三相异步电动机基本知识
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三相异步电动机基础知识培训
高能源利用效率。
环保技术
在环保要求日益严格的背景下，三相异步电动机的环保技术也得到了广泛应用。例如， 采用低噪音设计、减少电磁干扰、降低废热排放等措施，以减少对环境的负面影响。
智能化技术
智能控制
通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现对三相异步电动机的智能控制。这有助于提高电机的运行稳定性和 效率，同时降低维护成本。
作用
工作原理
定子是三相异步电动机的固定部分， 主要作用是产生磁场。
当三相电流通过定子绕组时，会在定 子铁芯中产生旋转磁场，使转子旋转。
组成
定子由机座、定子铁芯和定子绕组组 成。机座是电动机的外壳，定子铁芯 是电动机的磁路部分，定子绕组则是 电动机的电路部分。
转子
作用
转子是三相异步电动机的旋转部 分，主要作用是在旋转磁场的作
三相异步电动机基础 知识培训
目录
• 三相异步电动机简介 • 三相异步电动机的结构 • 三相异步电动机的运行与控制 • 三相异步电动机的维护与故障处理
目录
• 三相异步电动机的选型与计算 • 三相异步电动机的发展趋势与新技术
01
三相异步电动机简介
定义与工作原理
定义
三相异步电动机是一种利用三相交流电产生旋转磁场的电动机，通过该磁场与 转子上的导体相互作用，使转子转动。
停车
停车时，应先切断电源，使电动机失去电源，转子停止转动 。对于需要快速停止的情况，可以使用制动器或反向电源来 快速停车。
调速与控制
调速
三相异步电动机的调速可以通过改变电源的电压或频率来实现。通过调节电源的 电压，可以改变电动机的转矩和转速；通过调节电源的频率，可以改变电动机的 同步转速。
控制
三相异步电动机的控制可以通过各种控制器来实现，如继电器控制器、变频器和 可ห้องสมุดไป่ตู้程控制器等。控制器可以根据输入的信号或程序来控制电动机的启动、停止 、调速和方向等。
环保技术
在环保要求日益严格的背景下，三相异步电动机的环保技术也得到了广泛应用。例如， 采用低噪音设计、减少电磁干扰、降低废热排放等措施，以减少对环境的负面影响。
智能化技术
智能控制
通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现对三相异步电动机的智能控制。这有助于提高电机的运行稳定性和 效率，同时降低维护成本。
作用
工作原理
定子是三相异步电动机的固定部分， 主要作用是产生磁场。
当三相电流通过定子绕组时，会在定 子铁芯中产生旋转磁场，使转子旋转。
组成
定子由机座、定子铁芯和定子绕组组 成。机座是电动机的外壳，定子铁芯 是电动机的磁路部分，定子绕组则是 电动机的电路部分。
转子
作用
转子是三相异步电动机的旋转部 分，主要作用是在旋转磁场的作
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目录
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目录
• 三相异步电动机的选型与计算 • 三相异步电动机的发展趋势与新技术
01
三相异步电动机简介
定义与工作原理
定义
三相异步电动机是一种利用三相交流电产生旋转磁场的电动机，通过该磁场与 转子上的导体相互作用，使转子转动。
停车
停车时，应先切断电源，使电动机失去电源，转子停止转动 。对于需要快速停止的情况，可以使用制动器或反向电源来 快速停车。
调速与控制
调速
三相异步电动机的调速可以通过改变电源的电压或频率来实现。通过调节电源的 电压，可以改变电动机的转矩和转速；通过调节电源的频率，可以改变电动机的 同步转速。
控制
三相异步电动机的控制可以通过各种控制器来实现，如继电器控制器、变频器和 可ห้องสมุดไป่ตู้程控制器等。控制器可以根据输入的信号或程序来控制电动机的启动、停止 、调速和方向等。
第3章三相异步电动机原理与维修1节
第一节 三相异步电动机的工作原理与结构
一、基本工作原理：
三相异步电动机定子接三相 电源后，电机内便形成圆形 旋转磁动势，旋转磁场转速 n1，设其方向为逆时针转， 如图所示。若转子不转，转 子导条与旋转磁密有相对运 动，导条中有感应电动势e， 方向由右手定则确定。
由于转子导条彼此在端部 短路，于是导条中有电流， 不考虑电动势与电流的相 位差时，电流方向同电动 势方向。这样，导条就在 磁场中受电磁力f，用左手 定则确定受力方向，如图 所示。
3、三相绕组应对称，结构相同、阻抗相等，空 间位置互差120°电角度；
4、用材省，绝缘性能好，机械强度高和散热条 件好；
5、制造工艺简单，维修方便。
（二）基本概念 1、电角度与机械角度 电机圆周在几何上分为360°，这个角度称为机械
角度。
导体切割按正弦规律变化的一对磁极磁场，其中感 应的电动势也按正弦变化一周，即经过360°电角 度，因而一对磁极占有360°电角度，若电机有p对 磁极，电机圆周按电角度计算为p× 360°。
A
ZX
iB C
Y
B
iC
i
iA
iB
iC
ωt
O
120° 240°
360°
首端流入为正，末端流入为负
A
A
A
×
·
Y×
·Z Y
× Z Y·
Z
× C
· BC · ·
X (a) ω t = 0°
X (b) ω t = 120°
BC
×B ×
X (c) ω t = 240°
结论： (1)在对称的三相绕组中通入三相对称电流，可以产
静止的转子与旋转磁场之间有相对运动，在转子导 体中产生感应电动势，并在形成闭合回路的转子导 体中产生感应电流，其方向用右手定则判定。转子 电流在旋转磁场中受到磁场力F的作用，F的方向用 左手定则判定。电磁力在转轴上形成电磁转矩，电 磁转矩的方向与旋转磁场的方向一致。
三相异步电动机绕组
三相异步电动机的基础知识
(4)画出极相组线圈,并标明电流参考方向。
三相异步电动机的基础知识
(5)画出各相绕组展开图。
U 相绕组
V相绕组
W 相绕组
三相异步电动机的基础知识
2．同心式绕组 同心式绕组的结构特点是各相绕组均由不同节距的同心线圈
(大线圈套在小线圈外面)经适当连接而成，这种绕组的端部较长， 常用于两极电动机中。
3．交叉链式绕组
交叉链式绕组主要用于q为奇数的小型三相异步电动机定子绕
组中。
例 三相异步电动机型号Y-132S-4,定子槽数Z1=36槽,极数 2p=4,采用单层交叉链式绕组,请绘出三相绕组展开图。
三相异步电动机的基础知基础知识
(3)划分相带。
三相异步电动机的基础知识
三相异步电动机的基础知识
三、三相单层绕组的展开图 展开图一般按以下步骤画出： 第一步，计算极距 和每极每相槽数q。 第二步，按 划分极距，按相同极距内绕组有效边中电流参考
方向相同，相邻极距内绕组有效边中电流参考方向相反的原则，标 出所有槽内线圈有效边的电流参考方向。
第三步，按q 槽划分相带(60°相带法)，在每一对磁极极距(2 ) 内，按照U1—W2—V1—U2—W1—V2顺序标明相带。
二、三相定子绕组的构成原则
1．每相绕组在每对磁极下，按U1—W2—V1—U2—W1— V2相带顺序均匀分布。
2．展开图中每个相同极距内，绕组有效边中电流参考方向 相同；相邻极距之间，绕组有效边中电流参考方向相反。
3．同一相绕组中，线圈之间的连线应顺着电流的参考方向 进行。
4．为了节省铜，线圈的节距应尽可能短。
例 某台三相异步电动机，定子槽数Z1=24，极数2p=4，绕 组为同心式绕组，试绘出其绕组的展开图。
三相异步电动机基本原理
三相异步电动机基本原理
1.三相交流电源
2.定子绕组
3.旋转磁场
当三相电源接通时，流过定子绕组的三相电流形成一个旋转的磁场，这个磁场的方向和大小随着电流的变化而变化，并且沿着定子的轴线方向旋转。
4.感应电动势
当电动机的定子上的绕组中的导线处于旋转磁场的影响下，会在导线中产生感应电动势，这个感应电动势的大小和导线的长度以及磁场的强度有关。
5.感应电流
由于感应电动势的存在，导致定子绕组中存在感应电流，这个电流的方向和大小也与旋转磁场的方向和大小有关。
6.转矩产生
根据洛伦兹力的原理，当定子绕组中的感应电流与旋转磁场之间存在一定的相对运动时，就会产生一个力矩，作用于定子绕组上。
这个力矩使得转子开始转动。
7.转子运动
转子开始转动后，它上面的导体会在旋转磁场的作用下产生感应电动势，并形成一个感应电流。
这个感应电流会产生一个与旋转磁场相反方向的磁场，这个磁场会与旋转磁场相互作用，产生一定的转矩。
8.动力平衡
当电机达到稳态运行时，因为旋转磁场的作用，转子上产生的感应电流与旋转磁场之间存在一定的相对运动，这个相对运动形成的力矩可以抵消定子绕组上的力矩，使电动机达到动力平衡。
总结：三相异步电动机基本原理是通过三相交流电源形成的旋转磁场作用于定子上的绕组，产生转矩，驱动电机转动。
通过旋转磁场与转子上产生的感应电流之间的相对运动，使电动机达到动力平衡。
三相异步电动机相关基础知识
n n0
a
临界转矩。
nN
当负载转矩超过最大转矩时，电动机转速急剧下降，
b
电动机将停止转动——产生闷车现象。
电动机一旦闷车，电流立即上升6~7倍，电动机严重
0 过热！以至烧坏。从另一方面考虑，若在很短时间内
过载，在电动机尚未过热就恢复达到正常状态，未损
T TNTst Tmax
坏电动机是允许的。因此，最大转矩也表示电动机具有短时间的过载能力。
★三相五线制的优点是保护灵敏性与可靠性都比三相四线制的要高，因为PE线 （即接地零线）是单独设置，并且是直接接自电源变压器中性点，变压器的 中性点已可靠直接接地，接地电阻较低，满足系统保护要求。
★三相五线制通常用于用于安全要求较高，设备要求统一接地的场所及住宅。
电机结构 鼠笼转子感应电机
电机结构 滑环式感应电机
W2 U1
W1 V2
W 2 U 1
U2
V1
UV 22 VW 11
接电源
电动机铭牌
电压
铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压。
电流
铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的线电流。
功率与效率
铭牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。所 谓效率就是输出功率与输入功率的比值。
电机结构
轴 è 能承受机械冲击 è 轴钢牌号: AISI 1040/45 or 4140
è 热处理以: • 减小内应力 • 抗弯 • 增加机械强度
è 轴的类型 • 空心轴 • 实心轴 • 特殊轴
电机结构
转子 è 铸铝转子 è 铜排转子 è 鼠笼绕线转子
电机结构
î 轴承类型: p 球轴承 p 柱轴承 (径向负载) p 角接触球轴承 (轴向负载)
三相异步电动机的基本知识及结构
C
C
Y
B
B
X
例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。 说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额 定值的 5 ％。
4. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。
如：
△/Y 11.2A / 6.48A
表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流 为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。
三相异步电动机的基本工作原理
一、理论基础
二、基本工作原理
三相异步电动机工作原理图
效果图
二、基本工作原理
基本电磁过程：
定子三相对称绕组通三相对称电流→旋转磁 场，n1→转子导体切割磁力线产生感应电势 →产生转子电流→转子导体受电磁力作用→ 形成转矩→转子同向转动，n。
转差率
n1 n s n1
二、基本工作原理
说明： n≠n1 ，否则，不可能产生感应电势。 由于n≠n1，所以称之为异步电机。 转子转速n 除与电网频率有关外，还随负载 的变化而变动。
转差率s是表征感应电机运行状态的一个基本 变量。按照转差率的正负和大小，感应电机 有电动机、发电机和电磁制动三种运行状态。
二、基本工作原理
异步电机的三种工作状态
二、基本工作原理
起动瞬间，n = 0，s=1
理想空载运行时：n=n1，s=0
作为电动机运行时，s 的范围在0~1之间。 转差率一般很小，s = 0.01~0.06。 制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反， 即n1与n反向，s>1
发电运行时，n 高于同步转速n1，s<0。
三、工作方式
三相异步电动机知识全集(精)
第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。
当转子的转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。
由于异步而产生的转矩称为异步转矩。
当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。
由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。
当异步电动机空载时，，。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。
实验是在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。
图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。
机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。
铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。
三相异步电动机技术知识培训课件
高效节能型产品设计理念
高效节能
高效节能型三相异步电动机采用 先进的设计理念和技术手段，通 过提高电动机的效率和功率因数， 降低空载损耗和负载损耗，从而
实现高效节能。
环保材料
在电动机的制造过程中，使用环 保材料，如低噪音、低振动的轴 承和绝缘材料等，以减少对环境
的影响。
智能化控制
通过引入智能化控制系统，实现 对电动机的精确控制，避免能源
安装前准备工作
检查电动机及附件
准备安装工具和材料
检查电动机外观是否完好，附件是否 齐全，如有问题及时处理。
准备所需的安装工具和材料，如螺丝 刀、扳手、垫片等。
确定安装位置
根据现场环境和设备布局，确定电动 机的安装位置，确保通风良好、便于 操作和维护。
安装步骤与调试方法
安装步骤
按照电动机安装图纸和说明书要求， 进行电动机的安装。包括安装底座、 固定电动机、连接电源线和信号线等。
通过变频器改变电源频率，实现平滑启动和 调速，但成本和技术要求较高。
调速方法介绍
变极调速
通过改变电动机定子绕组的极数 来改变旋转磁场的转速，从而实 现调速。但调速范围有限，且不
能平滑调速。
变频调速
通过变频器改变电源频率，实现平 滑调速和高效运行。但成本和技术 要求较高，且可能产生谐波干扰。
滑差调速
转速与极数关系
转速
指电动机每分钟旋转的圈数，单位通常为转/分（rpm）。电动机的转速与其极 数和电源频率有关。
极数
电动机内部磁场的极对数，决定了电动机的同步转速。极数越多，同步转速越 低，但转矩越大。常见的极数有2极、4极、6极等。
绝缘等级及温升限值
绝缘等级
表示电动机绝缘材料的耐热等级，分为A、E、B、F、H等多 个等级。绝缘等级越高，电动机的耐热性能越好，使用寿命 也越长。
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此外还有绝缘等级等参数，不一 一介绍。
（ P2），不等于从电源吸收的功率（P1）。两者的
关系为：
P2 P1
鼠笼电机
其中 P 1 3U NINcos =72－93％
7. 功率因数(cos1)：
额定负载时一般为0.7 ~ 0.9 ， 空载时功率因数很 低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。
cos 1
P2 PN 注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马” 拉“小车”的现象。
得到转矩公式 TKR22s(sR 2X 20)2U12
三相电动机的机械特性
T f (S) n f (T )
根据转矩公式 得特性曲线：
T
0
TKR22s(sR 2X 20)2U12
n
n
0
s
T
1
电动机的自适应负载能力
电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，
这种能力称为自适应负载能力。
常用特
直T L 至 新的n 平 衡。S 此 过程I中2 ，I2 T n0 n 性段 时，I1 电源提供的功率自动
转矩公式的推导
电磁转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下, 受到电磁力所形成的转距之总和。
TK TΦmI2co 2s
常数 每极磁通
转子电流
转子电路的
cos2
TK T Φ m I2co2s
将其中参数代入：
I2
S E 20 R22(S X 20)2
co2s
R2 R2 2(SX 20 )2
U 14.4f4 1N 1 Φ m
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
A
பைடு நூலகம்Y'
Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC
t
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z'
•
B
•
SX
C Y
极对数 p = 2
极对数和转速的关系
Y' C'
A Z
N •B
•
X' S
•
B'
•N
S
X C
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC iB
Im
Im
t
t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相。
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则
同步转速（旋转磁场的速度）为：
I m iA iB iC n0=60f (转 /分）
t
A YN Z
CSB X
0
n0 f
n
N
ei
异步
S
三相异步机的结构
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
鼠笼转子
机座
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
Y
n A
0
Z
iA =Imsinωt
iB =Imsin(ωt 12° 0) iC =Imsin(ωt 24° 0)
软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起
动特性好。
n
硬特性 （R2小）
软特性
（R2大）
T
0
不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性
电机；重载起动则选软特性电机。
三相异步电动机的使用
三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
磁极数(极对数 p=2)
n0
60f p
同步转速1500转/分
A
线
线
电
ZX
电
压
CY
B
压
ZA
C
X
Y
B
例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。
说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额 定值的 5 ％。
电压波动对电动机的影响
U1 I1
Φ
U1
Φ
I1
I
Φ U 14 .4f4 1N 1
U1 I1 U1
sn0 n
R22 ( SX 20 ) 2
其中
X 2 2f2 L 2 2S 1 L 2 f S2X 0
Φ Φ E 2 4 . 4 f 2 N 4 2 m 4 . 4 S 1 N 4 2 f m S 2E 0
转子功率因数
co2 sR 2 2 R 2X 2 2R 2 2 R (2 S2X )0 2
C
B
iA iB iC
Im
X
t
()电流入
iA
iC C
iB
A
ZX Y B
Y
ωt =0
C
iA iB iC
Im t
A
NZ
B
S
X
合成磁场方向：
向下
同理分析，可得
其它电流角度下 的磁场方向：
Im
iA iB iC
t
n 0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
ωt=60 °
n0
A
Y
Z
n0
A
Y
Z
C
B
X
C
B
X
ωt=12° 0 ωt=18° 0
TST
0
T
和转子电阻的关系
n
R2
R2 R'2
TKR22s(sR 2X20)2U12
令： T 0
S
sm
s'm
0
R'2
得：Sm
R2 X20
Tst Tst
T 结论： TstTst
sms'm
R2的 改变 ： 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电
机外接电阻不同。
机械特性的软硬
硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
n
E2 sE20
n
s
E2
n U1大
U1小
T
I1
I2
5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。
如： /1.2 A 1/6 .4A 8
表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流 为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。
6. 额定功率：
额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率
(转/分）
2. 转速: 电机轴上的转速（n)。如： n =1440 转/分 转差率 s15010440 0.04 1500
3. 联接方式 ： Y/ 接法 接线盒：
AB C ZX Y
Y 接法：
A A BC
ZX
Y
C
B
Z XY
接法：
ZA
ABC
C
X
Y
B
Z XY
4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.
注意：
（1）三相异步机的
Tm
a
和电压的平方成正比，所
x
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
（2）工作时，一定令负载转矩 TL Tmax，否则
电机将停转。致使
n0( s1 )I2 I1 电机严重过热
( 3 ) 起动转矩 Tst ：
电机起动时的转矩。
n
n
0
TKR22s(sR 2X 20 )2U12
p=2
p=3
180 120
1500(转/分） 1000(转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
n 电动机转速:
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 nn0
异步电动机
提示：如果 n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
转差率 ( s ) 的概念：
n 0 60°
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CSB X
极对数（P）的概念
iA
iC C
iB
A
ZX Y B
A
Y NZ
C
B
S
X
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
即： p = 1
极对数（P）的改变
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。
iA
A
X A'
Z' X'
iC
异步电动机简介
三相异步电动机的结构与工作原理
磁铁
n0 f
n
N
ei
闭合
S
线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
e=Bl v（右手定则）
磁感应强度 导线长 切割速度
闭合导线产生电流 i
通电导线在磁场中受力 n 0 f
f=Bl i
n
（左手定则）
N
ei
S
结论：1. 线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致
（ P2），不等于从电源吸收的功率（P1）。两者的
关系为：
P2 P1
鼠笼电机
其中 P 1 3U NINcos =72－93％
7. 功率因数(cos1)：
额定负载时一般为0.7 ~ 0.9 ， 空载时功率因数很 低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最大。
cos 1
P2 PN 注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马” 拉“小车”的现象。
得到转矩公式 TKR22s(sR 2X 20)2U12
三相电动机的机械特性
T f (S) n f (T )
根据转矩公式 得特性曲线：
T
0
TKR22s(sR 2X 20)2U12
n
n
0
s
T
1
电动机的自适应负载能力
电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，
这种能力称为自适应负载能力。
常用特
直T L 至 新的n 平 衡。S 此 过程I中2 ，I2 T n0 n 性段 时，I1 电源提供的功率自动
转矩公式的推导
电磁转矩 T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下, 受到电磁力所形成的转距之总和。
TK TΦmI2co 2s
常数 每极磁通
转子电流
转子电路的
cos2
TK T Φ m I2co2s
将其中参数代入：
I2
S E 20 R22(S X 20)2
co2s
R2 R2 2(SX 20 )2
U 14.4f4 1N 1 Φ m
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
A
பைடு நூலகம்Y'
Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC
t
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z'
•
B
•
SX
C Y
极对数 p = 2
极对数和转速的关系
Y' C'
A Z
N •B
•
X' S
•
B'
•N
S
X C
旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC iB
Im
Im
t
t
n0
n0
改变电机的旋转方向：换接其中两相。
旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则
同步转速（旋转磁场的速度）为：
I m iA iB iC n0=60f (转 /分）
t
A YN Z
CSB X
0
n0 f
n
N
ei
异步
S
三相异步机的结构
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。 线绕式
定子绕组 （三相）
A
Y
定子
Z
C
B
鼠笼式
转子
X
鼠笼转子
机座
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
Y
n A
0
Z
iA =Imsinωt
iB =Imsin(ωt 12° 0) iC =Imsin(ωt 24° 0)
软特性：负载增加转速下降较快，但起动转矩大，起
动特性好。
n
硬特性 （R2小）
软特性
（R2大）
T
0
不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性
电机；重载起动则选软特性电机。
三相异步电动机的使用
三相异步机铭牌与技术数据
1. 型号 Y 132M－4
磁极数(极对数 p=2)
n0
60f p
同步转速1500转/分
A
线
线
电
ZX
电
压
CY
B
压
ZA
C
X
Y
B
例：380/220 Y/是指：线电压为380V时采用Y接法； 当线电压为220V时采用接法。
说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额 定值的 5 ％。
电压波动对电动机的影响
U1 I1
Φ
U1
Φ
I1
I
Φ U 14 .4f4 1N 1
U1 I1 U1
sn0 n
R22 ( SX 20 ) 2
其中
X 2 2f2 L 2 2S 1 L 2 f S2X 0
Φ Φ E 2 4 . 4 f 2 N 4 2 m 4 . 4 S 1 N 4 2 f m S 2E 0
转子功率因数
co2 sR 2 2 R 2X 2 2R 2 2 R (2 S2X )0 2
C
B
iA iB iC
Im
X
t
()电流入
iA
iC C
iB
A
ZX Y B
Y
ωt =0
C
iA iB iC
Im t
A
NZ
B
S
X
合成磁场方向：
向下
同理分析，可得
其它电流角度下 的磁场方向：
Im
iA iB iC
t
n 0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
ωt=60 °
n0
A
Y
Z
n0
A
Y
Z
C
B
X
C
B
X
ωt=12° 0 ωt=18° 0
TST
0
T
和转子电阻的关系
n
R2
R2 R'2
TKR22s(sR 2X20)2U12
令： T 0
S
sm
s'm
0
R'2
得：Sm
R2 X20
Tst Tst
T 结论： TstTst
sms'm
R2的 改变 ： 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同，线绕式电
机外接电阻不同。
机械特性的软硬
硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。
n
E2 sE20
n
s
E2
n U1大
U1小
T
I1
I2
5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。
如： /1.2 A 1/6 .4A 8
表示三角接法下，电机的线电流为11.2A，相电流 为6.48A；星形接法时线、相电流均为6.48A。
6. 额定功率：
额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率
(转/分）
2. 转速: 电机轴上的转速（n)。如： n =1440 转/分 转差率 s15010440 0.04 1500
3. 联接方式 ： Y/ 接法 接线盒：
AB C ZX Y
Y 接法：
A A BC
ZX
Y
C
B
Z XY
接法：
ZA
ABC
C
X
Y
B
Z XY
4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.
注意：
（1）三相异步机的
Tm
a
和电压的平方成正比，所
x
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
（2）工作时，一定令负载转矩 TL Tmax，否则
电机将停转。致使
n0( s1 )I2 I1 电机严重过热
( 3 ) 起动转矩 Tst ：
电机起动时的转矩。
n
n
0
TKR22s(sR 2X 20 )2U12
p=2
p=3
180 120
1500(转/分） 1000(转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
n 电动机转速:
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 nn0
异步电动机
提示：如果 n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
转差率 ( s ) 的概念：
n 0 60°
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CSB X
极对数（P）的概念
iA
iC C
iB
A
ZX Y B
A
Y NZ
C
B
S
X
此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。
即： p = 1
极对数（P）的改变
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形 成的磁场则是两对磁极。
iA
A
X A'
Z' X'
iC
异步电动机简介
三相异步电动机的结构与工作原理
磁铁
n0 f
n
N
ei
闭合
S
线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
e=Bl v（右手定则）
磁感应强度 导线长 切割速度
闭合导线产生电流 i
通电导线在磁场中受力 n 0 f
f=Bl i
n
（左手定则）
N
ei
S
结论：1. 线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致