《交流电动机》PPT课件
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《交流电动机》课件
通过调节电压和频率实现平稳启动。
交流电动机的转速控制方法
1 电阻调速
2 变频调速
3 矢量控制
通过改变转子电阻来改变转 速。
通过调节电源频率来改变转 速。
实时监测电机运行状态并调 节力矩和转速。
额定功率及以下交流电动机的维护保养
定期清洁
清除灰尘和其他杂质，并确保散 热良好。
润滑
定期检查和更换润滑油。
转子运动
2
转子由于磁场的变化而受到电磁力的作用，
产生转动力矩。
3
转子滑差
转子滑差决定了转速与旋转磁场之间的相对 运动。
交流电动机的构造和组成部分
定子
由定子线圈和铁心组成，产生旋转磁场。
转子
由铁芯和绕组组成，受到旋转磁场的作用。
Байду номын сангаас
端盖
将定子和转子安装在一起，并提供机械支撑。
轴承
支撑转子并降低摩擦。
交流电动机的工作性能参数
密封检查
检查密封件并更换损坏的密封件。
额定功率 额定电压 效率 功率因数
电动机设计和制造的标称功率。 电动机设计和制造的标称电压。 电动机的输出功率和输入功率之间的比率。 电动机的实际功率和视在功率之间的比率。
交流电动机的启动方式和运行控制
1
星三角启动
2
先将电动机连接成星形，然后切换为三角形。
3
直接启动
电动机在额定电压下直接启动。
变频启动
《交流电动机》PPT课件
交流电动机是现代工业中最常见的电动机类型之一。本课件将深入介绍交流 电动机的基本原理、分类及应用、工作原理、构造和组成部分等内容，旨在 为大家提供全面且深入的了解。
交流电动机的基本原理
交流电动机的转速控制方法
1 电阻调速
2 变频调速
3 矢量控制
通过改变转子电阻来改变转 速。
通过调节电源频率来改变转 速。
实时监测电机运行状态并调 节力矩和转速。
额定功率及以下交流电动机的维护保养
定期清洁
清除灰尘和其他杂质，并确保散 热良好。
润滑
定期检查和更换润滑油。
转子运动
2
转子由于磁场的变化而受到电磁力的作用，
产生转动力矩。
3
转子滑差
转子滑差决定了转速与旋转磁场之间的相对 运动。
交流电动机的构造和组成部分
定子
由定子线圈和铁心组成，产生旋转磁场。
转子
由铁芯和绕组组成，受到旋转磁场的作用。
Байду номын сангаас
端盖
将定子和转子安装在一起，并提供机械支撑。
轴承
支撑转子并降低摩擦。
交流电动机的工作性能参数
密封检查
检查密封件并更换损坏的密封件。
额定功率 额定电压 效率 功率因数
电动机设计和制造的标称功率。 电动机设计和制造的标称电压。 电动机的输出功率和输入功率之间的比率。 电动机的实际功率和视在功率之间的比率。
交流电动机的启动方式和运行控制
1
星三角启动
2
先将电动机连接成星形，然后切换为三角形。
3
直接启动
电动机在额定电压下直接启动。
变频启动
《交流电动机》PPT课件
交流电动机是现代工业中最常见的电动机类型之一。本课件将深入介绍交流 电动机的基本原理、分类及应用、工作原理、构造和组成部分等内容，旨在 为大家提供全面且深入的了解。
交流电动机的基本原理
交流电动机工作原理及特性
n=0 即转差率S=1时转子切割磁力线最剧烈 f 2=f 1， 即转差率S=1时转子切割磁力线最剧烈 n=n0 即S=0时转子不切割磁力线f 2=0， S=0时转子不切割磁力线 =0， 时转子不切割磁力线f 额定工况下S=1.5~6%， =50Hz时 额定工况下S=1.5~6%，f1=50Hz时，f2=0.75~3Hz
交流 电动机
三相异步电动机的结构和工作原理 §4.1 三相异步电动机的结构和工作原理 一. 结构 1.定子 三相绕组 A ----X ----X B ----Y ----Y C---- Z
鼠笼式：如铸铝形成转子绕组 鼠笼式： 2.转子 绕线式 鼠笼转子
二. 工作原理 1.旋转磁场的产生（1对磁极） 旋转磁场的产生（ 对磁极） 定子三相绕组通入 三相交流电
2.旋转磁场的旋转方向 . 任意调换两根电源进 线就使磁场反转。 线就使磁场反转。
Im Im
0 o
i i A
iB iC
ωt
A A
iA
A Z X Y C B
B A A
S
Z
Y Z C
Y
iB
iC
S
N
B X
C
N
X
ωt = 0
ω t = 60°
3.磁极对数P与磁场转速n0 3.磁极对数 与磁场转速n 磁极对数P 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（P=2，即4极）旋转磁场。 60° 将形成两对磁极（P=2， 两对磁极 旋转磁场。
R2与X2对电机影响均大
4. 转子电流 I2
R2 + (SX20 )2 2 E 20 s = 1(n = 0) → I2max = 2 2 R 2+ X 20 s = 0(n = n0 ) → I2 = 0 n ↓→S ↑→I2 ↑ ϕ 5. 转子电路的功率因数 cosϕ2 R2 R2 cosϕ2 = = 2 2 2 2 R2 + X2 R2 + (SX20 )
第4章 交流电动机的磁动势、绕组和感应电动势
60 f p
三相笼形异步电机和三相绕线式异步电动机
4.1 交流电机绕组产生的磁动势
定子绕组： 安放在定子铁心
槽里的交流电
枢绕组。
线圈
交流绕组的一些基本量
(1)电角度与机械角度 • 电机圆周在几何上分成 360°，这个角度称为机
械角度 • 若电机磁场在空间按正弦规律分布 • 当有导体经过 N、S 一对磁极时 • 导体中所感应（正弦）电动势的变化为一个周期，
1t
)
121NNy 2
y
2I cos1t 2I cos1t
2
2
3
2
2
4.1 交流电机绕组产生的磁动势
4.1.1 单相集中整距绕组的磁动势
4. 磁动势的幅值随时间变化
• 时间不同，磁动势的幅值大小也不同，磁动势的 幅值在随时间交变。(P74 图4-2)
• 或者可以把这种交变称为脉振。 • 这种不能移动只能脉振的磁动势，叫脉振磁动势。
磁动势以傅氏级数展开后的表示式为：
f ( ,1t) f1 f3 f5...
41
2
2
I1N1 p
c os1t
cos
1 3
4
1 2
2
I1N1 p
c os1t
cos3
1 4 1
5 2
2
I1N1 p
c os1t
cos5
...
公式中只列出了基波、3次和5次谐波，还有7次、9 次等高次谐波。
图4.4 矩形波磁动势的基波及谐波分量
fy
X
A2
X
O
1
2 iN y
a
A
X
2
4.1 交流电机绕组产生的磁动势
哈尔滨工业大学交流电动机课程PPT课件
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iA
iC C iB
A
ZX Y B
Y
参考方向：绕组
始端到末端的方
向
C
iA Im
A
NZ
B
S
X
iB iC
t
合成磁场方向：
向下
t 0 18 返回
同理分析，可得
Im
其它电流角度下
的磁场方向
n 0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
t60
iA iB iC
t
n0
A
Y
Z
C
B
X
t 120 19 返回
可见，当定子绕组中通入三相电流后，它 们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在 空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
A
C'
N •B
X A'
•
Z' X'
X' S
iC
C' Y' Y Z B'
C
B' B
•
N
•
SX
C
iB
Z
A'
Y
即：P=2
23
返回
4. 旋转磁场的转速
旋转磁场的转速决定于磁场的极数，在一对极的
情况下，当电流交变一次时，磁场恰好在空间旋转了
一周。
I m iA iB iC
t
Hale Waihona Puke N0=60f（转/分）A Y NZ
C
第8章 交流电动机
1返回
目录
8.1 三相异步电动机的构造 8.2 工作原理 8.3 三相异步电动机的电路分析 8.4 转矩与机械特性 8.5 三相异步电动机的使用 8.6 铭牌数据 8.7 单相异步电动机
交流电动机
n0 n s 100% 1000 975 100% 2.5% 1000 n0
总目录 章目录 返回 上析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。 定子绕组—一次绕组 转子绕组—二次绕组 旋转磁通—主磁通 转子电路自行闭合，且转子转动 i1 i2 变压器： 变化 e － + U1 E1= 4.44 f N1 + e1 e2 E2= 4.44 f N2 － + u1 － + E 、E 频率相同，都等
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电工技术
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电工技术
第7章 交流电动机
本章要求：
1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。 2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的 方法。 3. 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。
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电工技术
电机：实现电能和机械能相互转换的电气设备。 有发电机和电动机两种运行形式。 电动机的分类： 交流电动机 电动机 直流电动机
同步电动机
异步电动机 三相电动机
鼠笼式
单相电动机
绕线式
他励、并励电动机
串励、复励电动机
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电工技术
7.1 三相异步电动机的构造
1.定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。 三相绕组
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7. 2. 3 转差率
电工技术
描述转子转速与旋转磁场转速相差的程度。 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
n0 n s n 100% 0 运行中: 起动瞬间：s = 1
机电传动控制(第6章)交流电动机的工作原理及特性
某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。 线绕式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大
的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。 1．逐级切除启动电阻法
6.4 三相异步电动机的调速特性
T
K
R22
SR2U 2 (SX20 )2
n (1 S) 60 f P
5.37
只要改变U 、R、f、P就可 攺变速度
定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有
（自然）机械特性。
根据
T
K
R22
SR2U 2 (SX20 )2 NhomakorabeaS n0 n n0
1T 0,n n0 ,S 0
理想空载工作点：
2T TN ,n nN , S SN
额定工作点：
（1） （2）
（4）
TN
9.55
PN nN
3T Tst ,n 0, S 1
此时电机端电压为电源电压减去定子外串电阻和电抗上的压降。
（3）改变定子电源频率时的人为特性
n0
60 f p
n0 f Sm 1/ f
Sm
R2 X 20
n0 nm n0
Tm a x
K
U2 2 X 20
Tst 1/ f Tmax不变
Tst
K
R2U 2
R22
X
2 20
Tm a x
TN
注意： 调速时保持U / f 常数
过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额 定电压下进行启动。
• 特点：电动机定子绕组的工作电压和 启动电压相等。
• 对象：小容量电动机。
2．电阻或电抗器降压启动
特点：
启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合； 不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机， 若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。
的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。 1．逐级切除启动电阻法
6.4 三相异步电动机的调速特性
T
K
R22
SR2U 2 (SX20 )2
n (1 S) 60 f P
5.37
只要改变U 、R、f、P就可 攺变速度
定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有
（自然）机械特性。
根据
T
K
R22
SR2U 2 (SX20 )2 NhomakorabeaS n0 n n0
1T 0,n n0 ,S 0
理想空载工作点：
2T TN ,n nN , S SN
额定工作点：
（1） （2）
（4）
TN
9.55
PN nN
3T Tst ,n 0, S 1
此时电机端电压为电源电压减去定子外串电阻和电抗上的压降。
（3）改变定子电源频率时的人为特性
n0
60 f p
n0 f Sm 1/ f
Sm
R2 X 20
n0 nm n0
Tm a x
K
U2 2 X 20
Tst 1/ f Tmax不变
Tst
K
R2U 2
R22
X
2 20
Tm a x
TN
注意： 调速时保持U / f 常数
过闸刀开关或接触器直接接入电源，在额 定电压下进行启动。
• 特点：电动机定子绕组的工作电压和 启动电压相等。
• 对象：小容量电动机。
2．电阻或电抗器降压启动
特点：
启动转矩随定子电压的平方下降，故它只适用于空载或轻载启动的场合； 不经济，在启动过程中，电阻器上消耗能量大，不适用于经常启动的电动机， 若采用电抗器代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。
电工学第三章三相交流电ppt课件
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP, 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
三相异步、交流电动机的原理(ppt 76页)_9330
通常把定子三相绕组的六根出线头都引出， 来自据实际使用的需要，Y形接法
△形接法
可接成Y形或△形， 三相异步电动机的引出线
如图所示。
11
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
动 控
制
一. 三相异步电动机的基本结构
鼠笼型转子绕组
12
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
交流电动机的优缺点:
结构简单，制造、使用和维护方便，
运行可靠，成本低，效率高。
但是，功率因数低、起动和调速性能差。
5
第2章 交流电动机
机 电
传
概述
三相异步电动机的额定值
动 控
制
额定电 UN(压 kV 或 V)
额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压.
额定功PN率 (kW)
额定条件下转轴上 输出的机械功率.
额定电I流 N(A)
额定 额定转 nN(r速 /min)
运行时电动机的转速 在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流. 额定值的关系：
P N3U N IN coNs η N
额 额 额定 定 定效 频 功f率 率 率 NN 因co数 sN
6
第2章 交流电动机
机 电
传
2-1 三相异步电动机的基本结构与工作原理
的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。
2
第2章 交流电动机
机 电
传
动
重点
控 制
异步电动机的机械特性，它是基于异步电动机的工作原理 而推导出来的；特别是异步电动机的人为机械特性，因为 它是分析异步电动机启动、调速、制动工作状态的依据； 对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉； 异步电动机直接启动和Y-△降压启动的条件和优缺点， 线绕式异步电动机转子串电阻的启动、调速和制动， 以及各种启动方法的应用场合； 异步电动机变频调速和变极对数调速的特性与优缺点。
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形成的磁场则是 两对磁极。 即 p=2
3
U4
U2
V3
W1
W2 U3
V2
四极旋转磁场
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第6章 电 动 机
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第6章 电 动 机
p = 1 时： 电流变化一周
→ 旋转磁场转一圈
电流每秒钟变化 50 周 → 旋转磁场转 50 圈
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3 额定转差率为
S N =n 0n 0 n N 1% 0= 0 11 0 0 9 00 7 0 10 50= 0 2% .5
转子转速亦可由转差率求得
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n=(1s)n0
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临界状态和起动状态的意义；
6. 了解定子电压和转子电阻改变时的人为机械特性；
7. 理解三相异步电动机的铭牌数据的意义；
9. 掌握三相异步电动机的起动方法；
10. 掌握三相异步电动机的调速方法；
11. 了解单相异步电动机的工作原理和起动方法；
12. 了解三相异步电动机一相或一线断路后的后果。
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i1→U1， i2→W1， i3→V1
U1
V2
W2
W1
V1
U2
旋转磁场是沿着： U1
W1
V1
◆ 与三相绕组中的三相电流的相序：L1 → L2 → L3
一致，通入导前电流的绕组→通入滞后电流的绕组。
任意对调两根电源进线，磁场反转。
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12
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第6章 电 动 机
（二）工作原理
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第6章 电 动 机
▲ 转子电路频率的变化：
第6章 电 动 机
6.2 三相异步电动机的工作原理
电机是利用电与磁的相互转化和相互作用制成的。 旋转磁场是三相异步电动机工作的基础。
（一）旋转磁场
（1）旋转磁场的产生 旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。 对称： 三相对称负载 空间对称分布
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第6章 电 动 机
2
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第6章 电 动 机
6.1 电机概述
电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置
（动力电机）（控制电机）
发电机 ——将机械能转换为电能；
电动机 ——将电能转换为机械能。
▲直流电动机
▲单相
▲交流电动机 ▲同步电动机 ▲三相
▲异步电动机 ▲单相
▲三相 ▲鼠笼型 ▲绕线型
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二极旋转磁场
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第6章 电 动 机
（2）旋转磁场的转速
旋转磁场转速 n0 — 同步转速 如何改变旋转磁场的转速？
▲ 极对数（p）的概念：
以 Y 型接法为例，当每相 绕组只有一个线圈时，按右图 放入定子槽内，合成的旋转磁 场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p = 1
n0
=
60 f1
p
( r / min）
f 1= 50 Hz 时,不同极对数时的同步转速如下:
同步转速
p
1
2
3
4
5
6
n0/(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
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第6章 电 动 机
（3）旋转磁场的转向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
s = n0 n n0
n = 0， s = 1
0﹤s ≤ 1
额定运行时:
s = 0.01 ~ 0.09
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第6章 电 动 机
转差率 :
s = n0 n n0
例：一台三相异步电动机，其额定转速
nN =975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
Im
i1 i2 i3
O
t
i1→U1， i2→V1， i3→W1 旋转磁场是沿着：
L1 i1
U1
W2 U2
V2
L2 i3 W1
L3 i2
U1
V1
V2
W2
U1
V1
W1
W1
V1
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U2
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第6章 电 动 机
L1 i1
U1
L2 i2 W1 L3 i3
W2 U2 V2
V1
电流每分钟变化 (50×60) 周→ 旋转磁场转 3000 圈
p = 2 时：
电流变化一周
→
电流每秒钟变化 50 周 →
电流每分钟变化 (25×60) 周→
旋转磁场转半圈 旋转磁场转 25 圈 旋转磁场转 1500 圈
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第6章 电 动 机
p 为任意值时：
三相异步电动机的同步转速
第6章 电 动 机
第6章 电 动 机
6.1 电机概述 6.2 三相异步电动机的工作原理 6.3 三相异步电动机的基本结构 6.4 三相异步电动机的铭牌数据 6.5 三相异步电动机的机械特性 6.6 三相异步电动机的起动 6.7 三相异步电动机的调速 6.8 单相异步电动机
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教学基本要求
▲ 用左手定则判断转 子绕组受到的电磁力 的方向
电磁力→电磁转矩 T
T 与 n0 同方向。
N
S
工作原理示意图
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第6章 电 动 机
▲电动机转速 n 和旋转磁场同步转速 n0的关系：
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n < n0
转差率 :
起动时:
称异步电动机或感应电动机
i1
U1
i3 W1 i2
W2 U2 V2
V1
U1
V2
W2
W1
V1
U2
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第6章 电 动 机
以 Y 型接法为例，将 每相绕组都改用两个线圈 串联组成。
i1
U1
U3 U2
U4 V4
i3
W2
W4 W3
W1
V3 V2
V1
i2
三相绕组
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按下图放入定子 槽内。
对称三相绕组 通入对称三相电流
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 受到电磁力的作用
转子绕组中 产生 e 和 i
磁场切割 转子绕组
转子旋转起来
输出机械能量
机械负载 旋转起来
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第6章 电 动 机
（1）电磁转矩的产生
▲ 用右手定则判断转 子绕组中感应电流的 方向
分析与思考
1 练习题
第6章 电 动 机
教学基本要求
1. 了解三相异步电动机的结构，分清笼式和绕线式两种
转子的结构特点；
2. 理解旋转磁场和三相异步电动机的工作原理；
3. 掌握三相异步电动机改变转子转向的方法；
4. 理解三相异步电动机的转矩平衡关系和功率平衡关系；
5. 理解三相异步电动机的固有机械特性以及额定状态、
3
U4
U2
V3
W1
W2 U3
V2
四极旋转磁场
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第6章 电 动 机
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第6章 电 动 机
p = 1 时： 电流变化一周
→ 旋转磁场转一圈
电流每秒钟变化 50 周 → 旋转磁场转 50 圈
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转 速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3 额定转差率为
S N =n 0n 0 n N 1% 0= 0 11 0 0 9 00 7 0 10 50= 0 2% .5
转子转速亦可由转差率求得
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n=(1s)n0
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临界状态和起动状态的意义；
6. 了解定子电压和转子电阻改变时的人为机械特性；
7. 理解三相异步电动机的铭牌数据的意义；
9. 掌握三相异步电动机的起动方法；
10. 掌握三相异步电动机的调速方法；
11. 了解单相异步电动机的工作原理和起动方法；
12. 了解三相异步电动机一相或一线断路后的后果。
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i1→U1， i2→W1， i3→V1
U1
V2
W2
W1
V1
U2
旋转磁场是沿着： U1
W1
V1
◆ 与三相绕组中的三相电流的相序：L1 → L2 → L3
一致，通入导前电流的绕组→通入滞后电流的绕组。
任意对调两根电源进线，磁场反转。
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12
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第6章 电 动 机
（二）工作原理
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第6章 电 动 机
▲ 转子电路频率的变化：
第6章 电 动 机
6.2 三相异步电动机的工作原理
电机是利用电与磁的相互转化和相互作用制成的。 旋转磁场是三相异步电动机工作的基础。
（一）旋转磁场
（1）旋转磁场的产生 旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。 对称： 三相对称负载 空间对称分布
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第6章 电 动 机
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第6章 电 动 机
6.1 电机概述
电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置
（动力电机）（控制电机）
发电机 ——将机械能转换为电能；
电动机 ——将电能转换为机械能。
▲直流电动机
▲单相
▲交流电动机 ▲同步电动机 ▲三相
▲异步电动机 ▲单相
▲三相 ▲鼠笼型 ▲绕线型
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二极旋转磁场
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第6章 电 动 机
（2）旋转磁场的转速
旋转磁场转速 n0 — 同步转速 如何改变旋转磁场的转速？
▲ 极对数（p）的概念：
以 Y 型接法为例，当每相 绕组只有一个线圈时，按右图 放入定子槽内，合成的旋转磁 场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p = 1
n0
=
60 f1
p
( r / min）
f 1= 50 Hz 时,不同极对数时的同步转速如下:
同步转速
p
1
2
3
4
5
6
n0/(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
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第6章 电 动 机
（3）旋转磁场的转向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
s = n0 n n0
n = 0， s = 1
0﹤s ≤ 1
额定运行时:
s = 0.01 ~ 0.09
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第6章 电 动 机
转差率 :
s = n0 n n0
例：一台三相异步电动机，其额定转速
nN =975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
Im
i1 i2 i3
O
t
i1→U1， i2→V1， i3→W1 旋转磁场是沿着：
L1 i1
U1
W2 U2
V2
L2 i3 W1
L3 i2
U1
V1
V2
W2
U1
V1
W1
W1
V1
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U2
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第6章 电 动 机
L1 i1
U1
L2 i2 W1 L3 i3
W2 U2 V2
V1
电流每分钟变化 (50×60) 周→ 旋转磁场转 3000 圈
p = 2 时：
电流变化一周
→
电流每秒钟变化 50 周 →
电流每分钟变化 (25×60) 周→
旋转磁场转半圈 旋转磁场转 25 圈 旋转磁场转 1500 圈
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第6章 电 动 机
p 为任意值时：
三相异步电动机的同步转速
第6章 电 动 机
第6章 电 动 机
6.1 电机概述 6.2 三相异步电动机的工作原理 6.3 三相异步电动机的基本结构 6.4 三相异步电动机的铭牌数据 6.5 三相异步电动机的机械特性 6.6 三相异步电动机的起动 6.7 三相异步电动机的调速 6.8 单相异步电动机
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▲ 用左手定则判断转 子绕组受到的电磁力 的方向
电磁力→电磁转矩 T
T 与 n0 同方向。
N
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▲电动机转速 n 和旋转磁场同步转速 n0的关系：
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n < n0
转差率 :
起动时:
称异步电动机或感应电动机
i1
U1
i3 W1 i2
W2 U2 V2
V1
U1
V2
W2
W1
V1
U2
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第6章 电 动 机
以 Y 型接法为例，将 每相绕组都改用两个线圈 串联组成。
i1
U1
U3 U2
U4 V4
i3
W2
W4 W3
W1
V3 V2
V1
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三相绕组
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对称三相绕组 通入对称三相电流
三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中 受到电磁力的作用
转子绕组中 产生 e 和 i
磁场切割 转子绕组
转子旋转起来
输出机械能量
机械负载 旋转起来
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（1）电磁转矩的产生
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教学基本要求
1. 了解三相异步电动机的结构，分清笼式和绕线式两种
转子的结构特点；
2. 理解旋转磁场和三相异步电动机的工作原理；
3. 掌握三相异步电动机改变转子转向的方法；
4. 理解三相异步电动机的转矩平衡关系和功率平衡关系；
5. 理解三相异步电动机的固有机械特性以及额定状态、