三相异步电动机工作原理与图解
三相异步电动机工作原理和图解
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
2019年10月8日星期二
12
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
C' Y' Y Z B'
C
B
i B 2019年10月8日星期二
A
Y'
Z'
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
2019年10月8日星期二
鼠笼转子
机座
3
三相定子绕组：产生旋转磁场。 组成：定子铁心、定子绕组和机座。
2019年10月8日星期二
4
转子：在旋转磁场作用下，产生 感应电动势或电流。
组成：转子铁心、转子绕组和转轴。
10
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 60 f (转/分）
t
A YN Z
CS
B
2019年10月8日星期X二
n0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CS
B
11
X
极对数（P）的概念
iA
iC C iB
A
ZX Y B
1 则： 1
三相异步电动机工作原理与图解
TKR22
sR2 (sX20)2
U12
n
n
0
T
Tmax
求解
29.11.2020
T 0 S
Tmax
KU12
1 2X2204
过载系数： T max
TN
Tmax
KU12
1 2X20
三相异步机 1.8~2.2
注意：
（1）三相异步机的 Tmax 和电压的平方成正比，所
以对电压的波动很敏感，使用时要注意电压的变化。
大家好
1
第七章 异步电动机
29.11.2020
2
§7.1 三相异步电动机的构造
一. 电动机的分类
异步（感应）电动机：应用广泛。 交流 同步电动机：用于功率较大，不需要
电动机
调速，长期工作的机械。
直流：他励，并励，串励，复励。
29.11.2020
3
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
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
29.11.2020
Y' A Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
14
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
三相异步电动机点动工作原理
三相异步电动机点动工作原理
三相异步电动机是一种常见的电动机类型，它的点动工作原理如下：
1. 三相异步电动机的结构
三相异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子是由三个相互平衡的线圈组成的，分别称为A相、B相和C相。
转子则是由导体条或铜棒组成的，它们被安装在转轴上，并可以自由旋转。
2. 三相异步电动机的工作原理
当三相交流电源的电压施加在定子上时，电流会在三个线圈之间流动，产生旋转磁场。
这个旋转磁场会引起转子中的导体条或铜棒感应电流，并产生一个与旋转磁场相互作用的磁场。
这个相互作用的磁场会使转子开始旋转，并跟随旋转磁场的变化而改变方向和速度。
3. 点动工作原理
点动是一种控制三相异步电动机启动和停止的方法。
在点动工作中，通过在起动器上按下一个按钮，电源会在短时间内施加一次电压，使电动机启动。
这个过程中，电动机会产生一个短暂的高转矩，以克服转子的惯性和摩擦力，从而使电动
机快速启动。
在点动工作中，起动器上的按钮通常称为点动按钮。
当按下点动按钮时，起动器会将电源施加在电动机上，使电动机启动。
当松开点动按钮时，电动机会继续运行，直到停止按钮按下或电源被切断。
总之，三相异步电动机的点动工作原理是通过施加一次电压来启动电动机，并产生一个短暂的高转矩，以克服转子的惯性和摩擦力，从而使电动机快速启动。
简述三相异步电动机工作原理
简述三相异步电动机工作原理三相异步电动机是一种重要的电动机类型，广泛应用于各个领域。
它的工作原理可以简单概括为：通过三相交流电源供电，使得电动机的定子产生旋转磁场，然后通过感应原理使得电动机的转子产生感应电动势，从而产生转矩使得电动机旋转。
具体来说，三相异步电动机的工作原理如下：1.三相供电：三相异步电动机是通过三相交流电源供电的。
电源通过三条相线（A、B、C相）输入电动机，形成相位差120度的三相电流。
2.定子产生旋转磁场：电动机的定子上绕有若干绕组，根据电动机的设计，这些绕组可以同时连接到三相电源上。
当三相交流电通过绕组时，通过右手定则可以得知电流方向，从而产生一个旋转的磁场。
这个旋转磁场的速度频率与电源频率、极对数有关。
3.转子感应电动势：转子上也安装有若干绕组，这些绕组构成了转子的回路。
由于定子旋转磁场的存在，转子绕组中会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，转子绕组中的感应电动势与转子和旋转磁场之间的相对运动速度有关。
4.转矩产生与转动：由于转子绕组中产生了感应电动势，根据楞次定律，产生的电流会产生一个与定子磁场相互作用的磁力。
这个磁力会导致转子发生转动。
当转子开始转动后，其继续和定子磁场发生相对运动，从而不断产生感应电动势和电流，不断产生转矩，使得电动机保持运转。
在实际应用中，为了能够控制电动机运行和提高其性能，通常还会采取一些附加措施：1.转子启动：由于转子是静止的，在起动时无法产生感应电动势。
因此，为了使电动机启动，通常会采用起动装置，如电动机的励磁线圈或外力帮助启动，使得转子开始转动。
2.转速调节：为了适应不同负载和工况要求，通常需要调节电动机的转速。
这可以通过调节电源频率或使用变频器等电力电子设备来实现。
3.转向控制：电动机转向的控制可以通过交换任意两相的电源线连接来实现，这可以改变定子旋转磁场的方向。
三相异步电动机由于其结构简单、使用可靠、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域，如工业、交通、农业、家电等。
三相异步电机工作原理
三相异步电机工作原理
三相异步电机是一种常见的电动机，属于交流电动机的一种。
它的工作原理是基于电磁感应的原理。
当三相异步电机接通电源时，通过电源提供的交流电流，电机的定子绕组中产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场是由三个相位相互错开的交流电流所产生的，相互之间呈120度的间隔。
接下来，当电机的转子部分处于静止状态时，由于电磁感应的作用，定子绕组的旋转磁场会产生一个旋转磁场与之同步运动。
这个同步运动的旋转磁场实际上就是转子部分的磁场。
由于磁场的相互作用，转子部分会受到一个力矩的作用，使得转子开始沿着旋转磁场的方向旋转。
随着转子的旋转，它会逐渐接近同步速度。
不过，由于转子旋转时会有一定的转速差，即转子速度低于同步速度，所以它与旋转磁场之间会产生一个相对速度。
这个相对速度会在转子上产生感应电动势，从而形成电磁转矩，使得转子继续转动。
当转子接近同步速度时，电机达到稳定运行状态。
此时，转子与旋转磁场的相对速度几乎为零，电机可以输出恒定的转速和转矩。
需要注意的是，三相异步电机的转子并没有电源供电，它完全依靠电磁感应产生的转矩来实现运动。
同时，由于旋转磁场的
周期性变化，电机会产生一定的噪音和振动。
因此，在实际应用中，通常采取一些措施来减少这些不良影响，如使用定子绕组的磁铁励磁、采用减振材料等。
第4章 三相异步电动机的基本原理
A B C
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32
三、三相单层绕组
单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组 的线圈数等于总槽数的一半。用定子槽数为24，两 极电机的定子绕组为例，说明单层绕组构成。
Q1 24 12 1、计算极距 2 p 2 1 Q1 24 4 2、计算每极每相槽数 q 2m p 2 3 1
29
二、交流绕组的排列和联接 假设给定电机极数2p=4，槽数Q1=24（三相单层叠绕组）
1、极距的计算， 若2p=4，Q1=24，则 τ=6
Q1 24 6 2 p 2 2 2、节距， 单层绕组采用整矩
y 6
3、相带—— 每个极距内属于同相的槽所占有的区域称为 度。 p 360 ４、槽距角， 30 “相带”，q=Q1/(2mp)；每个相带为60°电角
C
Y
10,11,12 13,14,15 16,17,18
19,20,21 22,23,24 25,26,27 28,29,30 31,32,33 34,35,36
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38
组成线圈组
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39
第四节
三相异步电动机的定子磁动势及磁场
一、单相绕组的磁动势——脉振磁动势 （一）、整距线圈的磁动势
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16
定子冲片和定子线圈
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17
机座
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18
2、转子 异步动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。
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19
笼型转子
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202）绕线型绕组山东工商学院信电学院21
3、气隙
定子与转子之间的间隙；0.2-2.5mm气隙越大，功率因数 越低。气隙过小，装配困难
三相异步电动机课件讲解
成，整个外形如长链。
链式绕组的每个线 圈节距相等并且制造方 便；线圈端部连线较短 并且省铜。主要用于 q=2的4、6、8极小型 三相异步电动机。
二、单层交叉式绕组
单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成， 同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同，各线圈组的端部互 相交叉。
Fp1 2 Fq1k y1 0.9( 2 qNc ) k y1kq1Ic
3、相绕组的磁动势
每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有p 对磁极，就有p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波 磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若 每相电流为Ip:
f p1(x, t)
Fp1
端部排列整齐 机械强度高
缺点
嵌线 困难
用铜 量大
4.3交流电机绕组的感应电动势
4.3.1 线圈的感应电动势及短距系数
一、一根导体的电动势
电动势波形: e Blv 电动势频率: f pn
60
电动势大小: Ec1 2.22 fΦ1
随时间变化的波形 取决于气隙磁密在 空间的分布波形
二、整距绕组的电动势
每个整距绕组由Nc个相同和线匝组成，每个整距线圈的 电动势:
E y1(y ) Nc Et1 4.44 fNc 1
三、短距线圈的电动势 每个短距线圈的电动势:
E y1( y ) 4.44 fNcΦ1k y1
ky1
E y1(yτ) E y1(yτ)
sin(
y τ
900
)
称为短距系数：
线圈短距时电动势 比整距时打的一个 折扣．
二、交流绕组的基本概念
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理文章目录旋转磁场产生原理旋转磁场的方向旋转磁场的转速三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的，当定子绕组通过三相对称交流电，则在定子与转子间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和电流，转子导体的电流在旋转磁场的作用下，受到力的作用而使转子旋转。
下面，我们分析旋转磁场的产生，电动机的旋转、转差率及转向。
旋转磁场产生原理三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电角度，如下图所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图（b）（c）所示。
下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置。
下图（b）所示，假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入（用〇中间加个×表示），末端流出（用“⊙”表示），当电流为负值时，与此相反。
（a）简化的三相绕组分布图（b）按星形连接的三相绕组接通三相电源（c）三相对称电流波形图（d）两极绕组的旋转磁场在ωt=0的瞬间，iu=0，iv为负值，iw为正值，如图（c）所示，则V相电流从V2流进，V1流出，而W 相电流从W1流进，W2流出。
利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图d①所示。
可见这时的合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向为一致，上方北极，下方是南极。
在ωt=π/2时，经过了四分之一周期，iu由零变为最大值，电流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍为负值，U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值，W相电流由W1流出，W2流入，其合成磁场方向如图d②所示，可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°。
应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场，分别如图d③，④，⑤所示，由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。
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电机过热
2019年9月3日星期二
影响其他负载工作 27
三相异步机的起动方法：
（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。
（2） 降压起动。 Y－ 起动
自耦降压起动
（3）转子串电阻起动。
以下介绍 Y－ 起动和转子串电阻起动。
2019年9月3日星期二
28
§ 2.5 三相异步电动机的铭牌数据
• Y132M-4型电动机
三相异步电动机
型号 Y132M-4 功率7.5KW
电压380V
电流15.4A
转速1440 r/min 绝缘等级 B
功率因数 0.85 效率(%) 87
年月
2019年9月3日星期二
编号
频率50Hz 接法 工作方式：连续
XX电机厂
29
1. 型号：表明不同用途，不同环境。
Y 132 M--4 三相异步电动机
s
n0 n0
n
100%
异步电机运行中: s 1 ~ 9%
电动机起动瞬间: n 0, s 1（转差率最大）
2019年9月3日星期二
18
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
201改9年9变月3日电星期机二 的旋转方向：换接其中两相
16
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 n n0
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
2019年9月3日星期二
17
转差率 (s) 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
第七章 异步电动机
2019年9月3日星期二
1
§7.1 三相异步电动机的构造
一. 电动机的分类
异步（感应）电动机：应用广泛。 交流 同步电动机：用于功率较大，不需要
电动机
调速，长期工作的机械。
直流：他励，并励，串励，复励。
2019年9月3日星期二
2
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
19
方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现 反转。
电源
A BC
电源
A BC
正转 M 3~
2019年9月3日星期二
反转 M 3~
20
§7.3 三相异步电动机的机械特性
一、 三相异步电动机的“电－磁”关系
e1 、e2 ：主磁通产
R1
生的感应电动势。
i1
e 1、e 2 ：漏磁通
u1
e1
e 1
产生的感应电动
i2
e2
e 2 R2
势。
转、定子电路
d
定子边：u1 i1R1 e1 e1 e1 N1 dt
Φ u N cos t Φ sin t 设： 2019年9月3日星期二
m
1 则： 1
1m 1
211
三个重要转矩
( 1 ) 额定转矩 TN ：
电机在额定电压下，以额
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
Tm
a
，否则
x
电机将停转。致使
n 0 (s 1) I2 I1 电机严重过热
2019年9月3日星期二
24
( 3 ) 起动转矩 Tst ：
电机起动时的转矩。
n
n
T
K
2019年9月3日星期二
I m iA iB iC t
15
三相异步电动机的同步转速
n0
60 f p
(转/分）
每个电流周期
同步转速 n0
极对数 磁场转过的空间角度 ( f 50Hz)
p 1
p2
p3
2019年9月3日星期二
360 180 120
3000 (转/分）
1500 (转/分）
1000 (转/分）
U1小
T
I1
I2
35
5. 额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。
如： / 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。
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
（ P2），不等于从电源吸收的功率（P1）。两者的
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
0
其中 n 0 (s 1)
T
Tst
则
Tst
K
R22
R2 ( X 20 )2
U12
Tst 体现了电动机带载起动的能力。若Tst TL 电机能
起动，否则将起动不了。
2019年9月3日星期二
25
§ 2.4 三相异步电动机的使用
2019年9月3日星期二
关系为： P2 P1
鼠笼电机
P 3U I COS 其中
2019年9月3日星期二 1
NN
=72－93％
36
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。
cos1
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。
因带不动负载而停转。
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
n
n
0
T
Tm a x
求解 T S
2019年9月3日星期二
0
Tm a x
KU12
1 2 X 20
23
过载系数： Tm ax
TN
三相异步机 1.8 ~ 2.2
Tm a x
KU12
1 2 X 20
注意：
（1）三相异步机的
12
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
C' Y' Y Z B'
C
B
i B 2019年9月3日星期二
A
Y'
Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
13
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
I m iA iB iC n0 60 f (转/分）
t
A YN Z
CS
B
2019年9月3日星期二X
n0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YN Z
CS
B
11
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
2019年9月3日星期二
C
B
iA iB iC
Im
X
t
2019年9月3日(星期)电二 流入
8
三相对称绕组通入三相对称电流就形成
旋转磁场。
2019年9月3日星期二
wt 0
9
2019年9月3日星期二
wt 600
wt 900
10
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：
AB C ZX Y
Y 接法：
A A BC
ZX
Y
C
B
2019年9月3日星期二
Z XY
接法：
ABC ZA
C
X
Y
B
Z XY
32
图1
图2
2019年9月3日星期二
33
4. 额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.
A
相
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。
2019年此9月外3日星还期二有绝缘等级等参数，不一 一介绍。
37
第七章
•
• THE END
2019年9月3日星期二
38
A Y'
C'
N
X' S
B'
N
Z
A'
Z'
B
SX
C Y
2019年9月3日星期二
极对数 p 2 14
极对数和转速的关系
Y' C'
A Z
N B