2025認(rèn)識三相交流電機作用及結(jié)構(gòu)目錄01020304一、任務(wù)布置二、知識準(zhǔn)備三、任務(wù)實施四、任務(wù)考評一、任務(wù)布置Part011.能夠說出三相交流電機的作用、結(jié)構(gòu)及工作原理。2.能夠正確解讀三相異步電動機的銘牌。3.完成三相異步電動機的拆卸與裝配掌握三相異步電動機調(diào)試方法0201任務(wù)目標(biāo)01按規(guī)范流程操作，記錄關(guān)鍵步驟02識別電機主要部件并說明功能03調(diào)試后確保電機空載運行正常任務(wù)要求作業(yè)前必須執(zhí)行斷電閉鎖程序工具規(guī)范使用，嚴(yán)禁代用或超限使用工裝設(shè)備，所有金屬構(gòu)件須可靠接地，切實保障人員與設(shè)備安全。安全須知二、知識準(zhǔn)備Part02一、電機分類異步電機同步電機異步發(fā)電機異步電動機三相異步電動機三相異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、運行可靠等一系列優(yōu)點；還具有較高的運行效率和較好的工作特性、從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運行，能滿足各行各業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機械的傳動要求。異步電動機還便于派生成各種專用、特殊要求的形式，以適應(yīng)不同生產(chǎn)條件的需要。交流旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速相等轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場轉(zhuǎn)速不相等與直流電機的靜止磁場不同，都是旋轉(zhuǎn)的磁場。單相異步電動機用于家用電器和醫(yī)療儀器中用于風(fēng)力發(fā)電機等特殊場合在各種電動機中應(yīng)用最廣、需要量最大。工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機械化、交通運輸、國防工業(yè)等電力拖動裝置中，有90%采用三相異步電動機。二、三相交流電機結(jié)構(gòu)原理前端蓋機座接線盒蓋轉(zhuǎn)子導(dǎo)條風(fēng)扇定子繞組封閉式籠型異步電動機零部件圖風(fēng)罩三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機三、三相異步電動機的運行原理

三相交流電機的旋轉(zhuǎn)磁場是在三相對稱繞組中通以三相對稱電流而產(chǎn)生的。為了簡化分析，可以用軸線互差120°電角度的三個線圈來代表，線圈的首端分別為U1、V1、W1，尾端分別為U2、V2、W2規(guī)定電流為正時，電流從線圈的首端流入（“×”表示），從線圈的尾端流出（“

”表示）；電流為負值時則方向相反，即尾入首出。三、三相異步電動機的基本運行原理一、交流電機的旋轉(zhuǎn)磁場兩極旋轉(zhuǎn)場示意圖三、三相異步電動機的基本運行原理

結(jié)論：三相基波合成磁場具有如下特點：性質(zhì)：三相基波合成磁場其軸線在空間是旋轉(zhuǎn)的，故稱旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)向：當(dāng)某相電流達到最大值時，合成磁場的矢量就轉(zhuǎn)到該相軸方向，磁場轉(zhuǎn)向由電流相序決定。若要改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，將三相電源進線中的任意兩相對調(diào)即可。轉(zhuǎn)速：

又稱：同步轉(zhuǎn)速因從前圖可知電流在時間上變化了ωt＝360°電角度時，即一周期，在兩極(p=1)的情況下，旋轉(zhuǎn)磁場在空間也轉(zhuǎn)過360°電角度，轉(zhuǎn)過的機械角也是360°，即在空間正好轉(zhuǎn)過一圈。電流每秒變化f周期，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1=f(r/s)=60f(r/min)。當(dāng)(p=2）時，n1=60f/2(r/min)；p對極時，n1=60f/p(r/min)三、三相異步電動機的基本運行原理設(shè)起動時旋轉(zhuǎn)磁場方向如圖為順時針，磁場轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在著相對運動，根據(jù)右手定則,轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)電動勢和電流方向如圖：上出下進根據(jù)左手定則，載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，形成電磁轉(zhuǎn)矩T，方向如圖，驅(qū)動轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。所以稱為異步電動機

三、三相異步電動機的基本運行原理轉(zhuǎn)差率

對普通的三相異步電動機，為了使額定運行時的效率較高，通常設(shè)計成使它的額定轉(zhuǎn)速略低于但很接近于對應(yīng)的同步速，所以額定轉(zhuǎn)差率sN一般為1.5%～5%。n=n1(1－s)

轉(zhuǎn)差率s是異步電機運行的重要參數(shù)。電動狀態(tài)的轉(zhuǎn)差率s的范圍是：0～1。其中s=0，是理想空載狀態(tài)；s=1，是起動瞬間。三、三相異步電動機的基本運行原理例4-1某臺三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速nN=720r/min,試求該機的極對數(shù)和額定轉(zhuǎn)差率；另一臺4極三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)差率sN=0.05，試求該機的額定轉(zhuǎn)速。

因異步電動機額定轉(zhuǎn)速nN略低于但很接近于對應(yīng)的同步速，因此選擇750r/min的同步速對nN=720r/min的電動機其極對數(shù)為對4極sN=0.05的電動機：額定轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)速

nN=n1(1－s)=1500×(1－0.05)r/min=1425r/min

解四、三相異步電機銘牌數(shù)據(jù)

每一臺三相異步電動機，在其機座上都有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)注有型號、額定值等等三相異步電動機型號YE3-160M-4標(biāo)準(zhǔn)GB/T28575-2012額定功率11kW額定電流21.5A額定電壓380V額定轉(zhuǎn)速1465r/min頻率

50Hz功率因素0.85接法

Δ防護等級IP55絕緣等級F能效等級2工作制

S1產(chǎn)品編號××××kg××年××月××電機廠四、三相異步電機銘牌數(shù)據(jù)(1)額定功率PN

(2)額定電壓UN額定運行時，軸上輸出的機械功率（kW）額定運行狀態(tài)時，定子繞組應(yīng)加的線電壓（V）(3)額定電流IN

電動機在額定電壓下運行,軸上輸出額定功率，流入定子繞組的線電流（A）。

額定值規(guī)定了電動機正常運行狀態(tài)和條件，它是選用、安裝和維修電動機時的依據(jù)。異步電動機的銘牌上標(biāo)注的主要額定值有:四、三相異步電機銘牌數(shù)據(jù)(4)額定頻率fN

(5)

額定轉(zhuǎn)速nN電動機所接的交流電源的頻率。我國電力網(wǎng)的頻率(工頻)規(guī)定為50Hz。電動機在額定電壓、額定頻率和軸上輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min)。四、三相異步電機銘牌數(shù)據(jù)YE3-160M-4

產(chǎn)品代號超高效率異步電動機中心高160mm

中機座

4極

英文字母漢語拼音+英文字母+數(shù)字

異步電動機型號的表示方法，與其它電動機類似：一般采用漢語拼音的大寫字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，目前還有加上英文字母的，可以表示電動機的種類、規(guī)格和用途等中心高越大，電動機容量越大，因此異步電動機按容量大小分類與中心高有關(guān)：中心高63～355mm為小型，355～630mm為中型，630mm以上為大型；在同樣的中心高下，機座長，則容量大。S、M、L分別表示短、中、長機座注：E是英語單詞效率的第一個字母，YE3是Y3基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。四、三相異步電機銘牌數(shù)據(jù)YR-160S2-4WF

中心高160mm

短機座2號(長)鐵心

4極

戶外、化工防腐

異步電動機、繞線轉(zhuǎn)子

銘牌除了型號和額定值外，還標(biāo)明繞組的聯(lián)結(jié)法、絕緣等級及工作制等。對于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，還標(biāo)明轉(zhuǎn)子繞組的額定電壓(指定子加額定頻率的額定電壓而轉(zhuǎn)子繞組開路時集電環(huán)間的電壓)和轉(zhuǎn)子的額定電流，以作為配用起動變阻器等的依據(jù)。三、任務(wù)實施Part03步驟1：拆卸流程①切斷電源,卸下皮帶;②拆去接線盒內(nèi)的電源接線和接地線;③卸下底腳螺母、彈簧墊圈和平墊片;④卸下皮帶輪;圖2-17三相異步電機拆裝步驟圖步驟1：拆卸流程⑤拆除風(fēng)扇罩⑥拆除風(fēng)扇葉步驟1：拆卸流程⑦拆卸右端蓋⑧拆卸左端蓋步驟1：拆卸流程⑨抽出轉(zhuǎn)子⑩小型電動機實物拆裝分解全圖軸承加注潤滑脂定子與轉(zhuǎn)子間隙均勻（≤0.5mm）按原接線方式恢復(fù)繞組步驟2：裝配要點萬用表檢測繞組通斷兆歐表測量絕緣電阻（≥0.5MΩ）空載試運行（觀察振動與噪音）步驟3：調(diào)試方法四、任務(wù)考評Part04操作規(guī)范：工具使用、安全規(guī)范（20分）裝配質(zhì)量：部件完整性、間隙達標(biāo)（30分）團隊協(xié)作：分工明確、記錄完整（10分）調(diào)試結(jié)果：絕緣合格、空載正常（40分）評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分100分）裝配后轉(zhuǎn)子卡滯：檢查軸承安裝同心度01.電機發(fā)熱異常：檢測繞組是否短路02.問題反饋2025謝謝大家2025任務(wù)2.2三相交流電機工作特性及機械特性分析目錄CATALOGUE布置任務(wù)02任務(wù)實施04課程目標(biāo)01知識準(zhǔn)備03任務(wù)考評05總結(jié)與思考06課程目標(biāo)Part0101掌握工作特性三相異步電機工作特性涵蓋電流、功率因數(shù)、效率、轉(zhuǎn)差率隨輸出功率變化規(guī)律，是電機性能關(guān)鍵體現(xiàn)。通過實驗測試與數(shù)據(jù)分析，學(xué)生能精準(zhǔn)繪制工作特性曲線，直觀呈現(xiàn)電機在不同負載下的性能表現(xiàn)。02掌握機械特性機械特性由轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線反映，硬特性轉(zhuǎn)速變化小，軟特性變化大，決定電機帶載能力與穩(wěn)定性。學(xué)生需理解起動、最大、額定轉(zhuǎn)矩等關(guān)鍵點，分析其對電機啟動、過載能力及運行穩(wěn)定性的影響。03理解性能關(guān)聯(lián)性電機性能與負載變化緊密關(guān)聯(lián)，負載增加時，電流上升、功率因數(shù)提高、效率先增后降、轉(zhuǎn)差率增大。理解此關(guān)聯(lián)性有助于合理選型電機，確保其在不同工況下高效穩(wěn)定運行，延長使用壽命。知識與技能目標(biāo)布置任務(wù)Part02實驗分組與要求兩人一組合作完成實驗，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力，明確分工，確保實驗順利進行。實驗要求嚴(yán)格，需測量不同負載狀態(tài)下的多項參數(shù)，計算關(guān)鍵指標(biāo)，繪制特性曲線，任務(wù)明確且具挑戰(zhàn)性。010203空載時測量電壓、電流、轉(zhuǎn)速，額定負載及過載時逐步記錄數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析提供全面準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)需精確，確保計算結(jié)果和曲線繪制的準(zhǔn)確性，反映電機真實性能。實驗參數(shù)測量根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計算轉(zhuǎn)差率、效率等參數(shù)，運用Excel等工具繪制工作特性曲線和機械特性曲線。曲線繪制需規(guī)范，清晰呈現(xiàn)電機性能變化趨勢，便于分析電機性能與負載的關(guān)系。參數(shù)計算與曲線繪制任務(wù)內(nèi)容電機選用0.5kW三相異步電機，搭配測功機，滿足實驗負載要求，可準(zhǔn)確測量電機輸出功率和轉(zhuǎn)矩。電機性能穩(wěn)定，測功機精度高，確保實驗數(shù)據(jù)可靠，為特性分析提供有力支撐。測量儀器變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，扭矩傳感器精確測量轉(zhuǎn)矩，數(shù)字萬用表和功率分析儀測量電壓、電流、功率等參數(shù)。儀器精度高、功能全，滿足實驗各項測量需求，保障數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和完整性。數(shù)據(jù)處理工具數(shù)據(jù)記錄表規(guī)范記錄實驗數(shù)據(jù)，Excel或Origin用于數(shù)據(jù)處理和曲線繪制，工具易用且功能強大。通過數(shù)據(jù)處理和可視化，直觀呈現(xiàn)電機性能，便于學(xué)生分析和理解實驗結(jié)果。010203實驗設(shè)備知識準(zhǔn)備Part03一、三相交流電機工作特性空載時P2=0，I2

0，I1=I0，隨著P2↑→n↓→I2

↑→I1↑P2=0時，nn’0，P2↑→n↓，轉(zhuǎn)速特性是一條稍微下降的曲線1.n=f（P2）2.I1=f（P2）異步電動機的工作特性曲線3.

T

=f（P2）空載時P2=0，T=T0；隨著P2↑,T2成正比↑?？紤]到P2↑，n稍有↓，故T2=f(P2)隨著P2↑略向上偏離直線。則T=f(P2)在T2=f(P2)上平移T0一、三相交流電機工作特性空載P2=0,η=0，P2↑→η↑電流開始↑，可變損耗上升較慢，直到當(dāng)可變損耗等于不變損耗時，η最高。若負載再增大,銅耗增加很快,η反而下降

。5.η

=f（P2）注意：選用電動機時應(yīng)使電動機容量與負載相匹配。如果選得過小，電動機運行時過載。其溫升過高影響壽命甚至損壞電機。選得太大，將出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。異步電動機的工作特性曲線4.cosφ1==f（P2）

空載時P2=0，I1=I0，用于建立旋轉(zhuǎn)磁場，cos

1<0.2很低,P2↑→I2的有功分量↑→

I1的有功分量也↑→

cos

1↑。接近P2N時，cos

1最高。超過P2N時，s較大，sX2↑→無功分量↑→cos

1趨于下降。

二、三相交流電機固有機械特性

指三相異步電動機工作在UN和fN下，由電動機本身固有的參數(shù)所決定的機械特性。在正常工作情況下,與直流他勵電動機一樣固有機械特性是硬特性。n-T曲線最大轉(zhuǎn)矩點起動點同步點三、三相交流電機人為機械特性

在分析電動機拖動系統(tǒng)的運行時，常利用人為機械來進行分析。由機械特性的參數(shù)表達式可知，人為地改變異步電動機的任何一個參數(shù)(U1、f1、p、定子回路電阻或電抗、轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗等)，都可以得到各不相同的機械特性。這些機械特性統(tǒng)稱為：人為機械特性。定性討論幾種人為機械特性的特點。注意：定性畫人為機械特性時，只要先定性畫出固有機械特性，然后抓住人為機械特性的同步點、最大轉(zhuǎn)矩點、起動點與固有機械特性比較有何變化，最終通過這三個特殊點，定性畫出人為機械特性。三、三相交流電機人為機械特性Tmax↓

U12↓降壓人為機械特性2）最大轉(zhuǎn)矩點

nm=n1(1－sm)不變

3）起動點Tst↓

U12↓端電壓U1↓

，n↓；電動機的起動轉(zhuǎn)矩Tst和過載能力(

’m=T’max/TN)都顯著地下降了，這在實際應(yīng)用中必須注意。1）同步點若U1↓太多，使T’’max<TL，電動機將停轉(zhuǎn)。

1．降低定子端電壓的人為機械特性

n1不變?nèi)⑷嘟涣麟姍C人為機械特性

２．轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻的人為機械特性

1）同步點n1不變Tmax大小不變2）最大轉(zhuǎn)矩點↑，nm↓

轉(zhuǎn)子回路串電阻人為機械特性3）起動點Ｒp’↑

，Tst↑繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻，可以改變轉(zhuǎn)速而用于調(diào)速，也可以改變起動轉(zhuǎn)矩，從而改善異步電動機的起動性能。當(dāng)s’m>1后，Tst隨Rp↑，反而減小四、三相異步電動機的穩(wěn)定運行區(qū)域三相異步電動機的穩(wěn)定運行區(qū)域最大轉(zhuǎn)矩點到起動點,n=f(T)曲線是上斜的曲線，對恒轉(zhuǎn)矩負載和恒功率負載，不能穩(wěn)定運行。由電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要和充分條件，下斜的機械特性與恒轉(zhuǎn)矩、恒功率、通風(fēng)機型負載，都可穩(wěn)定運行。從理想空載點即同步點到最大轉(zhuǎn)矩點，n=f(T)曲線是下斜特性。不能穩(wěn)定運行能穩(wěn)定運行任務(wù)實施Part0401020403接線檢查確保電機與測功機、傳感器正確連接，接線規(guī)范，避免短路、斷路等故障，保障實驗安全。檢查接線是否牢固，接觸是否良好，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和可靠性。空載測試加載測試數(shù)據(jù)處理啟動電機，記錄空載時的電壓、電流、轉(zhuǎn)速，為空載特性分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？蛰d測試可初步判斷電機性能，檢查電機是否存在異常，為后續(xù)加載測試做準(zhǔn)備。逐步增加負載至額定值，每增加一定負載記錄一組數(shù)據(jù)，共記錄10組，全面反映電機在不同負載下的性能。加載過程中注意觀察電機運行狀態(tài)，確保數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，避免過載損壞電機。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，計算轉(zhuǎn)差率，反映電機轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的偏差。計算效率，評估電機能量轉(zhuǎn)換效率，分析其與負載的關(guān)系。05曲線繪制使用Excel等工具，根據(jù)計算結(jié)果繪制工作特性曲線和機械特性曲線，直觀呈現(xiàn)電機性能變化。曲線繪制需規(guī)范，標(biāo)注清晰，便于分析電機性能與負載的關(guān)聯(lián)性，為實驗總結(jié)提供依據(jù)。實驗步驟任務(wù)考評Part05團隊協(xié)作分工明確，各成員職責(zé)清晰，配合流暢，體現(xiàn)團隊合作精神和協(xié)作能力。在實驗過程中相互支持、相互幫助，共同解決問題，反映團隊的整體表現(xiàn)和協(xié)作效率。安全規(guī)范遵守操作規(guī)程，確保實驗過程安全，避免設(shè)備損壞和人員受傷，體現(xiàn)學(xué)生安全意識。實驗結(jié)束后設(shè)備完好，實驗室整潔，反映學(xué)生對實驗設(shè)備的愛護和對實驗環(huán)境的維護。實驗操作接線規(guī)范，確保實驗安全；數(shù)據(jù)記錄完整，為后續(xù)分析提供準(zhǔn)確依據(jù)，體現(xiàn)學(xué)生實驗操作的基本功。操作流程熟練，實驗步驟清晰，能高效完成實驗任務(wù)，反映學(xué)生對實驗流程的掌握程度。數(shù)據(jù)分析參