电流线电流6. 额定转速额定转速nN电机在额定电压、额定负载下运行时的电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速转子转速。5. 联结方式联结方式通常三相异步电动机通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，以下者，联结成星形，4kW以上者，联结成三角形。以上者，联结成三角形。 三相异步电动机三相异步电动机型型 号号 Y132S6功功 率率 3 kW 频频 率率 50Hz电电 压压 380 V 电电 流流 7.2 A 联联 结结 Y转转 速速 960r/min 功率因数功率因数 0.76

14、 绝缘等级绝缘等级 B8. 8. 绝缘等级绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105(105C)C)，H级最高级最高(180(180C)C)。7. 额定功率因数额定功率因数cos N额定负载时一般为额定负载时一般为0.7-0.90.7-0.9，空载时功率因数很，空载时功率因数很低约为低约为0.2-0.30.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。实用中应选择合适容量的电机，实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。异步电动机产品名称

15、代号异步电动机产品名称代号YR系列电机适用于起动重负荷系列电机适用于起动重负荷YR系列系列YZ系列为鼠笼转子电动机系列为鼠笼转子电动机 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。容易因过载而损坏。（1 1）对于连续运行的电动机，所选功率应等于或对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。略大于生产机械的功率。（2 2）对于短时工作的电动机，允许在运行中有短）对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。械的功率。 一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电

16、动机。一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。合才选用绕线式电动机。 根据工作环境的条件选择不同的结构型式，根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。如开启式、防护式、封闭式电动机。 根据电动机的类型、功率以及使用地点的电根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。源电压来决定。 Y Y系列鼠笼电动机的额定电压只有系列鼠笼电动机的额定电压只有380V380V一个一个等级。大功率电动机才采用等级。大功率电动机才采用3000V3000V和和6000V6000V。W

17、1V1U1V2U2W2U1V1W1W2U2V2 接线桩的排列电动机接线盒（一）电动机绕组接线2.42.4三相异步电动机定子绕组首尾端判别三相异步电动机定子绕组首尾端判别U1V1W1W2V2U2W1V1U1V2U2W2U1V1W1W2U2V2U1V1W1W2U2V2星形连接三角形连接 （二） 提出问题？ 1、当电机维修完后六根线头没有编号，如何接线？U1V1W1W2U2V2 2、在使用过程中接线座损坏，线号丢失，应如何接线？导出新课 1、这时必须分清6个线头的首尾端后才能接线。 2、三相异步电动机定子绕组首尾端的判别方法有很多，常用的方法有灯泡法和万用表法。万用表法又分为二种，一种是只使用万用表

18、判断，另一种是使用万用表和干电池判断。这堂课我们学习使用万用表和干电池判别三相异步电动机定子绕组的首尾端。 一、准备： 电动机一台、万用表一块、螺丝刀一把、电池一节、编号六个。 B、欧姆调零 将红表笔与黑表笔短接，看指针是否 到零。二、判别方法 1、校表、验表A、机械调零 2、判别电动机定子每相绕组的两个线头。万用表选择电阻档，用两表笔分别测量电动机的六个线头，电阻值趋近于零的两个线头为同相绕组的两个线头。用同样的方法找出其它各相绕组的两个线头。 要点：两手不能同时触及表笔的金属部分，以免造成误判。U1V1W1W2V2U2 3、给三相绕组的六个线头作假设编号U1、U2、V1、V2、W1、W2。

19、要点：同相绕组的两个线头为一对。KEU1V1W1W2V2U2 4、万用表选择直流毫安档的最小量程，按上图的方法接线。 要点：档位不能选错，否则有可能损坏万用表,有可能造成表针摆动不明显或不摆动，造成误判断或判断不出首尾端。mA+KEU1V1W1W2V2U2 5、电池电路接通瞬间，注视万用表（微安档）指针摆动的方向。 mA+KEUVWWVUmA+开关闭合，U相绕组中有电流流过，在V、W相绕组中产生感应电动势。由于W相构成了闭合回路，有感应电流流过。KEUVWWVU mA+KEUVWWVU 合上开关瞬间，若指针向右摆动（右摆），则接电池正极的线头与万用表负极所接的线头同为首端或尾端。mA+1122黑棒黑棒红棒红棒KEmA+UVWWVUKE 如指针向左摆动（左摆），则接电池正极的线头与万用表的正极所接的线头同为首端或尾端。mA+UVWWVU1221黑棒黑棒红棒红棒 要点：要在开关闭合的瞬间观察万用表指针摆动的方向，而不是在开关断开的瞬间； 总结为“右正负”和“左正正”。 KEW1U1VVU2W2 6