电工与电子技术基础 第6章 三相异步电动机

第6章三相异步电动机6.2三相异步电动机的定子旋转磁场6.3三相异步电动机的转速和磁极对数6.4三相异步电动机的机械特性6.6三相异步电动机的使用6.5三相异步电动机的铭牌和技术数据6.1三相异步电动机的工作原理电动机交流电动机直流电动机笼式绕线式异步机同步机他励、并励、串励、复励电动机的分类：本章主要介绍笼式三相异步电动机的基本结构、工作原理、机械特性及控制方法返回电动机的外形：返回6.1三相异步电动机的工作原理6.1.1转动原理铜条组成的笼型转子可以旋转的永久磁铁当手柄摇动磁铁时，笼型转子跟着磁铁一起转动。返回摇的快，转子也转的快，反方向摇，转子跟着反转。转子2.线圈跟着磁铁转，两者转动方向一致；

结论：1.转子与磁铁之间存在电磁力；3.线圈比磁铁转得慢。返回转动原理分析：

磁极闭合线圈

结论：

线圈比磁场转得慢返回6.1.2基本结构三相异步电动机返回1.定子定子是由定子铁心和定子绕组构成。定子铁心定子绕组返回定子铁心由硅钢片叠成。定子铁心定子绕组返回2.转子笼型转子绕线型转子由转子铁心和转子绕组构成。返回6.2三相异步电动机的定子旋转磁场6.2.1旋转磁场的产生三相对称电流的产生：三相异步电动机的定子绕组接到三相交流电源上，定子绕组中便流入三相对称交流电流。三相绕组接成星形YBZXAC三相绕组在定子铁心中的排列A、B、C接三相电源返回三相对称电流：返回旋转磁场的产生：电流流进电流流出合成磁场方向返回旋转磁场的产生：合成磁场转了60度返回旋转磁场的产生：合成磁场转了120度返回旋转磁场的产生：结论：三相对称电流产生旋转磁场。返回6.2.2旋转磁场的反转旋转方向取决于通入定子绕组中三相电流的相序。ABCM3~三相电源定子绕组电流的顺序为A、B、C，电机正转。返回ABC三相电源M3~定子绕组电流的顺序为A、C、B，电机反转。电源的C相电流电源的B相电流改变电机的旋转方向：换接定子绕组其中两相。返回6.3三相异步电动机的转速和磁极对数6.3.1转速电机的转速:异步名称的由来如果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）无转距无转子电流因为两者存在相对运动，即同步转速（旋转磁场的转速）:返回

转差率s

：异步电机运行中:转差率为同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间:（转差率最大）所以，电动机转速与同步转速比较接近。

转速n

：返回6.3.2磁极对数

极对数P：即：定子每相绕组只有一个线圈定子铁心只有6个槽合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。返回合成磁场具有两对磁极每相绕组有两个线圈串联返回当P=1时，i变化一次（一个周期），n0在空间转过一圈。i每秒变化f1次,n0在空间转过f1圈,i每分钟变化60f1次,n0在空间转过60f1

圈,即旋转磁场每分钟的转速为同步转速n0

：6.3.3磁极对数与同步转速的关系返回当P=2时，i变化一次（一个周期），n0在空间转过半圈,比P=1时慢了一半。即旋转磁场每分钟的转速为返回同理，当P=3时，i变化一次（一个周期），旋转磁场每分钟的转速为由此推出：当旋转磁场具有P对极时，其同步转速为返回三相异步电动机的同步转速极对数电流变化一个周期磁场转过的空间角度同步转速表6.1返回6.4三相异步电动机的机械特性6.4.1定子绕组电动机的工作原理与变压器的工作原理相似。返回1.转子静止时6.4.2转子绕组返回2.转子转动时返回转子中各个载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩总和。常数每极磁通转子电流转子电路的6.4.3转矩返回得到转矩公式代入其中参数：转矩正比于电源电压的平方，即转矩受电源电压的影响很大。返回6.4.4三相异步电动机的机械特性由转矩公式机械特性：10n0Tn得特性曲线：返回n0Tn1.额定转矩

电动机带动额定负载时，转轴上输出的转矩。nN额定转矩计算公式：返回电动机一般工作在特性曲线的ab段，电动机发出的转矩自动随负载的变化进行调整，满足负载的需要。自动调整过程：电动机稳定工作在特性曲线上的点，在新的工作状态下，电动机的转速降低了，转子电流和定子电流都增大了。返回电机带动最大负载的能力。n0Tn求解最大转矩也受电源电压的影响。返回最大转矩受电源电压的影响：在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低时，最大转矩下降很多，电机工作在特性2，此时电机的转速降低、定子电流增大，造成电机过热。返回当负载转矩超过最大转矩时，电机将会因带不动负载而停转，出现闷车情况，时间长了就会烧坏电机。所以，bc段是不稳定区域。电机的过载系数：三相异步机返回电机起动时的转矩。n0Tn其中返回解：1.根据额定转速可判断出同步转速为【例6.1】一台三相笼式异步电动机的技术数据为：试求：1.磁极对数和转差率；

2.额定转矩、启动转矩和最大转矩。返回【例6.1】一台三相笼式异步电动机的技术数据为：试求：1.磁极对数和转差率；

2.额定转矩、启动转矩和最大转矩。解：2.返回6.5三相异步电动机的铭牌技术数据1.型号Y132M－4

磁极数(极对数p=2)三相异步电动机2.电压和接法额定电压UN：是额定情况下定子绕组应加的额定线电压。一般额定线电压为380V。例如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。

定子绕组的接法：星形和角形。返回表示在角形接法下，电机的线电流为15.4A，相电流为8.89A；星形接法时线、相电流均为8.89A。其中3.额定电流：电机工作在额定状态时定子绕组流过的线电流。IN

4.额定功率、效率和功率因数

额定功率:是指电机在额定运行时轴上输出的功率。额定功率不等于输入功率，两者的关系为PN返回

4.额定功率、效率和功率因数

额定效率：是指电机在额定运行时与轴上输出的功率之比。额定功率因数：是指定子绕组相电压与相电流之间的相位差。

5.额定转速nN

:是指电机在额定运行时的转速。6.绝缘等级:是指电机使用的绝缘材料的等级。不同等级的绝缘材料能允许不同的极限温度。返回6.6三相异步电动机的使用三相异步电动机启动时间虽短，但启动电流很大。中小型笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍。启动电流大的原因：起动时n=0，转子导体切割磁力线速度很大。6.6.1启动返回对电动机的影响：频繁启动造成热量的积累，导致电机过热；大电流使电网电压降低，影响其他负载工作。三相笼式异步电动机的启动方法：

1.直接启动二三十千瓦以下的异步电动机一般采用直接启动。

2.降压启动Y－换接启动、自耦降压启动、软启动。返回2.降压启动（1）Y－

换接启动

Y－

换接启动的方法只适合角形接法的电机。启动时，电机接成星形；启动完毕后，电机自动接成角形。

Y启动时：

启动时：

Y启动电流是

启动电流的三分之一。返回（2）自耦变压器降压启动启动时，开关S2自动接到启动位置，启动完毕后，开关S2自动接到运转位置。

此启动方法适合星形接法的三相笼型电动机。返回【例6.2】已知笼式角形连接的三相异步电动机：试求：1.启动电流和启动转矩；

2.若采用星－角变换启动法，计算启动电流和启动转矩；

3.当负载转矩分别为额定转矩的70%和

50%时，采用星－角变换启动法，该电动机是否能启动？返回【例6.2】已知笼式角形连接的三相异步电动机：解：1.求启动电流和启动转矩

2.星－角变换启动，求启动电流和启动转矩

返回解：3.当负载转矩分别为额定转矩的70%和50%

时，采用星－角变换启动法，该电动机是否能启动？返回6.6.2反转ABCM3~三相电源ABC三相电源M3~自动对调电动机定子绕阻接在三相电源的任意两相即可反转。返回6.6.3调速1.变极调速（有级调速）2.变频调速（无级调速）调速方法：

变极调速就是调磁极对数。一般电机的磁极对数是固定的，所以这种调速范围窄。变频调速目前广泛使用，调速范围宽。返回变频调速就是在电源与电动机定子之间接入一个变频装置即可实现无级调速。变频器返回6