第四章(一部分)三相异步电动机的结构和基本工作原理

1、第四章 三相异步电动机的结构和基本工作原理4-1 异步电动机的用途与分类异步电动机的用途与分类4-2 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构4-3 三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值4-4 三相异步电动机的简单工作原理三相异步电动机的简单工作原理 基本要求：基本要求：1.了解三相异步电动机的基本结构了解三相异步电动机的基本结构2.了解三相异步电动机的基本工作原理了解三相异步电动机的基本工作原理3.掌握三相异步电机的三种运行状态及其判别方法掌握三相异步电机的三种运行状态及其判别方法4.掌握三相异步电动机的额定值掌握三相异步电动机的额定值第四章 三相异步电动机的结构和基本工作原理4-1

2、 异步电动机的用途与分类1.异步电动机的用途三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。在日常生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调等一般由单在日常生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调等一般由单相异步电动机拖动。相异步电动机拖动。玉米脱粒机玉米脱粒机金属切削机床金属切削机床电扇用异步电动机电扇用异步电动机2.异步电动机的特点1）优点）优点结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、效结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、效率较高。率较高。2）缺点）缺点调速性能差；调速性能差；功率因数较差，异步电动机运行时必须从电网吸收滞后的功率因数较

3、差，异步电动机运行时必须从电网吸收滞后的无功功率。无功功率。3.异步电动机的分类1）按定子相数分）按定子相数分单相异步电动机、两相异步电动机、三相异步电动机单相异步电动机、两相异步电动机、三相异步电动机2）按转子结构分）按转子结构分绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机：单笼、双笼、深槽型鼠笼型异步电动机：单笼、双笼、深槽型绕线型异步电动机绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机4-2 三相异步电动机的结构定子绕组定子绕组转子转子轴承轴承端盖端盖机座机座风扇风扇接线盒接线盒定子铁心定子铁心端盖端盖定子：定子：定子铁心、定子绕组、机座、端盖定子铁心、定子绕组、机座、端盖转子：转

4、子：转子铁心、转子绕组、转轴、轴承、风扇转子铁心、转子绕组、转轴、轴承、风扇1.定子1）定子铁心）定子铁心作用：作用：磁路的组成部分，嵌放定磁路的组成部分，嵌放定子绕组。子绕组。构成：构成：0.5mm厚的硅钢片叠成。厚的硅钢片叠成。 2）定子绕组定子绕组作用：作用：感应电动势、流过电流实感应电动势、流过电流实现机电能量转换。现机电能量转换。构成：构成：绝缘铜（或铝）线绕成。绝缘铜（或铝）线绕成。联结方式：联结方式：根据实际使用需要根据实际使用需要接成接成“Y”形或形或“D”形。形。（a）Y联结联结 （b）D联结联结 3）机座）机座作用：作用：用来支撑整个电机。用来支撑整个电机。构成：构成：中、

5、小型异步电机采用铸铁机座，大型异步电机一中、小型异步电机采用铸铁机座，大型异步电机一般采用钢板焊接机座。般采用钢板焊接机座。2.转子1）转子铁心）转子铁心作用：作用：主磁路的组成部分，放置或浇主磁路的组成部分，放置或浇注转子绕组注转子绕组 。构成：构成：0.5mm厚的硅钢片叠装而成。厚的硅钢片叠装而成。2）转子绕组）转子绕组作用：作用：感应电动势、流过电流和产生电磁转矩。感应电动势、流过电流和产生电磁转矩。结构型式：结构型式：鼠笼型转子绕组和绕线型转子绕组。鼠笼型转子绕组和绕线型转子绕组。鼠笼型转子绕组：鼠笼型转子绕组：槽中插有裸铜导条，在转子铁心两端槽中插有裸铜导条，在转子铁心两端用端环焊接

6、。小型异步电动机还常采用铸铝型转子。用端环焊接。小型异步电动机还常采用铸铝型转子。铜导条铜导条端环端环铜排转子绕组铜排转子绕组轴轴轴承轴承铁心和绕组铁心和绕组铸铝型转子铸铝型转子绕线型异步电动机定、转子绕线型异步电动机定、转子绕组连接方式绕组连接方式绕线型转子绕组：绕线型转子绕组：与定子绕组相似的三相对称绕组。一与定子绕组相似的三相对称绕组。一般接成星形。三个出线端分别接到三个滑环上，再通过电般接成星形。三个出线端分别接到三个滑环上，再通过电刷引出。刷引出。NNNnPT95502风叶风叶铁心铁心绕组绕组滑环滑环轴承轴承绕线型转子绕线型转子3.气隙与其他电机相比，异步电机的与其他电机相比，异步电

7、机的气隙很小气隙很小。中小型异步电机。中小型异步电机的气隙一般为的气隙一般为 0.2mm1.5mm。4-3 三相异步电动机的额定值1.额定功率额定功率PN W或或kW电动机在额定运行时，轴上输出电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率。的机械功率。2.额定电压额定电压UN V电动机在额定运行时，加在定子绕组上的线电压。电动机在额定运行时，加在定子绕组上的线电压。3.额定电流额定电流 IN A电动机在额定电压、额定频率下，输出额定功率时，定子绕电动机在额定电压、额定频率下，输出额定功率时，定子绕组的线电流。组的线电流。4.额定频率额定频率fN Hz 我国电网规定的工频为我国电网规定的工频为50Hz

8、。5.额定转速额定转速nN r/min 电动机在额定电压、额定频率下，轴端输出额定功率时的电动机在额定电压、额定频率下，轴端输出额定功率时的转转子转速。子转速。6.额定功率因数额定功率因数cos N 电动机额定状态运行时，定子回路的功率因数。电动机额定状态运行时，定子回路的功率因数。f额定输出转矩：额定输出转矩：16 0 fnp三相异步电动机的额定功率：三相异步电动机的额定功率：NS4-4 三相异步电动机的简单工作原理定子绕组通入三相对称电流，在气定子绕组通入三相对称电流，在气隙中建立以同步速隙中建立以同步速n1旋转的基波旋转旋转的基波旋转磁场；磁场；（电生磁）（电生磁）1. 三相异步电动机的

9、工作原理气隙旋转磁场在短路的转子绕组中感气隙旋转磁场在短路的转子绕组中感应电动势并产生电流；应电动势并产生电流；（动磁生电）（动磁生电）转子导体中的感应电流与气隙旋转磁转子导体中的感应电流与气隙旋转磁场相互作用产生电磁转矩，实现异步场相互作用产生电磁转矩，实现异步电动机的运行。电动机的运行。（电磁力）（电磁力）T1e1e异步电动机异步电动机10nn思考：异步电动机的转速思考：异步电动机的转速n能否等于同步速能否等于同步速n1？ai1nTi1a与与i2a方方向相反向相反转差率：转差率：同步速同步速n1和电机转速和电机转速n之差与同步速的比值称为转之差与同步速的比值称为转差率，用差率，用s表示，即

10、表示，即11nnsn转差率转差率s是反映异步电机运行状态和负载情况的基本变量。是反映异步电机运行状态和负载情况的基本变量。2. 异步电机的运行状态1）电动机状态）电动机状态 0nn1 0s1转子侧：转子侧：T 与与n转向相同，为驱动转矩，转向相同，为驱动转矩，发出机械功率。发出机械功率。定子侧：定子侧：i1a与与e1方向相反，定子从电网方向相反，定子从电网吸收电功率。吸收电功率。电能电能机械能机械能NS1nnTTai1n1e1eNSNS2）发电机状态）发电机状态TTn1e1e机械能机械能电能电能1n转子侧：转子侧：T 与与n转向相反，为制动转矩，转向相反，为制动转矩，吸收机械功率。吸收机械功率。定子侧：定子侧：i1a与与e1方向相同，发出电功方向相同，发出电功率。率。3）电磁制动状态）电磁制动状态机械能机械能+电能电能电机内部的热损耗电机内部的热损耗转子侧：转子侧：T 与与n转向相反，为制动转矩，转向相反，为制动转矩，吸收机械功率。吸收机械功率。定子侧：定