1、內(nèi)容提要,本章先講述三相異步電動機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、主要系列，然后針對定子繞組的基本知識、繞組的感應(yīng)電動勢、三相異步電動機(jī)的空載、負(fù)載運行特性、功率及轉(zhuǎn)矩平衡、工作特性等進(jìn)行討論。最后針對三相交流異步電動機(jī)的常見故障進(jìn)行了分析介紹。,4.1 三相異步電動機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu),4.1.1 結(jié)構(gòu):定子、轉(zhuǎn)子、氣隙等。,4.1 三相異步電動機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 4.1.1 結(jié)構(gòu):定子、轉(zhuǎn)子、氣隙等。,1定子部分,定子作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場； 組成：外殼、鐵心、繞組。 （1）外殼： 機(jī)座：鑄鐵件，保護(hù)和固定定子繞組。外表有散熱片散熱性能好。 端蓋：鑄鐵件，作用：固定轉(zhuǎn)子。 接線盒：保護(hù)和固定繞組的引出線端

2、子。 吊環(huán)：起吊、搬抬三相電動機(jī)。,定子部分,（2）定子鐵心 是磁路的一部分，由薄硅鋼片疊成。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。,定子沖片,定子鐵心,定子部分,（3）定子繞組 是電動機(jī)的電路部分，三相繞組對稱。線圈由絕緣銅導(dǎo)線繞制。繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端標(biāo)為U1, V1, W1 ，末端標(biāo)為U2, V2, W2 。排列如圖，可以接成星形或三角形。,（a）星形連接 （b）三角形連接,2轉(zhuǎn)子部分,（1）轉(zhuǎn)子鐵心 由薄硅鋼片疊成，是磁路的一部分，也用來安放轉(zhuǎn)子繞組。 （2）轉(zhuǎn)子繞組 繞線形與籠形兩種。 繞線形繞組 是三相繞組，一般接成星形，三相首端引出到集電環(huán)上，通過電刷裝置與

3、外電路相連，可串入電阻或電動勢以改善電動機(jī)的運行性能。,1集電環(huán)；2電刷；3變阻器,轉(zhuǎn)子部分, 籠形繞組 在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個槽中插入一根銅條，兩端用一個端環(huán)把導(dǎo)條連接起來，如圖所示。也可把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子，如圖所示。100kW以下的異步電動機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。,（a）銅排轉(zhuǎn)子 （b）鑄鋁轉(zhuǎn)子,3其他部分 其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻電動機(jī)。三相異步電動機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm1.5mm。氣隙太大，電動機(jī)運行時的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運行不可靠，高次

4、諧波磁場增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動性能變差。,4.1.2 工作原理,1旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 在空間位置上對稱的定子繞組中通入時間相位上對稱的三相交流電。設(shè)：,圖4.7 三相交流電流波形圖,工作原理,設(shè)電流為正時，在繞組中從首端流向末端，為負(fù)時，從末端流向首端。 當(dāng) 0度瞬間，U為零、V為負(fù)，W為正，產(chǎn)生的合成磁場，如圖4.7（a）所示，右邊是N極，左邊是S極。,圖4.7 兩極旋轉(zhuǎn)磁場示意圖,工作原理,當(dāng) 90度瞬間，U為正；V、W 為負(fù)，產(chǎn)生的合成磁場，如圖（b）所示。,工作原理,當(dāng) 180度瞬間，U為零；V為正、W 為負(fù)，產(chǎn)生的合成磁場，如圖（c）所示。,工作原理,當(dāng) 300度瞬間，U為負(fù)

5、；V為零、W為正，產(chǎn)生的合成磁場，如圖（d）所示。,工作原理,可見，在電機(jī)中形成的合成磁場，是一個隨時間變化的旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)電流變化一個周期,磁場也旋轉(zhuǎn)一周。 當(dāng)定子繞組連接形成的是兩對磁極時，用相同的方法分析知：電流變化一個周期，磁場只轉(zhuǎn)動了半圈，即轉(zhuǎn)速減慢了一半，由此得：,工作原理,2感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場順轉(zhuǎn)，且某時刻為上北極N下南極S。據(jù)右手定則可判斷電流方向。,圖4.8 三相電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理,工作原理,3. 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 流過電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用，力F的方向可用左手定則確定。該電磁對轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照

6、旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為n。 轉(zhuǎn)速n總是小于而接近于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。,工作原理,4轉(zhuǎn)差率 n1與n之差與n1之比稱為轉(zhuǎn)差率s，即 轉(zhuǎn)差率是異步電動機(jī)的一個基本參數(shù)，對分析和計算運行狀態(tài)及其機(jī)械特性有著重要的意義。,4.1.3三相異步電動機(jī)的銘牌,1型號 國產(chǎn)中小型三相電動機(jī)型號的系列為Y系列，是以電機(jī)中心高度為依據(jù)編制規(guī)格系列，如 Y-200L2-6 中、小型三相異步電動機(jī)的機(jī)座號與定子鐵心外徑及中心高度的關(guān)系見表4.2和表4.3。,表4-1 三相異步電動機(jī)銘牌,在三相異步電動機(jī)的外殼上，固定有一牌子，稱銘牌。銘牌上注明這臺三相電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理（包括重繞組）

7、三相電動機(jī)的重要依據(jù)，如表4-1所示，銘牌的主要內(nèi)容如下。,主要系列,中、小型三相異步電動機(jī)的機(jī)座號與定子鐵心外徑及中心高度的關(guān)系見表4.2和表4.3。,表4.2 小型異步三相電動機(jī),表4.33 中型異步三相電動機(jī),主要系列,2額定功率 滿載運行時軸上所輸出的額定機(jī)械功率（kW） 3額定電壓 指接到電動機(jī)繞組上的線電壓，使用時應(yīng)按規(guī)定加電壓。 4額定電流 在額定電壓下，輸出額定功率時，流入定子繞組的線電流。 額定功率與其他額定數(shù)據(jù)之間有如下關(guān)系式： 5.額定頻率：,主要系列,6額定轉(zhuǎn)速 小于對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速n1。如n1=1 500r/min，則nN =1 440r/min。 7絕緣等級 絕緣等級是指三相電動機(jī)所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相電動機(jī)允許的最高工作溫度。 8定額 允許連續(xù)使用的時間，分為連續(xù)、短時、周期斷續(xù)三種。 （1）連續(xù) （2）短時 （3）周期斷續(xù),主要系列,9接法 星形（Y）和三角形（D）兩種。定子繞組的連接只能按規(guī)定方法連接，不能任意改變接法，否則會損壞三相電動機(jī)。 10防護(hù)等級 外殼的防護(hù)等級，IP是防護(hù)等級標(biāo)志符號，數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水