三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理演示文稿第一頁(yè)，共五十九頁(yè)。

異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛：在工業(yè)方面：中、小型軋鋼設(shè)備，機(jī)床、輕工機(jī)械、起重機(jī)械，礦山機(jī)械等。在農(nóng)業(yè)方面：脫粒機(jī)、粉碎機(jī)、排灌機(jī)械及加工機(jī)械。在家用電器方面：電風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱等。1.交流電動(dòng)機(jī)按電機(jī)定子相數(shù)分三相異步電動(dòng)機(jī)、兩相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)。2.按電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)、繞線型異步電動(dòng)機(jī)2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的用途及分類(lèi)第二頁(yè)，共五十九頁(yè)。電動(dòng)機(jī)的外形2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與工作過(guò)程第三頁(yè)，共五十九頁(yè)。三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造第四頁(yè)，共五十九頁(yè)。三相異步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機(jī)座、軸承、風(fēng)扇等部件。第五頁(yè)，共五十九頁(yè)。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖三相異步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機(jī)座、軸承、風(fēng)扇等部件。定子第六頁(yè)，共五十九頁(yè)。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖三相異步電動(dòng)機(jī)主要部件是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。此外，還有端蓋、機(jī)座、軸承、風(fēng)扇等部件。定子轉(zhuǎn)子軸承端蓋機(jī)座第七頁(yè)，共五十九頁(yè)。

1.定子三相異步電動(dòng)機(jī)的定子是由機(jī)座、定子鐵心和定子繞組組成。定子繞組機(jī)座鐵心基本作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第八頁(yè)，共五十九頁(yè)。（1）定子鐵心是由沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成。定子硅鋼片第九頁(yè)，共五十九頁(yè)。（2）在定子槽孔中放置三相彼此獨(dú)立的繞組。AXBYCZABCZXYAXBYCZAXBYCZABCZXY定子繞組星接定子繞組角接端子第十頁(yè)，共五十九頁(yè)。

（3）機(jī)座作用：固定定子鐵心，保護(hù)整臺(tái)電機(jī)材料：鑄鐵（中小型）鋼板（大型）2、轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分為轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸及風(fēng)葉等組成。（1）轉(zhuǎn)子鐵心作用：電動(dòng)機(jī)磁路一部分材料：0.5mm相互絕緣硅鋼片

基本作用：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。第十一頁(yè)，共五十九頁(yè)。（2）轉(zhuǎn)子繞組作用：產(chǎn)生感應(yīng)電流和電動(dòng)勢(shì)，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩分類(lèi)：a、籠型轉(zhuǎn)子

結(jié)構(gòu)：?jiǎn)位\型、雙籠型、深槽式，其中單籠型又分鑄鋁和銅條轉(zhuǎn)子。第十二頁(yè)，共五十九頁(yè)。b、繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：與定子繞組具有相同極數(shù)的三相對(duì)稱(chēng)繞組接法：星形，首端接到轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)，再通過(guò)定子端蓋上的電刷與外電路相連。第十三頁(yè)，共五十九頁(yè)。鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較：鼠籠式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。繞線式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。第十四頁(yè)，共五十九頁(yè)。2.2.2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o第十五頁(yè)，共五十九頁(yè)。o規(guī)定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出(

)電流入第十六頁(yè)，共五十九頁(yè)。

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁

場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600o第十七頁(yè)，共五十九頁(yè)。AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°取決于三相電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)AXCZBY0

to第十八頁(yè)，共五十九頁(yè)。3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：o

tAXBYCZAXYCBZ第十九頁(yè)，共五十九頁(yè)。若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC第二十頁(yè)，共五十九頁(yè)。極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0第二十一頁(yè)，共五十九頁(yè)。4.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ第二十二頁(yè)，共五十九頁(yè)。p=2時(shí)0第二十三頁(yè)，共五十九頁(yè)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?jiàn):第二十四頁(yè)，共五十九頁(yè)。2.2.2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1.轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF第二十五頁(yè)，共五十九頁(yè)。8.2.3轉(zhuǎn)差率旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。第二十六頁(yè)，共五十九頁(yè)。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為第二十七頁(yè)，共五十九頁(yè)。8.4三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)8.4.1起動(dòng)性能起動(dòng)問(wèn)題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過(guò)熱后果：原因：起動(dòng)：

n=0，s=1,接通電源。起動(dòng)時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流定子電流

第二十八頁(yè)，共五十九頁(yè)。起動(dòng)方法(1)直接起動(dòng)

二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。(2)降壓起動(dòng)：星形-三角形(Y－)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)）(3)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（適用于繞線式電動(dòng)機(jī)）以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。第二十九頁(yè)，共五十九頁(yè)。設(shè)：電機(jī)每相阻抗為1.降壓起動(dòng)(1)Y－

換接起動(dòng)

降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的+－

起動(dòng)U1U2V1V1W1W2

+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W2第三十頁(yè)，共五十九頁(yè)。Y－

起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1△動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)第三十一頁(yè)，共五十九頁(yè)。Y－

起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖Y起動(dòng)L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1

起動(dòng)UPU1+＿Ul+＿U2V1V2W1W2第三十二頁(yè)，共五十九頁(yè)。Y－

起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖

工作L1L3L2FUSU1V1U2V2W1W2W1L3V2U2L2V1W2L1U1U2

正常運(yùn)行Ul+＿U1V1V2W1W2第三十三頁(yè)，共五十九頁(yè)。(a)僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

(b)Y－

起動(dòng)Y－

換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y-

換接起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題

正常運(yùn)行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動(dòng)+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1第三十四頁(yè)，共五十九頁(yè)。(2)自耦降壓起動(dòng)L1L3L2FUQQ2下合：接入自耦變壓器，降壓起動(dòng)。Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。合刀閘開(kāi)關(guān)QQ2

自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成Y形不能采用Y－

起動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。第三十五頁(yè)，共五十九頁(yè)。RRR滑環(huán)電刷定子轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子電路中，起動(dòng)后將R短路。起動(dòng)電阻

2.繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)?第三十六頁(yè)，共五十九頁(yè)。

若R2選得適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。R2-TTst

-TO轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)第三十七頁(yè)，共五十九頁(yè)。

方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電源~UVWM3~UVW電源~M3~第三十八頁(yè)，共五十九頁(yè)。例1:1)解:

一臺(tái)Y225M-4型的三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組△型聯(lián)結(jié)，其額定數(shù)據(jù)為：P2N=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，

N=92.3%，cos

N=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：

1)額定電流IN?2)額定轉(zhuǎn)差率sN?3)額定轉(zhuǎn)矩

TN、最大轉(zhuǎn)矩Tmax、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN。第三十九頁(yè)，共五十九頁(yè)。

2）由nN=1480r/min，可知p=2（四極電動(dòng)機(jī)）3）第四十頁(yè)，共五十九頁(yè)。在上例中(1)如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩為510.2N?m,試問(wèn)在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？（2）采用Y-

換接起動(dòng)時(shí)，求起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。又當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的80%和50%時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？解:(1)在U=UN時(shí)

Tst=551.8N?m>510.2N.m不能起動(dòng)(2)Ist

=7IN=784.2=589.4A

在U′=0.9UN時(shí)能起動(dòng)例2:第四十一頁(yè)，共五十九頁(yè)。在80%額定負(fù)載時(shí)不能起動(dòng)在50%額定負(fù)載時(shí)可以起動(dòng)(3)第四十二頁(yè)，共五十九頁(yè)。對(duì)例8.5.1中的電動(dòng)機(jī)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)，設(shè)起動(dòng)時(shí)加到電動(dòng)機(jī)上的電壓為額定電壓的64%，求這時(shí)的線路起動(dòng)電流Ist′′和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst′。解：設(shè)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓為U'，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為Ist

依據(jù)變壓器的一次、二次側(cè)電壓電流關(guān)系，可求得線路起動(dòng)電流Ist′′。例3:

第四十三頁(yè)，共五十九頁(yè)。第四十四頁(yè)，共五十九頁(yè)。采用自耦降壓法起動(dòng)時(shí)，若加到電動(dòng)機(jī)上的電壓與額定電壓之比為x，則線路起動(dòng)電流Ist"為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)距Tst′為結(jié)論：第四十五頁(yè)，共五十九頁(yè)。8.5.1變頻調(diào)速(無(wú)級(jí)調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲三種電氣調(diào)速方法8.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第四十六頁(yè)，共五十九頁(yè)。8.5.2變極調(diào)速(有級(jí)調(diào)速)

變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。A1X1A2X2iiP=2··A1A2X1X2··NNSS第四十七頁(yè)，共五十九頁(yè)。A1X1A2X2ii??P=1采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱(chēng)作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。A1··A2X1X2SN第四十八頁(yè)，共五十九頁(yè)。To8.5.3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速(無(wú)級(jí)調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。nn'??TLTLs

′s??Tso第四十九頁(yè)，共五十九頁(yè)。8.6三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能耗制動(dòng)制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)

在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。第五十頁(yè)，共五十九頁(yè)。nF轉(zhuǎn)子T

n0=0反接制動(dòng)停車(chē)時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對(duì)調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

M3~+-運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)?RP第五十一頁(yè)，共五十九頁(yè)。M3~運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)?nF轉(zhuǎn)子T

n0發(fā)電反饋制動(dòng)

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制第五十二頁(yè)，共五十九頁(yè)。動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子T

n0n>n0第五十三頁(yè)，共五十九頁(yè)。8.7三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)1.型號(hào)

磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)教材表8.8.1中列出了各種電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)。第五十四頁(yè)，共五十九頁(yè)。異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)代號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新