三相异步电动机结构和工作原理教案

1、2 2 三相异步电动机三相异步电动机及其控制及其控制 一、三相异步电动机的结构一、三相异步电动机的结构 下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。 右图是一台三相鼠笼型异步电右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。动机的外形图。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 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。人为改变电动机的机械特性。 结构复杂、价格较贵、维护工作量；转结构复杂、价格较贵、维护工作量；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。异步电动机的外部接线异步电动机

2、的外部接线 三相笼式异步电动机的部件图三相笼式异步电动机的部件图转动原理：转动原理： NS（1）电磁转矩的产生）电磁转矩的产生 用右手定则判断转用右手定则判断转子绕组中感应电流的子绕组中感应电流的方向方向 用左手定则判断转用左手定则判断转子绕组受到的电磁力子绕组受到的电磁力的方向的方向电磁力电磁力电磁转矩电磁转矩 TT 与与 n0 同方向。同方向。 工作原理示意图工作原理示意图二、三相异步电动机的基本工作原理二、三相异步电动机的基本工作原理（2）电动机转速）电动机转速n和旋转磁场同步转速和旋转磁场同步转速n0的关系的关系电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致

3、，但但 异步异步电动机电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn （3 3）转差（率）转差（率）S S 的概念：的概念：%10000nnns异步电动机运行中异步电动机运行中:%91s转转 差：差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。转差率：转差率：转差与转差与n0的比值。的比值。 即：即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大）（转差率最大）00nnns或或1. 1. 旋转磁场旋转磁场旋转

4、磁场由三相电流通过三相旋转磁场由三相电流通过三相对称对称绕组产生。绕组产生。对称：对称：三相对称负载三相对称负载空间对称分布空间对称分布（1 1）旋转磁场的产生）旋转磁场的产生二、三相异步电动机的基本工作原理二、三相异步电动机的基本工作原理V2V1W2U2U1W1转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机座机座转子：在旋转磁场作用转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电下，产生感应电 动势或电流。动势或电流。三相定子绕组：三相定子绕组： 产生旋转磁场产生旋转磁场U1V2W1V1W2异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极UiViWimIt0n()电流出电流出

5、( )电流入电流入U2U1V1W1sinsin120sin240mmmiItiItiIt180tU2V1W20nU1V2W1 60tU1U2V2W1V1W2SN0n60A120tU2V2W1V1W20nUiViWitmI三相对称绕组通入三相对称电流就形成三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场旋转磁场 二极旋转磁场二极旋转磁场 极对数极对数（p）的概念：的概念：（2）旋转磁场的转速）旋转磁场的转速旋转磁场转速旋转磁场转速 n0 同步转速同步转速如何改变旋转磁场的转速？如何改变旋转磁场的转速？ 以以 Y 型接法为例，当每相型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右图绕组只有一个线圈时，按右图放

6、入定子槽内，合成的旋转磁放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为场只有一对磁极，则极对数为 1。 即即 p = 1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2 以以 Y 型接法为例，将型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈每相绕组都改用两个线圈串联组成。串联组成。 按下图放入定子按下图放入定子槽内。槽内。 形成的磁场则是形成的磁场则是两对磁极。两对磁极。 即即 p = 2 U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3 三相绕组三相绕组 四极旋转磁场四极旋转磁场电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转一圈旋转磁

7、场转一圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 50 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 3000 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化 (5060) 周周p = 1 时：时：电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 25 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 1500 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化 (2560) 周周p = 2 时：时：三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速600pfn min）r/ ( p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f = 50 Hz

8、 时，不同极对数时的同步转速如下时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速同步转速p 为任意值时：为任意值时：旋转方向：取决于三相电流的相序。旋转方向：取决于三相电流的相序。（3）旋转磁场的转向）旋转磁场的转向U1U2V1V2W2W1i1i2L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti3U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3任意对调两根电源进线，磁场反转。任意对调两根电源进线，磁场反转。i1i2ImOti3旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序：取决于三相电流的相序0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相UiViWi

9、mItUiWiVimIt方法：方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转和电源相接的任意两相互换，就可实现反转正转正转反转反转AB CM3电电 源源ABCM3电电 源源三、三相异步电动机的铭牌数据三、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

10、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 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

11、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 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(18