电机与拖动基础讲课件
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《电机及拖动基础》课件第1章
图1-14 直流电动机的气隙磁场分布示意图 (a) 主极磁场 ；(b) 电枢磁场；(c) 气隙磁场
1.4 直流电机的基本公式
直流电机的电枢是实现机电能量转换的核心，一台直流电 机运行时，无论是作为发电机还是作为电动机，电枢绕组中都 要因切割磁感应线而产生感应电动势，同时载流的电枢导体与 气隙磁场相互作用产生电磁转矩。
f=Bxli
(1-2)
图1-2 直流电动机的工作原理图 (a) ab边在N极下、cd边在S极下的电流方向；(b) 转子转过180°后的电流方向
例1.2 电动机拖动的生产设备常常需要作正转和反转的 运动，例如龙门刨床工作台的往复运动、电力机车的前行和倒 退等，那么图1-2所示的直流电动机怎样才能顺时针旋转呢？
3) 额定电流IN 额定电流是指额定电压和额定负载时，允许电机电刷两端 长期输出(发电机)或输入(电动机)的电流，单位为A。 对发电机，有
对电动机，有
PN=UNIN
PN=UNINηN
式中：ηN——额定效率。
4) 额定转速nN 额定转速是指电机在额定运行条件下的旋转速度，单位为 r/min。 此外，铭牌上还标有励磁方式、工作方式、绝缘等级、重 量等参数。还有一些额定值，如额定效率ηN、额定转矩TN、额 定温升τN，一般不标注在铭牌上。
定律告诉我们，在均匀磁场中，当导体切割磁感应线时，导体 中就有感应电动势产生。若磁感应线、导体及其运动方向三者 相互垂直，则导体中产生的感应电动势e的大小为
e=Bxlv
(1-1)
图 1-1 直流发电机的工作原理图 (a) ab边在N极下、cd边在S极下的电动势方向；(b) 转子转过180°后的电动势方向
2. 转子部分 1) 电枢铁芯 电枢铁芯由硅钢片叠成。为了减小涡流损耗，电枢铁芯 通常采用 0.35～0.5 mm厚且两面涂有绝缘漆的硅钢冲片叠压 而成。有时为了加强电机冷却，在电枢铁芯上冲制轴向通风孔， 在较大型电机的电枢铁芯上还设有径向通风道，用通风道将铁 芯沿轴向分成数段。整个铁芯固定在转轴上，与转轴一起旋转。 电枢铁芯及冲片形状如图1-9所示，电枢边缘的槽供安放电枢 绕组用。
电机与拖动基础课件
●
寿命：电机的预期使用寿命
●
环境适应性：电机对环境的适应能力
●
安全性：电机的安全性能
●
可靠性：电机的可靠性指标
●
维护性：电机的维护性能
●
经济性：电机的经济性能指标
●
环保性：电机的环保性能指标
●
智能化：电机的智能化程度
●
模块化：电机的模块化程度
●
标准化：电机的标准化程度
●
系列化：电机的系列化程度
●
通用性：电机的通用性指标
应用：广泛应用于各种工业设备和家用电器中
电动机： 广泛应用 于各种机 械设备如 电动工具、 家用电器 等
发电机： 用于发电 如风力发 电、水力 发电等
电动机： 用于驱动 各种交通 工具如电 动汽车、 电动自行 车等
电动机： 用于驱动 各种工业 设备如机 床、起重 机等
电动机： 用于驱动 各种家用 电器如电 冰箱、洗 衣机等
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01.
02.
03.
04.
05.
06.
电机与拖动基础课件概述
课程目标：掌握电机与拖 动的基础知识
课程内容：包括电机原理、 拖动系统、控制技术等
教学方法：理论与实践相 结合注重实践操作
课程评价：通过考试和实 践操作进行评价
课程应用：应用于电气工 程、自动化等领域
电机与拖动专业的 学生
电机与拖动领域的 工程师
电机与拖动技术的 研究人员
对电机与拖动技术 感兴趣的人士
电机与拖动 基础概述
电机的分类 及特点
拖动系统的 组成及工作 原理
电机与拖动 系统的控制 方法
电机与拖动 系统的应用 实例
电机与电力拖动基础 (全)课件
智能家居领域
在智能家居领域，电机控制技 术主要用于智能家电、智能照 明、智能安防等系统中，提高 家居生活的便利性和舒适性。
电动汽车领域
在电动汽车领域，电机控制技 术是实现车辆稳定运行和高效 驱动的关键技术之一，对于提 高电动汽车的性能和降低能耗 具有重要意义。
04
电机与电力拖动系统的维护与检修
维护与检修概述
电机与电力拖动基础 (全)课件
目
CONTENCT
录
• 电机学基础 • 电力拖动基础 • 电机控制技术 • 电机与电力拖动系统的维护与检修 • 电机与电力拖动系统的设计
01
电机学基础
电机概述
电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能转换的 装置。
电机广泛应用于工业、农业、交通运输、国防等领 域。
电机主要由定子和转子组成，通过磁场相互作用产 生旋转运动。
工作机
被拖动的机械设备，如机床、 泵等。
电力拖动系统的特性
80%
调速性能
通过改变电动机的输入电压或电 流，可以方便地调节电动机的转 速，从而实现对工作机的速度控 制。
100%
启动和制动性能
通过控制装置可以实现对电动机 的启动和制动控制，以满足工作 机在各种工况下的运动需求。
80%
负载特性
工作机的负载特性对电力拖动系 统的性能有很大影响，不同的负 载特性需要选择不同类型的电动 机和控制装置。
THANK YOU
感谢聆听
状态监测
通过各种传感器和检测 设备实时监测设备的运 行状态，及时发现异常
。
故障诊断
根据设备运行数据和故 障现象，分析故障原因
，确定维修方案。
修复性维修
对已经发生的故障进行 修复，恢复设备性能。
电机与拖动基础12章课件
❖ 输入的控制信号，既可加到励磁绕组上，也可加到电枢绕 组上。若把控制信号加到电枢绕组上，通过改变控制信号 的大小和极性来控制转子转速的大小和方向，这种方式叫 电枢控制；若把控制信号加到励磁绕组上进行控制，这种 方式叫磁场控制。
nC U e a CeC R T a2Tn0T
电机与拖动基础12章课件
nC U e a CeC R T a2Tn0T
❖ 单相罩极式异步电动机结构 简单、成本低、维护方便。 但启动转矩小，所以主要用 于小功率电动机的空载起动 场合，如小型风扇、电唱机 等。
电机与拖动基础12章课件
12.2 伺服电动机
❖ 伺服电动机把输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度 输出，改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转 速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。
❖ 伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。 直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的 甚至可达上千瓦；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范 围一般为0.1～100瓦。
电机与拖动基础12章课件
12.2.1 直流伺服电动机
❖ 直流伺服电动机实际上就是他励直流电动机，只不过直流 伺服电动机输出功率较小而已。
电机与拖动基础12章课件
1.驱动微电机：用来拖动各种小型负载，功率一般都在 750W以下，最小的不到1W，因此外形尺寸较小，相应 的功率也小，本章主要介绍单相异步电动机，微型同步 电动机。
2. 控制电机：在自动控制系统中对信号进行传递和变换， 用做执行元件或信号元件，要求有较高的控制性能，如： 反应快,精度高,运行可靠等等。主要介绍伺服电动机， 步进电动机。
般产生椭圆旋转磁通势。F+F-。合成电磁转矩为T。
nC U e a CeC R T a2Tn0T
电机与拖动基础12章课件
nC U e a CeC R T a2Tn0T
❖ 单相罩极式异步电动机结构 简单、成本低、维护方便。 但启动转矩小，所以主要用 于小功率电动机的空载起动 场合，如小型风扇、电唱机 等。
电机与拖动基础12章课件
12.2 伺服电动机
❖ 伺服电动机把输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度 输出，改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转 速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。
❖ 伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。 直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的 甚至可达上千瓦；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范 围一般为0.1～100瓦。
电机与拖动基础12章课件
12.2.1 直流伺服电动机
❖ 直流伺服电动机实际上就是他励直流电动机，只不过直流 伺服电动机输出功率较小而已。
电机与拖动基础12章课件
1.驱动微电机：用来拖动各种小型负载，功率一般都在 750W以下，最小的不到1W，因此外形尺寸较小，相应 的功率也小，本章主要介绍单相异步电动机，微型同步 电动机。
2. 控制电机：在自动控制系统中对信号进行传递和变换， 用做执行元件或信号元件，要求有较高的控制性能，如： 反应快,精度高,运行可靠等等。主要介绍伺服电动机， 步进电动机。
般产生椭圆旋转磁通势。F+F-。合成电磁转矩为T。
电机及拖动基础优秀PPT完整PPT
电机及拖动基础
iax I m
转子绕组作“两并一串”联接， 并且通入直流后所建立的磁动 势和磁场的基波分布图
iby
1 2
Im
icz
1 2
Im
绕线转子异步电动机的转子绕组通入直流电流 后，就成为一个电磁铁。
不论旋转磁极与电磁铁在起始时的相对位置如 何，结果总是旋转磁极的N极和S极分别与电磁铁 的S极和N极相吸。旋转磁极以同步转速旋转，则 必然拉着电磁铁也以同步转速旋转。这时异步电 动机就作同步运行。
恒功率、变励磁、不 计凸极效应时同步电 动机的电动势相量图
（二）转速特性及起动步骤
无平均电磁 转矩的情况
(s)t0
Te(t)
m UE0
Xds
sins
t
0
m U2
2s
1 Xq
1 Xd
sin2s
t
0
T
平均电磁转矩 Teav 0 Te(t)dt 0
第二节 无换向器电动机——自控式同步电动机 一、分类
串并联式
涡轮式
永磁同步电动机的转子结构图
2、磁路与参数问题 永磁体为横向结构的永磁同步电动机磁路示意图
3、起动问题
永磁同步电动机起动特性
1——异步转矩 2——发电机制动转矩 3——磁阻转矩 4——合成转矩
三、步进电动机
三相反应式步进电动机示意图
位置一
位置二
位置三
三相反应式步进电动 机的典型结构示意图
有最大电 磁转矩
无电磁转矩
有最大电 磁转矩
三、特点
1、维护简便 2、调速范围宽 3、控制方便 4、电动机能够使用于条件较恶劣的场合 5、快速性好
第三节 其他同步电动机
一、磁阻同步电动机
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转子绕组作“两并一串”联接， 并且通入直流后所建立的磁动 势和磁场的基波分布图
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绕线转子异步电动机的转子绕组通入直流电流 后，就成为一个电磁铁。
不论旋转磁极与电磁铁在起始时的相对位置如 何，结果总是旋转磁极的N极和S极分别与电磁铁 的S极和N极相吸。旋转磁极以同步转速旋转，则 必然拉着电磁铁也以同步转速旋转。这时异步电 动机就作同步运行。
恒功率、变励磁、不 计凸极效应时同步电 动机的电动势相量图
（二）转速特性及起动步骤
无平均电磁 转矩的情况
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1 Xq
1 Xd
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平均电磁转矩 Teav 0 Te(t)dt 0
第二节 无换向器电动机——自控式同步电动机 一、分类
串并联式
涡轮式
永磁同步电动机的转子结构图
2、磁路与参数问题 永磁体为横向结构的永磁同步电动机磁路示意图
3、起动问题
永磁同步电动机起动特性
1——异步转矩 2——发电机制动转矩 3——磁阻转矩 4——合成转矩
三、步进电动机
三相反应式步进电动机示意图
位置一
位置二
位置三
三相反应式步进电动 机的典型结构示意图
有最大电 磁转矩
无电磁转矩
有最大电 磁转矩
三、特点
1、维护简便 2、调速范围宽 3、控制方便 4、电动机能够使用于条件较恶劣的场合 5、快速性好
第三节 其他同步电动机
一、磁阻同步电动机
电机与电力拖动基础 (全)PPT教学课件
电枢反应为交轴电枢反应。 电机合成磁场Bδx= B0x+Bax
正方向规定：磁力线进入转子 为负,出来为正.
n
n
n
m
⊕N ⊙ ⊙ S ⊕
所以,主磁极磁通密度在N极 下为负,在S极下为正. 可知:磁场波形发生了畸变.
(1)发电机:前极尖增磁,后极 尖去磁.
⊕⊙⊙⊙ ⊙⊙⊙ ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊙
发电机
物几 理何 中中
三、直流电机的基本工作原理 1.直流发电机的基本工作原理
为了说明方便,作下列规定:
(1)N导体和S导体:在N极下的导体称为N导体;在S极
下的
导体称为S导体.
(2)符号 和符号 :导体中电势(电流)的方向进入
纸面时用 表示;导体中电势(电流)的方向由纸面出来
时用 表示.
S
a n
S b n
b
N
b2
b1
故电刷b1的极性恒为正;同理电刷b2的极性恒为负.
e
0
t
2.直流电动机的基本工作原理
S na
b N
a、b导体中电流方向如左所示 ，由左手定则可知S导体和N导 体受力均为逆时针方向,因而使 电枢逆时针方向旋转.
通过换向器的作用，使与 电源负极相接的电刷仅能 接通S导体，故S导体中的 电流方向恒为流出纸面， 而与电源正极相接电刷仅 能接通N导体，电流流入 纸面。故电机恒逆转。
a
N
b2
b1
基本原理: 由于导体切割了磁力线,因而在导体内将产生
感应电动势.根据右手定则,N导体中电势方向为 ;而S 导体中电势方向为 ;即二者方向相反.
N导体和S导体在交换(a和b位置),但是,b 1和b2极 性是恒定的,即b1恒为正,b2恒为负,故在电刷两端输出 脉动的直流电压.
《电机与拖动》PPT课件
在A点满足：
TA TLA
dTA dn
dTLA dn
A
A1
B B1 TL TL1 B点为不稳定运行点
B点稳定性分析：
负载受到干扰TL增大为TL1
TL T TL1 n T T0,n0 堵 转 干扰消失，恢复到TL T TL 电动机不能起动 在B点满足：
2.2 多轴电力拖动系统的简化
问题：全面分析多轴系统，必须列出每根轴的运动 方程式及各轴相互联系的方程式，分析复杂。
方法：通常把负载转矩与系统飞轮矩折算到电动机 轴上来，变多轴系统为单轴系统。
பைடு நூலகம் 折算的原则是：保持系统的功率传递关系及系统的 贮存动能不变。
电动机
工作机构
2.2.1 工作机构为转动情况时的折算
第二章 电力拖动系统动力学
2.1 电力拖动系统转动方程式 2.2 多轴电力拖动系统的简化 2.3 负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的 条件
2.1电力拖动系统转动方程式
一. 典型生产机械的运动形式 1. 单轴旋转系统
电动机
工作机构
2. 多轴旋转系统
电动机
工作机构
3. 多轴旋转运动加平移运动系统
又由：
J m 2 GD 2 ; 2n
4g
60
m：系统转动部分的质量，kg
G：系统转动部分的重力，N
ρ ：系统转动部分的转动惯性半径，m
D：系统转动部分的转动惯性直径，m
g：重力加速度，m/s2
d GD 2 2 dn GD 2 dn
T TL J
dt
4g
60 dt
0.6
267.38r / min s
电机及拖动基础教学课件讲义教材
电机及拖动基础教学课件目录绪论第1章直流电机原理1.1直流电机的基本工作原理1.1.1 直流发电机的工作原理1.1.2 直流电动机的工作原理1.2直流电机的主要结构及用途1.2.1 主要结构1.2.2 直流电机的铭牌数据1.2.3 直流电机的用途和分类1.3直流电机的电枢绕组1.3.1 单叠绕组1.3.2 单波绕组简介1.4直流电机的磁场1.4.1 直流电机的空载磁场1.4.2 直流电机负载时的磁场和电枢反应1.4.3 直流电机的励磁方式1.5直流电机的换向1.5.1 直流电机的换向问题和换向极绕组1.5.2 直流电机的补偿绕组小结思考题习题参考文献第二章直流电机的运行和拖动2.1直流电机的运行原理和特性；2.2他励直流电机的机械特性；2.3他励直流电机的起动；2.4他励直流电机的调速；2.5他励直流电机的电动与制动运行第三章变压器3.1变压器的基本工作原理和结构；3.2单相变压器的空载运行；3.3单相变压器的负载运行；3.4变压器参数的确定；3.5变压器的运行特性；3.6三相变压器；3.7自耦变压器第四章三相异步电动机原理4.1异步电动机的基本工作原理；4.2异步电动机的结构及用途；4.3异步电动机的定子绕组；4.4三相异步电动机的电磁关系；4.5三相异步电动机的功率与转矩；4.6三相异步电动机的工作特性；4.7三相异步电动机参数的测定第5章三相异步电动机的运行与拖动5.1 三相异步电动机的运行特性5.1.1 机械特性的物理表达式5.1.2 机械特性的参数表达式5.1.3 机械特性的实用表达式5.1.4 机械特性的固有特性和人为特性5.1.5 稳定运行问题5.2 三相异步电动机的起动5.2.1 三相异步电动机直接起动的问题5.2.2 三相鼠笼式异步电动机的降压起动5.2.3 三相绕线式异步电动机的起动5.3 三相异步电动机的制动5.3.1 能耗制动5.3.2 反接制动5.3.3 回馈制动5.4 三相异步电动机的调速5.4.1 三相异步电动机的降定子电压调速5.4.2 绕线式异步电动机转子回路串电阻调速5.4.3 电磁转差离合器调速5.4.4 绕线式异步电动机的串级调速5.4.5 变极调速5.4.6 变频调速小结习题第六章控制电机6.1 伺服电动机6.2步进电动机6.3测速发电机6.4自整角机6.5旋转变压器6.6小结第七章电动机的选择7.1电动机的发热与冷却7-2电机的绝缘材料和允许温升7.3电动机的工作方式7.4电动机的负载功率计算7.5电动机的容量选择7.6小结电机及拖动基础教学课件第1章 直流电机原理摘要：本章分析直流电机的工作原理、结构、电路、磁路及换向等问题，为电力拖动自动控制系统提供元件的基本知识。
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电机与拖动基础讲
7.1.5 异步电动机的工作原理
1. 实验演示 为了说明交流异步电动机的工作原
理，先做一个实验。如图7.1所示， 将一个可绕轴自由转动的金属框放 置在蹄形永久磁铁的两磁极之间， 永久磁铁架装在支架上，并装有手 柄。摇动手柄使永久磁铁环绕金属 框旋转，这时会看到金属框也随着 磁铁的旋转而转动起来。
电机与拖动基础讲
7.1.1 异步电动机主要用途与分类
异动步电动机按电源相数分类可分为三相异 步电动机与单相异步电动机。三相异步电动机 使用三相交流电源，它具有结构简单、使用和 维修方便、坚固耐用等优点，在工农业生产中 应用极为广泛。 • 分类
1. 按相数分：单相，两相和三相 2. 按转子结构分：绕线式和鼠笼式 3. 按有无换向器分：有换向器和无换向器
第7 章 异步电动机原理
电机与拖动基础讲
本章内容
• 三相异步电动机的工作原理 • 三相异步电动机转子静止时的电磁关系 • 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系 • 三相异步电动机的功率和转矩 • 三相异步电动机的机械特性 • 三相异步电动机的工作特性和参数测定 • 本章小结 • 习题与思考题
电机与拖动基础讲
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
(3) 定子绕组。定子绕组是电动机 的电路部分，一般是由绝缘铜(或 铝)导线绕制的绕组联接而成。它 的作用就是利用通入的三相交流电 产生旋转磁场。
2. 气隙
异步电动机的气隙比同容量直流电 动机小得多，在中小型异步电动机 中，气隙一般为0.2 ~ 0.5mm。
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
• 三相异步电动机由静止的定子和转子两大部分组 成。定子与转子之间有一很小的气隙。
风扇
外壳 定子
接线盒
电机与拖动基础讲
转子
7.1.2 三相异步电动机的结构
三相异步电动机外形有开启式、防护式、封闭式等多 种形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还 有特殊的外形防护型式，如防爆式、潜水泵式等。不管 外形如何电动机结构基本上是相同的。图中是一台封闭 式三相异步电动机解体后的零部件图。
(a) 直条形式
电机与拖动基础讲
(b) 斜条形式
7.1.2 三相异步电动机的结构
绕线型转子绕组由镶嵌在转子铁心槽中的三相绕组组 成。三相绕组绕组的尾端接在一起，首瑞分别接到转轴上 的3个铜滑环上，通过电刷把3根旋转的线变成了固定线， 与外部的变阻器连接，构成转子的闭合回路，以便于控制。
两种转子相比较，笼型转子结构简单，造价低廉， 并且运行可靠，因而应用十分广泛。
转轴上的每分转速。
(5) 额定频率fN(Hz)：指电动机所接交流电源的频率。
(6) 额定工作制：指电动机在额定状态下工作，可以持 续运转的时间和顺序，可分为额定连续工作的定额S1、短 时工作的定额S2、断续工作的定额S3等3种。
此外，铭牌上还标明绕组的相数与接法(接成星形或三 角形)、绝缘等级及温升等。对绕线转子异步电动机，还 应标明转子的额定电动势及额定电流。
1手柄 2蹄形磁铁 3金属框
电机与拖动基础讲
7.1.5 异步电动机的工作原理
从金属框下面沿转轴向上看，图中两个小圆圈表示金属框与纸面 相垂直的两条导体边。当摇转手柄，磁铁转动时，金属框便处在旋 转磁场之中。这时，金属框与磁场间有了相对运动，金属框会因为 切割磁力线而产生感应电动势，感应电动势的方向可由右手定则判 定，由于金属框是闭合的，所以有感应电流。
1—端盖 2—轴承 3—机座 4—定子绕组 5—转子 6—轴承 7—端盖 8—风扇 9—风罩 10—接线盒
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
1. 异步电动机的定子 由机座、定子铁心和定子绕组组成。 (1) 机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。 (2) 定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了 减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆 筒，硅钢片上涂绝缘漆，在铁心的内圆上均匀分布有与轴 平行的槽，用以嵌放定子绕组。
动机轴上输出的机械功率。
PN=3 UNINNcoN s (2) 额定电压UN(v)：指电动机额定工作状态时，电源
加于定子绕组上的线电压。
(3) 额定电流IN(A)：指电动机额定工作状态时，电源
供给定子绕组上的线电流。
电机与拖动基础讲
7.1.3 异步动机额定工作状态时，
7.1 异步电动机结构、数据与原理
交流电动机按照转子转速与旋转磁场速度(同步速 度)的异同，可分为交流同步电动机与交流异步电动机。 同步电动机转子的速度与旋转磁场的速度相同，所以， 称为同步电动机，一般应用于恒速负载与发电场合； 异步电动机转子的速度与旋转磁场的速度不同，所以， 称为异步电动机，其应用相对同步电动机要广泛的多。 同步电动机的定子结构与异步电动机的结构基本相同， 所以，本章主要探讨交流异动步电动机。
• 绕线型转子结构较复 杂，造价也高，但是它 的起动性能和调速较好。
电机与拖动基础讲 图7.17 绕线式异步电动机的转子
7.1.3 异步电动机的铭牌数据
三相异步电动机在出厂时，机座上都固定着一块铭牌， 铭牌上标注着额定数据。主要的额定数据为：
(1) 额定功率PN(kW)：指电动机额定工作状态时，电
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
• 笼型转子线槽一般都是斜槽，目的是改善起动与调速 性能。笼型绕组(也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放 裸铜条或铝条，然后用两个金属环(称为端环)分别在裸 金属导条两端把它们全部接通(短接)，即构成了转子绕 组；小型笼型电动机一般用铸铝转子，这种转子是用熔 化的铝液浇在转子铁心上，导条、瑞环一次浇铸出来。 如果去掉铁心，整个绕组形似鼠笼，所以得名笼型绕组。
1—槽楔 2—槽绝缘 3—层间绝缘 4—导线
电机与拖动基础讲
7.1.2 三相异步电动机的结构
2. 转子部分
转子是电动机中的旋转部分，一般由转轴、转子铁心、 转子绕组、风扇等组成。转子铁心也是电动机磁路的一 部分。由0.5mm厚的硅钢片叠压成。三相交流异步电动 机按照转子绕组形式的不同，一般可分为笼型异步电动 机和绕线型异步电动机。
7.1.5 异步电动机的工作原理
1. 实验演示 为了说明交流异步电动机的工作原
理，先做一个实验。如图7.1所示， 将一个可绕轴自由转动的金属框放 置在蹄形永久磁铁的两磁极之间， 永久磁铁架装在支架上，并装有手 柄。摇动手柄使永久磁铁环绕金属 框旋转，这时会看到金属框也随着 磁铁的旋转而转动起来。
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7.1.1 异步电动机主要用途与分类
异动步电动机按电源相数分类可分为三相异 步电动机与单相异步电动机。三相异步电动机 使用三相交流电源，它具有结构简单、使用和 维修方便、坚固耐用等优点，在工农业生产中 应用极为广泛。 • 分类
1. 按相数分：单相，两相和三相 2. 按转子结构分：绕线式和鼠笼式 3. 按有无换向器分：有换向器和无换向器
第7 章 异步电动机原理
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本章内容
• 三相异步电动机的工作原理 • 三相异步电动机转子静止时的电磁关系 • 三相异步电动机转子旋转时的电磁关系 • 三相异步电动机的功率和转矩 • 三相异步电动机的机械特性 • 三相异步电动机的工作特性和参数测定 • 本章小结 • 习题与思考题
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7.1.2 三相异步电动机的结构
(3) 定子绕组。定子绕组是电动机 的电路部分，一般是由绝缘铜(或 铝)导线绕制的绕组联接而成。它 的作用就是利用通入的三相交流电 产生旋转磁场。
2. 气隙
异步电动机的气隙比同容量直流电 动机小得多，在中小型异步电动机 中，气隙一般为0.2 ~ 0.5mm。
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7.1.2 三相异步电动机的结构
• 三相异步电动机由静止的定子和转子两大部分组 成。定子与转子之间有一很小的气隙。
风扇
外壳 定子
接线盒
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转子
7.1.2 三相异步电动机的结构
三相异步电动机外形有开启式、防护式、封闭式等多 种形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还 有特殊的外形防护型式，如防爆式、潜水泵式等。不管 外形如何电动机结构基本上是相同的。图中是一台封闭 式三相异步电动机解体后的零部件图。
(a) 直条形式
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(b) 斜条形式
7.1.2 三相异步电动机的结构
绕线型转子绕组由镶嵌在转子铁心槽中的三相绕组组 成。三相绕组绕组的尾端接在一起，首瑞分别接到转轴上 的3个铜滑环上，通过电刷把3根旋转的线变成了固定线， 与外部的变阻器连接，构成转子的闭合回路，以便于控制。
两种转子相比较，笼型转子结构简单，造价低廉， 并且运行可靠，因而应用十分广泛。
转轴上的每分转速。
(5) 额定频率fN(Hz)：指电动机所接交流电源的频率。
(6) 额定工作制：指电动机在额定状态下工作，可以持 续运转的时间和顺序，可分为额定连续工作的定额S1、短 时工作的定额S2、断续工作的定额S3等3种。
此外，铭牌上还标明绕组的相数与接法(接成星形或三 角形)、绝缘等级及温升等。对绕线转子异步电动机，还 应标明转子的额定电动势及额定电流。
1手柄 2蹄形磁铁 3金属框
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7.1.5 异步电动机的工作原理
从金属框下面沿转轴向上看，图中两个小圆圈表示金属框与纸面 相垂直的两条导体边。当摇转手柄，磁铁转动时，金属框便处在旋 转磁场之中。这时，金属框与磁场间有了相对运动，金属框会因为 切割磁力线而产生感应电动势，感应电动势的方向可由右手定则判 定，由于金属框是闭合的，所以有感应电流。
1—端盖 2—轴承 3—机座 4—定子绕组 5—转子 6—轴承 7—端盖 8—风扇 9—风罩 10—接线盒
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7.1.2 三相异步电动机的结构
1. 异步电动机的定子 由机座、定子铁心和定子绕组组成。 (1) 机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。 (2) 定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了 减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆 筒，硅钢片上涂绝缘漆，在铁心的内圆上均匀分布有与轴 平行的槽，用以嵌放定子绕组。
动机轴上输出的机械功率。
PN=3 UNINNcoN s (2) 额定电压UN(v)：指电动机额定工作状态时，电源
加于定子绕组上的线电压。
(3) 额定电流IN(A)：指电动机额定工作状态时，电源
供给定子绕组上的线电流。
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7.1.3 异步动机额定工作状态时，
7.1 异步电动机结构、数据与原理
交流电动机按照转子转速与旋转磁场速度(同步速 度)的异同，可分为交流同步电动机与交流异步电动机。 同步电动机转子的速度与旋转磁场的速度相同，所以， 称为同步电动机，一般应用于恒速负载与发电场合； 异步电动机转子的速度与旋转磁场的速度不同，所以， 称为异步电动机，其应用相对同步电动机要广泛的多。 同步电动机的定子结构与异步电动机的结构基本相同， 所以，本章主要探讨交流异动步电动机。
• 绕线型转子结构较复 杂，造价也高，但是它 的起动性能和调速较好。
电机与拖动基础讲 图7.17 绕线式异步电动机的转子
7.1.3 异步电动机的铭牌数据
三相异步电动机在出厂时，机座上都固定着一块铭牌， 铭牌上标注着额定数据。主要的额定数据为：
(1) 额定功率PN(kW)：指电动机额定工作状态时，电
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7.1.2 三相异步电动机的结构
• 笼型转子线槽一般都是斜槽，目的是改善起动与调速 性能。笼型绕组(也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放 裸铜条或铝条，然后用两个金属环(称为端环)分别在裸 金属导条两端把它们全部接通(短接)，即构成了转子绕 组；小型笼型电动机一般用铸铝转子，这种转子是用熔 化的铝液浇在转子铁心上，导条、瑞环一次浇铸出来。 如果去掉铁心，整个绕组形似鼠笼，所以得名笼型绕组。
1—槽楔 2—槽绝缘 3—层间绝缘 4—导线
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7.1.2 三相异步电动机的结构
2. 转子部分
转子是电动机中的旋转部分，一般由转轴、转子铁心、 转子绕组、风扇等组成。转子铁心也是电动机磁路的一 部分。由0.5mm厚的硅钢片叠压成。三相交流异步电动 机按照转子绕组形式的不同，一般可分为笼型异步电动 机和绕线型异步电动机。