《电机与拖动技术》课件第 2 章 三相异步电动机的构造与原理

2.1三相异步电动机的构造2.2三相异步电动机的工作原理2.3三相异步电动机的空载运行2.4三相异步电动机的负载运行2.5三相异步电动机的工作特性2.6三相异步电动机的使用本章实验实训

第2章三相异步电动机的构造与原理交流异步电动机三相异步电动机单相异步电动机按定子绕组的相数划分优点：结构简单运行可靠维护方便效率较高价格低廉广泛用于驱动各种金属切削机床、起重机械、鼓风机、水泵及纺织机械等。第2章三相异步电动机的构造与原理2.1

三相异步电动机的构造图2.1

三相异步电动机外形图图2.2

三相异步电动机结构图第2章三相异步电动机的构造与原理三相异步电动机转子由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子铁芯由表面冲槽的硅钢片叠制而成一圆柱形。转子铁芯装在转轴上，转轴拖动机械负载。转子有两种形式：鼠笼式转子和绕线式转子。图2.3鼠笼式转子结构示意图第2章三相异步电动机的构造与原理图2.4

绕线式异步电动机转子结构示意图每相绕组的始端连接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环、环与转轴之间都是互相绝缘的，通过与滑环滑动接触的电刷和转子绕组的三个始端与外电路的可变电阻相连接，用于启动和调速。价格较高，一般用于要求具有较大启动转矩以及有一定调速范围的场合，如大型立式车床和起重设备等。第2章三相异步电动机的构造与原理

第2章三相异步电动机的构造与原理图2.5三相定子绕组的布置

第2章三相异步电动机的构造与原理图2.6三相对称电流的波形图

第2章三相异步电动机的构造与原理图2.7三相电流产生的旋转磁场第2章三相异步电动机的构造与原理

2.旋转磁场的方向从图2.7可见，旋转磁场是按顺时针方向旋转的，而三相电流的相序也按顺时针方向布置，由此可知，旋转磁场的方向与三相电流的相序一致。如改变三相电流的相序（将连接三相电源的三根导线中的任意两根互换），则仍按图2.7分析可知，旋转磁场将按逆时针方向旋转。第2章三相异步电动机的构造与原理

图2.8三相四极异步电动机的定子绕组示意图第2章三相异步电动机的构造与原理

图2.9

三相四极异步电动机的旋转磁场示意图第2章三相异步电动机的构造与原理

第2章三相异步电动机的构造与原理2.2.2三相异步电动机的转动原理载流转子导体在旋转磁场中受到电磁力的作用，方向可用左手定则判断。这些电磁力对转轴形成电磁转矩T，其方向与旋转磁场的转向一致。于是转子是在电磁转矩的作用下，沿着旋转磁场的转向转动起来，转速为n。

图2.10三相异步电动机转动原理第2章三相异步电动机的构造与原理

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第2章三相异步电动机的构造与原理如果电机的定子三相绕组仍然接在三相电源上，同时又因某种原因（例如利用外力）使转子转向与旋转磁场转向相反，从而使电磁转矩的方向与转子方向相反，成为阻碍转子转动的制动转矩，则这时异步电机所处的状态称为制动状态。这时，n＜0，s＞0。第2章三相异步电动机的构造与原理

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第2章三相异步电动机的构造与原理2.4

三相异步电动机的负载运行2.4.1磁动势平衡方程式三相异步电动机在负载运行时，转子将拖动生产机械旋转，输出机械功率。这时转子转速将低于空载转速，转子绕组中的电动势和电流将增加，定子绕组的电流也相应增加。这一点与变压器相似。定子绕组相当于一次绕组，从电源取用电功率，转子绕组相当于二次绕组，通过电磁感应产生电动势和电流，只不过变压器将感应电流作输出电流，从而输出电功率，而三相异步电动机利用感应电流产生电磁转矩，从而输出机械功率。第2章三相异步电动机的构造与原理

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图2.11三相异步电动机转动原理第2章三相异步电动机的构造与原理

第2章三相异步电动机的构造与原理转子每相绕组功率因数

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第2章三相异步电动机的构造与原理空载损耗电磁转矩第2章三相异步电动机的构造与原理

图2.12三相异步电动机的工作特性曲线第2章三相异步电动机的构造与原理

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2.6三相异步电动机的使用

以Ｙ180—4型电动机铭牌为例，来说明铭牌上各个数据的意义。第2章三相异步电动机的构造与原理1.型号为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列和种类，每种电动机用不同的型号表示。型号说明如下：第2章三相异步电动机的构造与原理

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第2章三相异步电动机的构造与原理接法接法表示电动机在额定电压下定子三相绕组的连接方法。一般电动机定子三相绕组的首、尾端均引至接线板上，国家标准规定用符号Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１分别表示电动机三相绕组线圈的首端，用符号Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２分别表示电动机三相绕组线圈的尾端。电动机的六个线头可以接成星形和三角形，如下图所示。但必须按铭牌所规定的接法连接，才能正常运行。第2章三相异步电动机的构造与原理图2.13三相异步电动机的接线图第2章三相异步电动机的构造与原理9.定额工作制定额工作制是指三相电动机按铭牌值工作时，可以允许连续运行的时间和顺序。分为连续定额（Ｓ１）、短时定额（Ｓ２）和周期断续定额（Ｓ３）三种。10.绝缘等级及温升绝缘等级是指电动机定子绕组所用的绝缘材料允许的最高温度的等级。中小型电动机常用的绝缘分为Ａ、Ｅ、Ｂ、Ｆ、Ｈ、Ｃ六级。目前一般电动机采用较多的是Ｅ级绝缘和Ｂ级绝缘。温升是指电动机运行时定子铁芯和绕组温度高于环境温度的允许温差。第2章三相异步电动机的构造与原理11.防护等级防护等级指防止人体接触电机转动部分、电机内带电体和防止固体异物进入电机内的防护级别，共分为四级。（１）IP00———无专门防护。（２）IP23———能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内，并能防淋水。（３）IP44———能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内，并能防溅水。（４）IP54———防尘防溅水。12.LW值指电动机总噪声等级，LW

值小表示电动机的噪声低。第2章三相异步电动机的构造与原理

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第2章三相异步电动机的构造与原理本章实验实训实验一三相异步电动机的空载运行1.实验目的（１）掌握三相异步电动机的连接方法。（２）掌握三相异步电动机的直接启动方法。（３）掌握三相异步电动机的反转方法。第2章三相异步电动机的构造与原理2.实验内容（１）熟悉电动机铭牌数据和接线盒绕组首尾端的布置方式。（２）根据电动机铭牌上给出的额定电压和连接方式以及实验室的电源电压，确定电动机定子绕组的连接方式，并接好电路。（３）合上电源开关，启动电动机，注意观察启动瞬间电流表指针摆动的幅度和变化。将最后的空载电流值记录下来。（４）断开电源开关，注意电动势的变化。（５）将电源线的任意两相对调改接好电路，重新启动电动机，观察电动机的转向是否改变，然后断开电源开关，结束实验。第2章三相异步电动机的构造与原理实验二三相异步电动机的负载运行

第2章三相异步电动机的构造与原理图2.14

三相异步电动机负载实验电路第2章三相异步电动机的构造与原理（２）将调压器Ｔ置于起始位置（输出电压为零位置），转矩仪电源开