《电工技术》课件-模块6-任务1：三相异步电动机结构和工作原理

模块六：异步交流电动机任务1：三相异步电动机结构和工作原理知识目标：熟悉三相异步电动机的结构及其原理能力目标：掌握三相异步电动机的各部分结构以及作用，并掌握三相异步电动机的工作原理素质目标：养成严谨细心的学习习惯，积极关注我国科技发展动态教学目标异步电动机电机：利用电磁原理实现机械能和电能互相转换的旋转机械。电机发电机电动机把机械能转换为电能的电机把电能转换为机械能的电机（按使用电源的种类不同）直流电动机交流电动机（按其工作特点）同步电动机异步电动机（按电源的相数不同）单相异步电动机三相异步电动机异步电动机由于结构简单、运行可靠、维护方便、成本低廉，在工农业生产中得到了最广泛的应用。三相异步电动机主要用作机床、水泵、通风机、传送带、起重机以及各种生产设备的动力装置。单相异步电动机用作家用电器、医疗器械和许多小型机械的动力装置。三相异步电动机结构和工作原理一、三相异步电动机结构三相异步电动机定子转子固定不动的部分旋转部分(a)外形观看鼠笼式异步电动机实物讲解视频三相异步电动机结构和工作原理一、三相异步电动机结构1、定子三相异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组、机座三部分组成。①定子铁心

内圆周上有许多均匀分布的槽，用以镶放三相定子绕组，绕组与铁心间有良好的绝缘。(a)定子铁心(b)三相定子绕组(c)镶有三相绕组的定子1、定子②定子绕组定子的电路部分，常用漆包线绕制而成，分布在定子铁心槽内。三相绕组共有六个出线端，通常接在置于电动机外壳上的接线盒中，分成两排。③机座常用铸铁或铸钢制成，作为整个电机的支架，其作用是固定定子铁心和定子绕组，并通过两侧的端盖和轴承来支承转子，整个电机通过它进行安装和散热。2、转子三相异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组、转轴三部分组成。①转子铁心用硅钢片叠成圆柱形，固定在转轴上。转子铁心与定子铁心之间有微小的空气隙，它们共同组成电动机的磁路。转子铁心外周上有许多均匀分布的槽，槽内安放转子绕组。定子铁心转子铁心转子铁心转子硅钢片2、转子②转子绕组（笼型和绕线型两种结构）笼型转子绕组是由嵌在转子铁心槽内的若干铜条组成的，铜条的两端分别焊接在短接的两个端环上。如果去掉铁心，整个转子绕组的外形就像一个笼子，故称笼型转子。(a)鼠笼型转子绕组(b)铸铝转子绕线转子的铁心与笼型转子的铁心相似，转子绕组与定子绕组相似，在转子铁心槽内嵌放对称的三相绕组，作星形联结。三个绕组的三个尾端连接在一起，三个首端分别接在转轴上的三个铜制集环上，通过电刷与外部的可变电阻器相连。三相线绕转子异步电动机与笼型异步电动机的外形比较，其特点是在转轴的另一端有集电环与电刷。由于它比笼型电动机结构复杂，因而价格较高，但它具有较好的起动和调速性能，一般只用在有特殊需要的场合。三相绕线转子异步电动机外形①一个装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个可以自由转动的笼型转子，磁铁和转子之间没有机械联系，当摇动手柄带动蹄形磁铁旋转时，发现笼型转子也跟着旋转。②摇得快，转子转得快；摇得慢，转子转得慢。③若改变磁铁的转向，则笼型转子的转向也跟着改变。④实验说明，转子是跟着磁场旋转的。（异步电动机的基本原理）三相异步电动机的转子是跟着磁场旋转的，该旋转磁场由定子绕组中三相交流电流产生的。三相异步电动机结构和工作原理三相异步电动机结构和工作原理二、三相异步电动机工作原理1、定子的旋转磁场

(a)绕组在铁心中的布置(b)三相绕组星形联结(c)星形联结电路三相异步电动机结构和工作原理二、三相异步电动机工作原理1、定子的旋转磁场

三相异步电动机结构和工作原理二、三相异步电动机工作原理规定:取绕组始端到末端的方向作为电流的参考方向

合成磁场方向向下

合成磁场旋转120°

合成磁场旋转240°

合成磁场旋转360°

三相异步电动机结构和工作原理二、三相异步电动机工作原理由上述分析，可得出如下结论：（1）旋转磁场的产生在定子的三个空间上互差120°的绕组中分别通入在相位上互差120°的三相交流电时，所产生的合成磁场是一个旋转磁场。（2）旋转磁场的转向任意调换两根电源进线，电路如图所示

结论：把定子绕组与三相电源连接的三根导线中的任意两根对调，旋转磁场的转向便会改变。合成磁场方向向上

（旋转磁场在空间的旋转方向是由电流相序决定的）（3）旋转磁场的转速

(a)电动机每相只有一个线圈(b)电动机每相有两个线圈

旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。（3）旋转磁场的转速一对磁极的旋转磁场，当电流变化一周时，旋转磁场在空间正好转过一周。

交流电频率（每秒钟交流电的周期数）同步转速

12345300015001000600750

二、三相异步电动机工作原理2、转子转动原理定子三相绕组通入三相交流电

方向:顺时针

切割转子导体

右手定则

旋转磁场

旋转磁场

左手定则

异步电动机转子的转动方向总是与旋转磁场的转向一致的，如果旋转磁场反转，则转子也随之反转。因此，若要改变三相异步电动机的旋转方向，只需把定子绕组与三相电源连接的三根导线对调任意两根即可。

(“异步电动机”名称的由来）由于异步电动机的运转是靠电磁感应的作用，所以异步电动机也称为“感应电动机”。

无转子感应电动势和感应电流

转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导体无电磁转矩因此，转子转速与旋转磁场转速之间必须有差异。二、三相异步电动机工作原理3、转差率

转速差