《电工电子技术及应用》课件 3-3-1 三相异步电动机的结构及原理

电工电子技术及应用2025/2/18情境1直流电路的等效变换及测试1任务3-3-1三相异步电动机的结构及原理3-3-1三相异步电动机的结构及原理能力目标1、能正确计算三相异步电动机的各种参数；

2、能改变三相异步电动机的转向。知识目标1、能说出三相异步电动机的结构、原理及机械特性。学习内容及目标：高压异步电动机

磨煤机用电动机

YYR系列大型异步电动机了解常见的电机洗衣机电机油烟机电机电动车电机家用空调电机发电机了解常见的电机了解常见的电机(a)普通车床(b)摇臂钻床(c)自动生产线(d)万能铣床了解常见的电机7情境3三相异步电动机的使用及维护

三相异步电动机结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便，而且效率高、重量轻、价格低，优点非常突出，尤其是随着电力电子技术的发展，电动机的缺点正逐步被克服，因此，三相异步电动机在工农业生产中得到了广泛的应用。为确保电动机的正确使用和安全运行，工作人员必须熟悉有关电动机的工作原理、安全运行知识，掌握电动机常见故障及处理方法，做到及时发现和消除电动机事故隐患。本任务主要学习三相异步电动机的结构、工作原理、机械特性以及使用维护、维修等。3-3-1三相异步电动机的结构及原理一、三相异步电动机（一）三相异步电动机的结构三相异步电动机主要由固定不动的定子和旋转的转子两个基本部分组成。（一）三相异步电动机的结构1、定子（由机座、定子铁芯、定子绕组组成）

（a）定子

（b）定子铁芯

（c）定子绕组（一）三相异步电动机的结构

定子

1、机座：起固定和支撑定子铁芯的作用，一般用铸铁制造。（一）三相异步电动机的结构

定子铁芯

2、定子铁芯：由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成，铁芯内开有均匀的槽，嵌放定子绕组。（一）三相异步电动机的结构

3、定子绕组：由结构相同的三个对称绕组组成，空间互差120度，可接成Y或Δ，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。

（一）三相异步电动机的结构4、定子绕组的接线：（一）三相异步电动机的结构电动机接线盒U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1U2V2

W2U1V1

W1W2

U2V2星形(Y)联结3~U1V1

W1W2

U2V2三角形(△)联结3~（一）三相异步电动机的结构4、定子绕组的接线：2、转子

转子的基本组成部分是转子铁芯和转子绕组。转子铁芯是由硅钢片叠成的圆柱体，表面有冲槽，槽内安放转子绕组。16情境3三相异步电动机的使用及维护（一）三相异步电动机的结构

2、转子

（a）鼠笼转子（b）转子铁芯（c）绕线转子根据转子绕组结构的不同，三相异步电动机有鼠笼式和绕线式两种型式。（一）三相异步电动机的结构3、电动机绝缘检测

（一）三相异步电动机的结构磁铁闭合线圈（二）三相异步电动机的工作原理

电动机定子铁芯内腔均匀分布着6个槽，槽内安放着三个彼此独立、对称的三相绕相，3个绕组在空间按120°均布，当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以转速n0沿定子和转子内圆空间旋转的磁场。1、旋转磁场（1）旋转磁场的产生

在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极AYCBZ(•)电流出X(

)电流入（1）旋转磁场的产生

AXYCBZAXBYCZ合成磁场方向：向下（1）旋转磁场的产生

XBZAYCAXYCBZAXYCBZ同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：（1）旋转磁场的产生

U1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS（1）旋转磁场的产生

旋转方向：取决于三相电流的相序。改变电机的旋转方向的方法：改变相序（换接其中两相）（1）旋转磁场的产生

将三相中的任意两相互换(改变相序)，就可实现反转。三相异步电动机实现正、反转方法：正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源AXBYCZ此种接法（每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZ（3）旋转磁场的极对数PC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。AXBYCZ（3）旋转磁场的极对数P极对数C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'（3）旋转磁场的极对数P

一个电流周期，P=1时，旋转磁场在空间转过360°。则同步转速（旋转磁场的速度）为：

P=2时，旋转磁场在空间转过180°。则同步转速（旋转磁场的速度）为：（4）旋转磁场的转速n0

对任意P，同步转速（旋转磁场的速度）为：

（4）旋转磁场的转速n0

极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速（4）旋转磁场的转速n0

电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但

异步电动机无转距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）无转子电流提示：如果（5）转差率S异步电机运行中:转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机启动瞬间:（转差率最大）例题：1、一台三相异步电动机，其额定转速nN=1460r/min，求电动机在额定负载时的转差率。（5）转差率S1、一台三相6极异步电动机，在额定负载时的转差率为3%，求电动机的额定转速。（5）转差率S练习

可以看出，转矩T与电源电压的平方成正比。1、

电磁转矩T（三）三相异步电动机的电磁转矩和机械特性2、机械特性:

指转速n（或s）与转矩T的关系，其关系曲线如图所示。38情境3三相异步电动机的使用及维护（三）三相异步电动机的电磁转矩和机械特性图3-3-13三相异步电动机的机械

(1)启动点A：电动机通电瞬间或者通电后转子被固定不转，此时产生启动转矩Tst

。此时

Tst体现了电动机带载启动的能力。若Tst

>TL电机能启动，否则将启动不了。2、机械特性（2）最大转矩点B：在B点处，产生了最大转矩Tmax，反映了电动机带动最大负载的能力，如果TL>Tmax，电动机将会因带不动负载而停转。Tmax与电源电压的平方成正比，大约是额定转矩的2倍左右，工作时，一定令负载转矩TL<Tmax，否则电动机将停转，致使电流过大而烧毁电动机。B点是临界点，将机械特性曲线分成变化趋势完全相反的上下两部分，其中AB段为启动时必经的一段，BD段是正常工作区域。2、机械特性（3）额定转矩点C：电机在额定电压下，以额定转速nN运行，输出额定功率PN时，电机转轴上输出额定转矩:41情境3三相异步电动机的使用及维护2、机械特性（4）理想空载点D在不带负载、没有任何损耗的理想空载状况下，电动机会运行在D点，此时n=n0,T=0,此时电动机工作电流为零，没有能量输入输出。D点也是临界点，如果n>n0（如电动汽车下坡），电动机转子绕组切割磁力线的方向会改变，电动机会变成发电机。42情境3三相异步电动机的使用及维护2、机械特性（5）电动机的自适应负载能力：

电动