1、第四章 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理4-1 異步電動(dòng)機(jī)的用途與分類異步電動(dòng)機(jī)的用途與分類4-2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)4-3 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值4-4 三相異步電動(dòng)機(jī)的簡單工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的簡單工作原理 基本要求：基本要求：1.了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理3.掌握三相異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)及其判別方法掌握三相異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)及其判別方法4.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值第四章 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理4-1

2、 異步電動(dòng)機(jī)的用途與分類1.異步電動(dòng)機(jī)的用途三相異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。三相異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。在日常生活中，電扇、洗衣機(jī)、電冰箱和空調(diào)等一般由單在日常生活中，電扇、洗衣機(jī)、電冰箱和空調(diào)等一般由單相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。玉米脫粒機(jī)玉米脫粒機(jī)金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床電扇用異步電動(dòng)機(jī)電扇用異步電動(dòng)機(jī)2.異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、堅(jiān)固耐用、效結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、堅(jiān)固耐用、效率較高。率較高。2）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)調(diào)速性能差；調(diào)速性能差；功率因數(shù)較差，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)必須從電網(wǎng)吸收滯后的功率因數(shù)較

3、差，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)必須從電網(wǎng)吸收滯后的無功功率。無功功率。3.異步電動(dòng)機(jī)的分類1）按定子相數(shù)分）按定子相數(shù)分單相異步電動(dòng)機(jī)、兩相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)單相異步電動(dòng)機(jī)、兩相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)2）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分）按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分繞線型異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)：單籠、雙籠、深槽型鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)：單籠、雙籠、深槽型繞線型異步電動(dòng)機(jī)繞線型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)4-2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子繞組定子繞組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子軸承軸承端蓋端蓋機(jī)座機(jī)座風(fēng)扇風(fēng)扇接線盒接線盒定子鐵心定子鐵心端蓋端蓋定子：定子：定子鐵心、定子繞組、機(jī)座、端蓋定子鐵心、定子繞組、機(jī)座、端蓋轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)

4、子：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)扇轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、軸承、風(fēng)扇1.定子1）定子鐵心）定子鐵心作用：作用：磁路的組成部分，嵌放定磁路的組成部分，嵌放定子繞組。子繞組。構(gòu)成：構(gòu)成：0.5mm厚的硅鋼片疊成。厚的硅鋼片疊成。 2）定子繞組定子繞組作用：作用：感應(yīng)電動(dòng)勢、流過電流實(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢、流過電流實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。構(gòu)成：構(gòu)成：絕緣銅（或鋁）線繞成。絕緣銅（或鋁）線繞成。聯(lián)結(jié)方式：聯(lián)結(jié)方式：根據(jù)實(shí)際使用需要根據(jù)實(shí)際使用需要接成接成“Y”形或形或“D”形。形。（a）Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) （b）D聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 3）機(jī)座）機(jī)座作用：作用：用來支撐整個(gè)電機(jī)。用來支撐整個(gè)電機(jī)。構(gòu)成：構(gòu)成：中、

5、小型異步電機(jī)采用鑄鐵機(jī)座，大型異步電機(jī)一中、小型異步電機(jī)采用鑄鐵機(jī)座，大型異步電機(jī)一般采用鋼板焊接機(jī)座。般采用鋼板焊接機(jī)座。2.轉(zhuǎn)子1）轉(zhuǎn)子鐵心）轉(zhuǎn)子鐵心作用：作用：主磁路的組成部分，放置或澆主磁路的組成部分，放置或澆注轉(zhuǎn)子繞組注轉(zhuǎn)子繞組 。構(gòu)成：構(gòu)成：0.5mm厚的硅鋼片疊裝而成。厚的硅鋼片疊裝而成。2）轉(zhuǎn)子繞組）轉(zhuǎn)子繞組作用：作用：感應(yīng)電動(dòng)勢、流過電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。感應(yīng)電動(dòng)勢、流過電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)型式：結(jié)構(gòu)型式：鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組和繞線型轉(zhuǎn)子繞組。鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組和繞線型轉(zhuǎn)子繞組。鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組：鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組：槽中插有裸銅導(dǎo)條，在轉(zhuǎn)子鐵心兩端槽中插有裸銅導(dǎo)條，在轉(zhuǎn)子鐵心兩端用端環(huán)焊接

6、。小型異步電動(dòng)機(jī)還常采用鑄鋁型轉(zhuǎn)子。用端環(huán)焊接。小型異步電動(dòng)機(jī)還常采用鑄鋁型轉(zhuǎn)子。銅導(dǎo)條銅導(dǎo)條端環(huán)端環(huán)銅排轉(zhuǎn)子繞組銅排轉(zhuǎn)子繞組軸軸軸承軸承鐵心和繞組鐵心和繞組鑄鋁型轉(zhuǎn)子鑄鋁型轉(zhuǎn)子繞線型異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞線型異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組連接方式繞組連接方式繞線型轉(zhuǎn)子繞組：繞線型轉(zhuǎn)子繞組：與定子繞組相似的三相對稱繞組。一與定子繞組相似的三相對稱繞組。一般接成星形。三個(gè)出線端分別接到三個(gè)滑環(huán)上，再通過電般接成星形。三個(gè)出線端分別接到三個(gè)滑環(huán)上，再通過電刷引出。刷引出。NNNnPT95502風(fēng)葉風(fēng)葉鐵心鐵心繞組繞組滑環(huán)滑環(huán)軸承軸承繞線型轉(zhuǎn)子繞線型轉(zhuǎn)子3.氣隙與其他電機(jī)相比，異步電機(jī)的與其他電機(jī)相比，異步電

7、機(jī)的氣隙很小氣隙很小。中小型異步電機(jī)。中小型異步電機(jī)的氣隙一般為的氣隙一般為 0.2mm1.5mm。4-3 三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值1.額定功率額定功率PN W或或kW電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率。的機(jī)械功率。2.額定電壓額定電壓UN V電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線電壓。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線電壓。3.額定電流額定電流 IN A電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，輸出額定功率時(shí)，定子繞電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，輸出額定功率時(shí)，定子繞組的線電流。組的線電流。4.額定頻率額定頻率fN Hz 我國電網(wǎng)規(guī)定的工頻為我國電網(wǎng)規(guī)定的工頻為50Hz

8、。5.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN r/min 電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，軸端輸出額定功率時(shí)的電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下，軸端輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。子轉(zhuǎn)速。6.額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)cos N 電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，定子回路的功率因數(shù)。電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，定子回路的功率因數(shù)。f額定輸出轉(zhuǎn)矩：額定輸出轉(zhuǎn)矩：16 0 fnp三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率：三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率：NS4-4 三相異步電動(dòng)機(jī)的簡單工作原理定子繞組通入三相對稱電流，在氣定子繞組通入三相對稱電流，在氣隙中建立以同步速隙中建立以同步速n1旋轉(zhuǎn)的基波旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的基波旋轉(zhuǎn)磁場；磁場；（電生磁）（電生磁）1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的

9、工作原理氣隙旋轉(zhuǎn)磁場在短路的轉(zhuǎn)子繞組中感氣隙旋轉(zhuǎn)磁場在短路的轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢并產(chǎn)生電流；應(yīng)電動(dòng)勢并產(chǎn)生電流；（動(dòng)磁生電）（動(dòng)磁生電）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)異步場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。（電磁力）（電磁力）T1e1e異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)10nn思考：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速思考：異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n能否等于同步速能否等于同步速n1？ai1nTi1a與與i2a方方向相反向相反轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：同步速同步速n1和電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)速n之差與同步速的比值稱為轉(zhuǎn)之差與同步速的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用差率，用s表示，即

10、表示，即11nnsn轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s是反映異步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載情況的基本變量。是反映異步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載情況的基本變量。2. 異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)1）電動(dòng)機(jī)狀態(tài)）電動(dòng)機(jī)狀態(tài) 0nn1 0s1轉(zhuǎn)子側(cè)：轉(zhuǎn)子側(cè)：T 與與n轉(zhuǎn)向相同，為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)向相同，為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，發(fā)出機(jī)械功率。發(fā)出機(jī)械功率。定子側(cè)：定子側(cè)：i1a與與e1方向相反，定子從電網(wǎng)方向相反，定子從電網(wǎng)吸收電功率。吸收電功率。電能電能機(jī)械能機(jī)械能NS1nnTTai1n1e1eNSNS2）發(fā)電機(jī)狀態(tài)）發(fā)電機(jī)狀態(tài)TTn1e1e機(jī)械能機(jī)械能電能電能1n轉(zhuǎn)子側(cè)：轉(zhuǎn)子側(cè)：T 與與n轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，吸收機(jī)械功率。吸收機(jī)械功率。定子側(cè)：定子側(cè)：i1a與與e1方向相同，發(fā)出電功方向相同，發(fā)出電功率。率。3）電磁制動(dòng)狀態(tài)）電磁制動(dòng)狀態(tài)機(jī)械能機(jī)械能+電能電能電機(jī)內(nèi)部的熱損耗電機(jī)內(nèi)部的熱損耗轉(zhuǎn)子側(cè)：轉(zhuǎn)子側(cè)：T 與與n轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，吸收機(jī)械功率。吸收機(jī)械功率。定子側(cè)：定