电工学课件--第七章--电动机教学内容
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第7章电动机精品PPT课件
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B
•N
Z
X
S
C
A Y
t60
n1602f1 1500(转 /分 ）
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旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系
n1
60 f1 p
(转/分)
极对数
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 (f150 H)z
p 1
360
3000(转/分）
p2
180
1500(转/分）
p 3
120
1000(转/分）
p4
第7章 交流电动机 学习要点
三相异步电动机的构造 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转矩与机械特性 三相异步电动机的运行和控制方法 三相异步电动机使用方法
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第7章 电动机
●7.1 三相异步电动机的构造
● 7.2 三相异步电动机的转动原理
● 7.3 三相异步电动机的电路分析
● 7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性
● 7.5 三相异步电动机的起动
● 7.6 三相异步电动机的调速
● 7.7 三相异步电动机的制动
● 7.8 三相异步电动机的铭牌数据
●
例题分析
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7.1 三相异步电动机的构造
三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转 子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、 BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。 鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线 式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个 绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始 端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速 变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。
iA
A
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
•
B
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S
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A Y
t60
n1602f1 1500(转 /分 ）
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旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系
n1
60 f1 p
(转/分)
极对数
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 (f150 H)z
p 1
360
3000(转/分）
p2
180
1500(转/分）
p 3
120
1000(转/分）
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第7章 交流电动机 学习要点
三相异步电动机的构造 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转矩与机械特性 三相异步电动机的运行和控制方法 三相异步电动机使用方法
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第7章 电动机
●7.1 三相异步电动机的构造
● 7.2 三相异步电动机的转动原理
● 7.3 三相异步电动机的电路分析
● 7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性
● 7.5 三相异步电动机的起动
● 7.6 三相异步电动机的调速
● 7.7 三相异步电动机的制动
● 7.8 三相异步电动机的铭牌数据
●
例题分析
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7.1 三相异步电动机的构造
三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转 子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、 BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。 鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线 式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个 绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始 端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速 变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。
iA
A
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
电工学课件第7章交流电动机
3. 转子转速
n n0
如果: n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切
割转子导条
无转子电动势和转子电流
无转矩
且一定 n n0
异步电动机
4. 电动机正常运行情况
电磁转矩T
转矩
机械负载转矩T2 空载损耗转矩T0
阻转矩TC = T2+T0 ≈T2
电动机长期稳定运行时，T = T2，即匀速转动。
s
n0 n0
n
100%
起动瞬间：s = 1
运行中:
0 s1
s (1 ~ 9)%
亦可由转差率求转子转速 n (1 s)n0
例：一台三相异步电动机，其额定转速
n = 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。
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
iC
工频：f1 50 Hz
o
t
n0 3000 (转/分 ）
A
NZ
Y
B
C
S
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
A
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S
X
p=2时
C
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X
B
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t 0
i Im
iA
iB
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o
t
30
Y C
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A
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n0
X
•
•
《电子电工学》第7章交流电动机
360°
结论： 结论： 在定子绕组中通以三相交流电后， 在定子绕组中通以三相交流电后，产生磁极对数 P=1的旋转磁场，且电流变化一个周期，合成磁场在 的旋转磁场， 的旋转磁场 且电流变化一个周期， 空间旋转一周360°。 空间旋转一周 ° 2.旋转方向 旋转方向 三相绕组按U1-V1-W1相序连接产生的旋转磁场 三相绕组按 按顺时针方向旋转与电源的相序一致。若将三根电 按顺时针方向旋转与电源的相序一致。 源线的任意两根对调，旋转磁场按逆时针方向旋转。 源线的任意两根对调，旋转磁场按逆时针方向旋转。 3.旋转磁场的转速：同步转速n0 旋转磁场的转速：同步转速 旋转磁场的转速
0〈S〈1
3.电磁转矩 电磁转矩
是由于转子绕组在旋转磁场中受力而产生的， 是由于转子绕组在旋转磁场中受力而产生的，对转轴形 成的力矩的总和。 成的力矩的总和。 可以证明： 可以证明：
′ T = CT U
2 1
R + (sX 20 )
2 2
sR 2
2
电动机平稳运行时， 电动机平稳运行时，满足转矩平衡方程式
（二）降压起动
起动时先降低定子绕组上的电压，待转速升高到额定值 起动时先降低定子绕组上的电压， 再把电压恢复到额定值。 时，再把电压恢复到额定值。 减压起动可以减小起动电流，但起动转矩也同时减小。 减压起动可以减小起动电流，但起动转矩也同时减小。 适用于轻载或空载情况下起动。 适用于轻载或空载情况下起动。
电动机才能正常起动。 只有满足 1/3 Tst＞TL时，电动机才能正常起动。
Y-△降压起动的条件 △
• 正常运行时电动机定子绕 组是三角形连接。 组是三角形连接。 • 在起动转矩大于3倍的负 载转矩时可以采用。 载转矩时可以采用。
QS FU
结论： 结论： 在定子绕组中通以三相交流电后， 在定子绕组中通以三相交流电后，产生磁极对数 P=1的旋转磁场，且电流变化一个周期，合成磁场在 的旋转磁场， 的旋转磁场 且电流变化一个周期， 空间旋转一周360°。 空间旋转一周 ° 2.旋转方向 旋转方向 三相绕组按U1-V1-W1相序连接产生的旋转磁场 三相绕组按 按顺时针方向旋转与电源的相序一致。若将三根电 按顺时针方向旋转与电源的相序一致。 源线的任意两根对调，旋转磁场按逆时针方向旋转。 源线的任意两根对调，旋转磁场按逆时针方向旋转。 3.旋转磁场的转速：同步转速n0 旋转磁场的转速：同步转速 旋转磁场的转速
0〈S〈1
3.电磁转矩 电磁转矩
是由于转子绕组在旋转磁场中受力而产生的， 是由于转子绕组在旋转磁场中受力而产生的，对转轴形 成的力矩的总和。 成的力矩的总和。 可以证明： 可以证明：
′ T = CT U
2 1
R + (sX 20 )
2 2
sR 2
2
电动机平稳运行时， 电动机平稳运行时，满足转矩平衡方程式
（二）降压起动
起动时先降低定子绕组上的电压，待转速升高到额定值 起动时先降低定子绕组上的电压， 再把电压恢复到额定值。 时，再把电压恢复到额定值。 减压起动可以减小起动电流，但起动转矩也同时减小。 减压起动可以减小起动电流，但起动转矩也同时减小。 适用于轻载或空载情况下起动。 适用于轻载或空载情况下起动。
电动机才能正常起动。 只有满足 1/3 Tst＞TL时，电动机才能正常起动。
Y-△降压起动的条件 △
• 正常运行时电动机定子绕 组是三角形连接。 组是三角形连接。 • 在起动转矩大于3倍的负 载转矩时可以采用。 载转矩时可以采用。
QS FU
电工学第7章
o
1
s
o
TN Tst Tmax T
7· 2 机械特性曲线 4· 1. 额定转矩TN 额定转矩是电动机在额定负载时的转矩。 P2 P2 T T 9.55 2 n n 60 P2 千瓦(W) T 9550 转每分(r/min) n 牛· 米(N· m) 例如某电动机：P2N =7.5kW, nN =1440 r / min， 则额定转矩为： P2 N 9550 7.5 49.7 N m TN 9550 1440 nN
2 1
2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转矩。
7· 2 机械特性曲线 4· T 2 sR2U1 Tmax TK 2 R2 ( sX 20 )2 Tst U1与R2一定时， TN T与s的关系：T f ( s ) o s s 或n与T的关系： f ( T ) n n n nN nm 0 N m 三个转矩: n 额定转矩TN n0 nN 最大转矩Tmax nm 起动转矩Tst
V2
V1
t0
U2
W2
i1 I m sin t i2 I m sin( t 120)
i3 I m sin( t 120)
W1
V1
合成磁场方向向下
7· 1 旋转磁场 2· i 1. 旋转磁场 的产生 o
U1
V2
i1
60
i2
i3 t
i1
U1
W2 U
2
90 180
i1
i2
+ － + e1 e2 － + u1 + － e 1 e 2 － + － f1 f2 异步电动机每相电路
1
s
o
TN Tst Tmax T
7· 2 机械特性曲线 4· 1. 额定转矩TN 额定转矩是电动机在额定负载时的转矩。 P2 P2 T T 9.55 2 n n 60 P2 千瓦(W) T 9550 转每分(r/min) n 牛· 米(N· m) 例如某电动机：P2N =7.5kW, nN =1440 r / min， 则额定转矩为： P2 N 9550 7.5 49.7 N m TN 9550 1440 nN
2 1
2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。 3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转矩。
7· 2 机械特性曲线 4· T 2 sR2U1 Tmax TK 2 R2 ( sX 20 )2 Tst U1与R2一定时， TN T与s的关系：T f ( s ) o s s 或n与T的关系： f ( T ) n n n nN nm 0 N m 三个转矩: n 额定转矩TN n0 nN 最大转矩Tmax nm 起动转矩Tst
V2
V1
t0
U2
W2
i1 I m sin t i2 I m sin( t 120)
i3 I m sin( t 120)
W1
V1
合成磁场方向向下
7· 1 旋转磁场 2· i 1. 旋转磁场 的产生 o
U1
V2
i1
60
i2
i3 t
i1
U1
W2 U
2
90 180
i1
i2
+ － + e1 e2 － + u1 + － e 1 e 2 － + － f1 f2 异步电动机每相电路
电工学课件第七章
（2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y
解： （1）Ist =7 IN =720=140A
（2） I lY 1
I l
3
7.4
Ist Y = Ist /3=140/3=47A
#
电工学课件第七章
§ 9.5 三相异步电动机的选择 一、三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
异步电动机
磁极数(极对数 p=2)
三相定子绕组：产生旋转磁场
定子绕组 （三相）
定子
转子：在旋转磁场作用下，产 生感应电动势或电流。
U
V’
W’
线绕式 鼠笼式
W
转子
V U’
鼠笼转子
电工学课件第七章
机座
7.1.2 异步电动机的工作原理-----旋转磁场的产生 异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
V’
n U
1
W’
W
V
U’
()电流入
7.1 三相异步电动机的结构及工作原理
电动机的分类 交流电动机
电动机
异步机 同步机
鼠笼式 绕线式
直流电动机 他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法
电工学课件第七章
U
定子 三相异步机的结构
V’
W’
转子 W
V U’
电工学课件第七章
7.1.1 三相异步机的结构
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
正常 运行
UP Z A
C
X
YB
A
UP' Z X
CY
起动
B 7.4U P 来自1 3 UP1
解： （1）Ist =7 IN =720=140A
（2） I lY 1
I l
3
7.4
Ist Y = Ist /3=140/3=47A
#
电工学课件第七章
§ 9.5 三相异步电动机的选择 一、三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
异步电动机
磁极数(极对数 p=2)
三相定子绕组：产生旋转磁场
定子绕组 （三相）
定子
转子：在旋转磁场作用下，产 生感应电动势或电流。
U
V’
W’
线绕式 鼠笼式
W
转子
V U’
鼠笼转子
电工学课件第七章
机座
7.1.2 异步电动机的工作原理-----旋转磁场的产生 异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
V’
n U
1
W’
W
V
U’
()电流入
7.1 三相异步电动机的结构及工作原理
电动机的分类 交流电动机
电动机
异步机 同步机
鼠笼式 绕线式
直流电动机 他励、异励、串励、复励
鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法
电工学课件第七章
U
定子 三相异步机的结构
V’
W’
转子 W
V U’
电工学课件第七章
7.1.1 三相异步机的结构
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
正常 运行
UP Z A
C
X
YB
A
UP' Z X
CY
起动
B 7.4U P 来自1 3 UP1
电机学课件ppt课件
ppt精选版
T
暂时 T > TL
26
3.减小 调速的特点：
（1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调， 受机械本身强度所限，n不能太高。
（2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多）， 调节控制方便。
ppt精选版
27
二、改变电枢电压调速
1.特性曲线
nn0 n 其中
n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
E
K
Φn
E
T K TΦI a
他励
nKU EΦKTK RaEΦ2T
即：nn0 n
其中
Φ n U 0
K ppt精选版 E
，n
Ra
Φ K K 2 T E 17
T
nn0 n 其中
n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
T
n0： 理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作 时,由于有空载损耗，电机的T不会为0。）
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
T
If的调节有两种情况：
• Rf If n ，但在额定情况下， 已接 近饱和，If 再加大，对 影响不大，所以这种增加
磁通的办法一般不用。
• Rf If n ，减弱磁通是常用的调速方
法。
概念：改变磁通调速的方法—
减小磁p通pt精，选版n只能上调。
24
2.特性的变化
的电流过大。
M
Uf
制动
ppt精选版
38
（2）能耗制动 — 电枢断电后立即接入一个电阻。
第7章 直流电动机 《电工学(上册)——电工技术》课件
1）. 机械n特U 性 的IC a 一(e R 般a 表R 达) 式C U e C R eC a T R 2Tn 0T
其中
n0
U Ce
理想空载转矩
Ra R 机械特性的斜率
CeCT 2
7.3 他励直流电动机
电枢两端加额定电压、励磁绕组施加额定励磁、电枢回 路不串联电阻时称其为固有机械特性，其转速为：
2. 转子(电枢) 由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。
电枢铁心：由硅钢片叠装而成。
电枢绕组：单个绕组元件组成。
7.1直流电动机的结构和分类
7.1.2.直流电机的分类
直流电机按照励磁方式可分为他励电动机和自励电 动机。
他励:指励磁电流由另外的电源供给，与电枢电路没 有电的连接。
自励:指发电机励磁所需的励磁电流由该电机本身电 枢供给。
直流电机运行时，一方面，电枢绕组的导体在磁 场中运动，会产生电动势；另一方面，电枢绕组导体 中有电流，会受到电磁力，产生电磁转矩。
1. 电枢电动势
假设电枢绕组的运动方向与磁密B的方向及电枢导体 之间正交。
E a v2 N a e a v2 N a 2 p 6 n 0 6 p a 0 N n C e n
（2）. 电动机
图3 电动机惯例
电压平衡方程式
UEaIaRa
直流电动机的转矩平衡方程式
Te TLT0
直流电机既能作发电机使用，也能作电动机使用，而
注意且都产生电枢电动势E和电磁转距T，并且计算公式
也完全相同，然而两者的意义与作用则是完全不同的。
7.3他励直流电动机
7.3.2.他励直流电动机的机械特性
Ce: 电动势常数 n: 电动机转速
：磁通
N为电枢绕组全部导体数，a为电枢绕组的支路对数
《电动机》PPT课件
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
第七章 其它特殊电机 16
电机拖动及控制
单相双值电容异步电动机
起动开关 C2
单击此处编辑母版文本样式 第二级 主 第三级 绕 组 第四级 第五级
方法：
C1
副绕组
采两个电容并联方式，起动的时候，两电容并联，起动电容大，起 动转矩大。当进入运行后，利用自动开关将起动电容切除，保留运 行电容。
当转子励磁绕组通入直流电流后，在同一气隙中，
双呈现出一个转子磁场，其大小及极性固定，极对
数与电枢旋转磁场相同，为一恒定直流磁场，这两
个磁场相互作用（磁极吸引力作用），从而使转子
被电枢旋转磁场拖着以相同的速度一起旋转。
2018/11/24
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
第七章 其它特殊电机
31
随之改变。
2018/11/24
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
第七章 其它特殊电机
32
电机与控制
调节转子励磁电流，同步电机的励磁全部由转子励磁提供，电枢
绕组不从交流电网中吸取无功励磁电流，定子电流与外加电压同
相，同步电动机相当于一个纯电阻负载，称其为正常励磁。
当转子直流励磁小于正常励磁，则同步电动机的电枢将从交流电
26
电机与控制
常分为：
同步电动机 同步发电机 同步调相机
2018/11/24
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第七章 其它特殊电机
27
电机与控制
1．同步电机的结构
N S
+ S
N S N
+ -
隐极式
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定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
△接接
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第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
返回
一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
1000 返回
第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性
返回
一、转矩平衡关系
三相异步电动机在拖动生产机械工作时，旋 转磁场与转子电流相互作用产生的转矩称为电磁 转矩T，它是一个驱动转矩。 作用在电动机轴上 的各种机械转矩称为负载转矩TL，它是一个阻碍 转矩。
当电动机稳定运行时，驱动转矩等于阻碍转
矩。即：
T = TL （转矩平衡方程）
若T < TL
电动机减速
若T > TL
电动机加速
返回
二、 自然机械特性
1. 转矩特性 TKR22sR(2sUX1220)2
当K、U1、R2、X20、一定的条件下，把 T=f (s)曲线称为转矩特性曲线。如图：
T
Tmax
s 较小， 0 < s < sm ， s↑ T↑
s 较大， sm < s < 1 ， s↑ T↓
sm
1
s
将Tmax 对应的sm 称为临界 转差率.
返回
0 < s < sm电动机运行稳定， sm < s < 1电动机
运行不稳定。
异步电动机的电磁转矩与定子相电压U12成正 比。当电源电压有所变动时，对电磁转矩影
响很大。
T
Tmax
U1 > U1 ’
T∝ U 2 Sm与U1无关 U1↓→T↓→n ↓ →s↑
⊙
N
○⊙
n1
ZZZ
N S
CC ○⊙⊙
S ⊙ ⊙⊙
B
XX
ωωtωt==t126=28400 °°
iiAAA<>= 00 iiBBB><=00
iiCC=<>00
对称三相绕组，送入对称三 相电流，一定产生旋转磁场。
返回
2、旋转磁场的转向
旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致。
电流的相序：A－B－C
n1
电流的相序：B－A － C
返回
异步电动机T－n曲线上对应着三个特定转矩：
额定转矩TN ：在额定电压下，当电动机
的输出功率等于额定功率PN时的转矩称为
额定转矩。对应的转速称为额定转速nN。
N·m
TN
9550 PN nN
KW r/min
最大转矩Tmax ：电动机转矩的最大值。
当负载转矩TL>Tmax时，电动机将发生闷车停 转。定子电流急剧升高，电动机过热导致烧 毁。
n1
改变电流相序，即任意对调电源的两根火线， 可改变旋转磁场的方向，使电动机反转。
返回
3、旋转磁场的转速
○○○
定子每相一个线圈，旋转磁场为 二极。旋转磁场的磁极对数
P=1 电流变化一周，磁场也旋转一周。 磁场的转速 n1=60 f 1 (r/min)
○○○
定子每相二个线圈，旋转磁场为 四极。旋转磁场的磁极对数
▪ 改变磁场旋转方向可使电动机反转。
返回
二、基本构造
异步电动机由定子和转子两部分组成。 1. 定子
• 定子是异步电动机固定不动的部分。
• 由机座、定子铁心、定子三相绕组组成。
• 定子铁心安装在机座内，由硅钢片叠成。 定子三相绕组嵌在定子铁心的槽内，三相 绕组的始端和末端分别接到电动机出线盒 的接线柱上，这样可以根据需要将三相绕 组接或△接，使电动机使用于两种不同的 工作电压。
称最大转矩与额定转矩的比值λ为过载系数。
返回
m
Tmax TN
B
Y
Z
X
返回
对称三相电流
波形如图
i
iA
iA = Imsinωt
iB= Imsin (ωt－120°)
iC=Imsin (ωt - 240°)
iB
iC
ωt
规定电流正方向由始端向末端，实际流入时 用 表示，实际流出时用⊙表示。
返回
i
iA
iB
iC
0 60°
180° 120° 240°
ωt
YY
⊙ ⊙
AA
二、转动原理
对称三 相电源
定子对称 三相绕组
n1 旋转 磁场
n 转子 旋转
返回
三、转差率
异步电动机的转动原理是建立在电磁感应的
基础上的，所以电动机的转速n与旋转磁场的转
速n1（又叫做同步转速）不能相等。
即
n≠n1
其相差的程度用转差率 s 来表示 。
s n1 n n1
转差率 s 是异步电动机重要的参数之一。
Tmax’
U1
→I2↑→I1↑
sm
1
U1 ’
s
电压不足，会造成电流增 大，电机发热。
返回
临界转差率sm与R2成正比。
最大转矩Tmax与R2无关。
R2’ < R2”
Tmax
T R2’ R2”
2. 机械特性
1s
sm’ sm”
在电源电压U1不变时，电动机的转速n 和电 磁转矩T 间的关系称为电动机的机械特性。
返回
n = f (T)
机械特性曲线可由转矩特性曲线得来：
n
n1 A nN nm
n > nm(AB段）： 为稳定工 作区（s 较小），具有硬特 性，即电动机具有自动适应 B 负载能力。
C
TN Tst
TL↑→T ＜TL→n ↓ →s ↑
T
→T ↑ → T =TL
Tmax 0<n < nm(BC段）： 为不稳 定工作区.
P=2 电流变化一周，磁场也旋转0.5周。 磁场的转速 n1=60 f 1 /2 (r/min)
返回
改变定子绕组的接线方式，可以改变异步
电动机的极数。
1极对数=2极
旋转磁场的转速n1 与电动机的极数P成反 比，与交流电的频率 f 成正比。
n1
60f1 P
(r/min)P
Hale Waihona Puke n1234 1500 1000 750
定子接线端的连接
CAB
ZXY
W2 U2 V2 U1 V1 W1
去掉W2、 U2、V2短接 片后，变为
Y型连接
△接接
返回
第二节 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场
转动原理
转差率
返回
一、旋转磁场
1、旋转磁场的产生
定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接
成形。 U
A iA
YZ
X
W
V
C iC iB
电工学课件--第七章--电动机
一、转动原理
N
n1
n1=0, 磁场静止，转 子不能感应电流，导 体静止。
⊙F F
S
n1≠0，磁场顺时针旋 左通力 转。 右生电 转子产生感应电流，
在磁场的作用下产生
▪ 异步电动机要转动起来，电磁转矩，使转子转
要有旋转的磁场，同时转 动起来，方向与磁场
子电路必须闭合。
方向一致。
s≈0.02～0.06
异步电动机刚起动的瞬间，n = 0 , s = 1
返回
例：某三相异步电动机额定转速nN= 980r/min，接
在 f 1= 50Hz 的电源上运行。试求在额定状态下,定
子旋转磁场速度n1、磁极对数P、额定转差率s。
解： ∵一般额定转差率为0.02～0.06 ∴n≈n1
n
n1
6
0f1 P
P60 f1 60 503
n
980
n 16P f0 1
6 050 10r0 /m 0in 3
sn1n100 9 08 00.02
n1
1000 返回
第三节 三相异步电动机的电磁 转矩与机械特性
转矩平衡 电磁转矩 机械特性
返回
一、转矩平衡关系
三相异步电动机在拖动生产机械工作时，旋 转磁场与转子电流相互作用产生的转矩称为电磁 转矩T，它是一个驱动转矩。 作用在电动机轴上 的各种机械转矩称为负载转矩TL，它是一个阻碍 转矩。
当电动机稳定运行时，驱动转矩等于阻碍转
矩。即：
T = TL （转矩平衡方程）
若T < TL
电动机减速
若T > TL
电动机加速
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二、 自然机械特性
1. 转矩特性 TKR22sR(2sUX1220)2
当K、U1、R2、X20、一定的条件下，把 T=f (s)曲线称为转矩特性曲线。如图：
T
Tmax
s 较小， 0 < s < sm ， s↑ T↑
s 较大， sm < s < 1 ， s↑ T↓
sm
1
s
将Tmax 对应的sm 称为临界 转差率.
返回
0 < s < sm电动机运行稳定， sm < s < 1电动机
运行不稳定。
异步电动机的电磁转矩与定子相电压U12成正 比。当电源电压有所变动时，对电磁转矩影
响很大。
T
Tmax
U1 > U1 ’
T∝ U 2 Sm与U1无关 U1↓→T↓→n ↓ →s↑
⊙
N
○⊙
n1
ZZZ
N S
CC ○⊙⊙
S ⊙ ⊙⊙
B
XX
ωωtωt==t126=28400 °°
iiAAA<>= 00 iiBBB><=00
iiCC=<>00
对称三相绕组，送入对称三 相电流，一定产生旋转磁场。
返回
2、旋转磁场的转向
旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致。
电流的相序：A－B－C
n1
电流的相序：B－A － C
返回
异步电动机T－n曲线上对应着三个特定转矩：
额定转矩TN ：在额定电压下，当电动机
的输出功率等于额定功率PN时的转矩称为
额定转矩。对应的转速称为额定转速nN。
N·m
TN
9550 PN nN
KW r/min
最大转矩Tmax ：电动机转矩的最大值。
当负载转矩TL>Tmax时，电动机将发生闷车停 转。定子电流急剧升高，电动机过热导致烧 毁。
n1
改变电流相序，即任意对调电源的两根火线， 可改变旋转磁场的方向，使电动机反转。
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3、旋转磁场的转速
○○○
定子每相一个线圈，旋转磁场为 二极。旋转磁场的磁极对数
P=1 电流变化一周，磁场也旋转一周。 磁场的转速 n1=60 f 1 (r/min)
○○○
定子每相二个线圈，旋转磁场为 四极。旋转磁场的磁极对数
▪ 改变磁场旋转方向可使电动机反转。
返回
二、基本构造
异步电动机由定子和转子两部分组成。 1. 定子
• 定子是异步电动机固定不动的部分。
• 由机座、定子铁心、定子三相绕组组成。
• 定子铁心安装在机座内，由硅钢片叠成。 定子三相绕组嵌在定子铁心的槽内，三相 绕组的始端和末端分别接到电动机出线盒 的接线柱上，这样可以根据需要将三相绕 组接或△接，使电动机使用于两种不同的 工作电压。
称最大转矩与额定转矩的比值λ为过载系数。
返回
m
Tmax TN
B
Y
Z
X
返回
对称三相电流
波形如图
i
iA
iA = Imsinωt
iB= Imsin (ωt－120°)
iC=Imsin (ωt - 240°)
iB
iC
ωt
规定电流正方向由始端向末端，实际流入时 用 表示，实际流出时用⊙表示。
返回
i
iA
iB
iC
0 60°
180° 120° 240°
ωt
YY
⊙ ⊙
AA
二、转动原理
对称三 相电源
定子对称 三相绕组
n1 旋转 磁场
n 转子 旋转
返回
三、转差率
异步电动机的转动原理是建立在电磁感应的
基础上的，所以电动机的转速n与旋转磁场的转
速n1（又叫做同步转速）不能相等。
即
n≠n1
其相差的程度用转差率 s 来表示 。
s n1 n n1
转差率 s 是异步电动机重要的参数之一。
Tmax’
U1
→I2↑→I1↑
sm
1
U1 ’
s
电压不足，会造成电流增 大，电机发热。
返回
临界转差率sm与R2成正比。
最大转矩Tmax与R2无关。
R2’ < R2”
Tmax
T R2’ R2”
2. 机械特性
1s
sm’ sm”
在电源电压U1不变时，电动机的转速n 和电 磁转矩T 间的关系称为电动机的机械特性。
返回
n = f (T)
机械特性曲线可由转矩特性曲线得来：
n
n1 A nN nm
n > nm(AB段）： 为稳定工 作区（s 较小），具有硬特 性，即电动机具有自动适应 B 负载能力。
C
TN Tst
TL↑→T ＜TL→n ↓ →s ↑
T
→T ↑ → T =TL
Tmax 0<n < nm(BC段）： 为不稳 定工作区.
P=2 电流变化一周，磁场也旋转0.5周。 磁场的转速 n1=60 f 1 /2 (r/min)
返回
改变定子绕组的接线方式，可以改变异步
电动机的极数。
1极对数=2极
旋转磁场的转速n1 与电动机的极数P成反 比，与交流电的频率 f 成正比。
n1
60f1 P
(r/min)P
Hale Waihona Puke n1234 1500 1000 750