交流电动机的工作原理及特性
第5章交流电动机的工作原理及特性
电动势e1。
☞ 设定子和转子每相绕组的匝数分别为N1和N2，图
5.19所示是三相异步电动机的一相电路图。
☞ 旋转磁场的磁感应强度沿定子与转子间空气隙的 分布是近于按正弦规律分布的，因此，当其旋转 时，通过定子每相绕相的磁通也是随时间按正弦 规律变化的，即：
m sin t
转子电路的功率因数cosφ2、转子绕组的感抗X2。
☞ 旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为：
e2
N2
d
dt
其有效值为 ： E2 4.44 f2N2 4.44SfN2
式中，f2为转子电动势e2或转子电流i2相对于旋转
磁场的频率。
重点
☞ 因为旋转磁场和转子间的相对转速为 n0-n。
☞ 假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子 内圆周的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、 Y、Z相连，首端A、B、C接三相交流电源。且三相 绕组分别叫做A、B、C相绕组。如P.52图5.7所示。
定子绕组与转子绕组
转子绕组
A+
定子绕组
+Z Y
+B
CX
设：电流的流入端用 + 表示 电流的流出端用 • 表示
iB Im sin(
t 2 )
3
iC Im sin(
t 4 )
3
（1）t =0 时
☞ iA=0； ☞ iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从
Y端流到B端； ☞ iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从
C端流到Z端。
☞ 按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场， 如图5.9（a）箭头所示。
（2）J02-21-4，功率1.1kW，连接方法，电压 380V，电流6.27A，转速1410 r/min， 功率因数0.79。
交流电动机的工作原理及特性
交流电动机的工作原理及特性一、工作原理：交流电动机的工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律。
当直流电通过一对线圈时，该线圈产生一个恒定的磁场，而根据法拉第电磁感应定律，当有导体运动在磁场中时，导体内部会产生电动势。
利用这一原理，交流电动机在电动机定子内放置线圈，称为“定子绕组”，同时在电动机转子上绕上线圈，称为“转子绕组”。
1.启动阶段：当电流通过定子绕组时，该绕组产生一个旋转磁场，引起转子绕组中的电流。
由于转子上的线圈与定子绕组的磁场互相作用，形成转子上的电磁力，从而使转子开始转动。
2.运行阶段：一旦转子开始旋转，电动机将进入运行阶段。
在这个阶段，定子绕组的磁场将持续转动，而转子绕组的电流将继续随着旋转的磁场作用毛糙转子旋转。
由于交流电流的不断变化，电动机将保持连续的旋转运动。
3.停止阶段：当电源关闭时，定子绕组的电流将停止，并且定子的磁场也会逐渐消失。
由于缺乏动力，转子将停止旋转。
二、特性：1.转速控制范围广：对于交流电动机而言，可以通过调整电源的频率来实现转速的控制。
通过改变电源的频率，可以改变旋转磁场的频率，从而调整电动机的转速。
这使得交流电动机在许多应用中具有灵活的转速控制能力。
2.启动和停止平稳：交流电动机的启动和停止过程非常平稳。
相比之下，直流电动机的启动和停止过程可能会产生较大的冲击和震荡。
这使得交流电动机非常适合对运动平稳性要求较高的应用。
3.维护成本低：交流电动机的维护要求相对较低。
由于没有刷子和对电动机结构的摩擦，交流电动机的故障率较低。
此外，交流电动机没有需要定期更换的刷子，使得维护成本较低。
4.效率较高：交流电动机具有较高的效率。
交流电动机的功率因数通常大于0.9，而功率因数越高，电动机的效率越高。
这使得交流电动机在能量转换时具有更高的效率，降低能源消耗。
5.成本相对较低：与直流电动机相比，交流电动机的成本相对较低。
这是因为交流电动机的设计和制造过程相对简单，没有直流电动机复杂的结构和零部件。
交流三相异步电动机的工作原理
交流三相异步电动机的工作原理1. 三相异步电动机的基础知识说到交流三相异步电动机，咱们得先明白它是什么。
这种电动机可谓是现代工业的“劳模”，它在各个行业中都扮演着不可或缺的角色。
你想想，没有它，工厂的机器就像没了动力的马车，动不了、转不动。
三相电源顾名思义，就是用三根电线来供电，每根电线里的电流都是互相错开的，简直就像在跳华尔兹，旋律动人。
1.1 三相电源的优越性这三相电源的好处可真不少。
首先，它的功率输出稳定，不像单相电那样时不时会“掉链子”，一会儿高一会儿低的，让人心里没底。
其次，它的电动机结构简单，运行起来相对省事，减少了很多麻烦。
这就好比你开车，自动挡比手动挡要轻松多了！而且，三相电动机的起动性能也超棒，像火箭一样，一开就飞，瞬间就能达到预定的转速，效率高得不得了。
1.2 异步的意思再说说“异步”这个词，听起来可能有点高深，其实它就是电动机的转子转速比电源的转速慢一点。
简单来说，就像是一场追逐赛，电源转得飞快，而转子在后面稍微跟得慢一点。
这种设计有个好处，就是可以避免转子和电源之间的直接接触，减少了磨损，延长了使用寿命。
用个比喻来说，就像是你和朋友一起跑步，朋友跑得飞快，但你只需轻松跟在后面，不用太拼命，还是能享受到这场赛跑的乐趣。
2. 工作原理说完基础知识，咱们来聊聊这个电动机是怎么工作的。
首先，电流通过电源线，形成一个旋转的磁场。
这个磁场就像是个“磁旋风”，在电动机的定子上转来转去。
转子就像是个“追风少年”，被这个旋转的磁场吸引着，开始转动。
2.1 磁场的作用这个磁场的作用可大了，能够产生一个力矩，让转子不断地旋转。
这时候，转子的速度虽然慢一些，但因为磁场一直在转，转子也得跟着走，这样一来，就形成了一个稳定的工作状态。
你想，转子在这场追逐中，虽然慢点，但它也能稳稳地“跑”下去，既不怕摔跤，也不会累。
2.2 力矩的产生力矩产生的过程就像是你用力推门，门在你推的瞬间便开始转动。
这个推力就是来自于磁场的吸引，而转子又被这个力矩推动着不断旋转。
交流永磁电动机的工作原理
交流永磁电动机的工作原理
永磁电动机是一种以永磁材料作为磁场源的电动机。
其工作原理可以简单归纳为以下几个步骤：
1. 产生磁场：永磁电动机通过内部的永磁体产生稳定的磁场。
这些永磁体可以是永磁铁氧体、钕铁硼或硬铁永磁体等。
2. 磁场与电流相互作用：当电动机的电流流过定子线圈时，定子线圈产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生力矩。
3. 旋转：由于产生的力矩，电动机的转子开始旋转。
转子上的电流感应线圈（通常为感应电枢）与磁场相互作用，产生电动势。
这个感应电动势将产生感应电流，并与定子线圈的磁场相互作用，进一步加强动力。
4. 反转：转子继续旋转，直到达到设定的转速。
此时，电动机通过调整输入电流的大小来保持稳定的转速和负载。
总结来说，永磁电动机利用永磁体产生磁场，并利用定子线圈和感应电动势产生的电流与磁场相互作用，从而产生力矩驱动转子旋转。
通过调整输入电流的大小，可以控制电动机的速度和负载。
220交流电动机工作原理
220交流电动机工作原理
220交流电动机的工作原理是基于冠状结构的互感原理和旋转
磁场的产生。
它包含一个定子和一个转子。
定子由绕组构成，连接在供电电源上。
当交流电源通电时，电流流过定子绕组，产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场的频率与供电电源的频率相同。
转子由绕组构成，通过机械结构与定子连接起来。
转子绕组中的电流被电源供电，产生一个相对于定子旋转的磁场。
定子和转子之间的磁场相互作用，导致转子发生旋转运动。
由于电流方向定时地改变，所以旋转方向也会不断地改变，使转子能够持续地旋转。
电动机的效率取决于电流、电压、绕组的布置以及机械摩擦和电磁阻力的损耗等因素。
通过调整供电电流和电压，可以控制电动机的转速和扭矩。
总的来说，220交流电动机的工作原理是基于旋转磁场的产生，通过磁场相互作用来实现转子的旋转运动。
这种电动机在家庭和工业领域中广泛应用于驱动各种机械设备。
交流电动机工作原理及特性
交流电动机工作原理及特性交流电动机是一种将电能转换为机械能的电动机。
它是通过交流电源供电，并且运行时由于电磁原理产生了旋转的磁场，从而实现了电能和机械能之间的转换。
交流电动机可分为感应电动机和同步电动机两种类型，下面将分别介绍这两种交流电动机的工作原理和特性。
首先是感应电动机。
感应电动机是一种广泛应用的交流电动机，它的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
感应电动机的主要构成部分有定子、转子和绕组。
由于感应电动机是基于电磁感应原理工作的，所以在定子中加入的绕组称为励磁绕组，而导致转子产生电流的感应电动势称为感应电势。
当感应电机通电后，励磁绕组产生磁场，引起转子中感应电动势，从而导致转子中产生电流。
根据洛伦兹力定理，转子中的电流受到磁场的作用力，从而引起转子旋转，完成了能量转换。
感应电动机具有以下特性：1.高效率：感应电动机由于工作过程中没有电刷和电火花产生，因此转化效率较高。
在合适的负载下，感应电机的效率可以达到90%以上。
2.动态响应快：感应电动机的转子质量较轻，可以快速运转，对负载的变化可以有较快的响应。
3.负载适应性强：感应电动机对负载变化的适应性较强，可以在一定范围内改变负载时的输出功率和速度。
4.成本较低：感应电机的制造成本较低，维修和维护也比较方便。
5.转速稳定：感应电动机的转速随着负载的变化而变化较小，具有较好的转速稳定性。
6.占用空间小：感应电动机的体积较小，安装方便，适用于各种场合。
接下来是同步电动机。
同步电动机是另一种常见的交流电动机，它的主要特点是转子的转速始终与电源频率同步。
同步电动机的主要构成部分有定子和转子。
当同步电机通电后，定子绕组中产生磁场，而转子中的绕组则由外部直流电源供电。
根据磁场的相互作用，定子的磁场和转子的磁场会发生磁相位差，从而产生力矩。
这个力矩使得转子始终与电源的磁场同步转动。
同步电动机具有以下特性：1.与电源同步：同步电动机始终与电源的频率同步转动，转速非常稳定。
三相交流永磁同步电机工作原理
一、概述三相交流永磁同步电机是一种广泛应用于工业和家用领域的电动机，其具有高效率、高可靠性和良好的动态特性等优点。
了解其工作原理对于工程师和技术人员来说十分重要。
本文将介绍三相交流永磁同步电机的工作原理及其相关知识。
二、三相交流永磁同步电机的结构1. 三相交流永磁同步电机由定子和转子两部分组成。
2. 定子上布置有三组对称的绕组，相位角相互相差120度，通过三个外接电源输入相位相同但是相位差120°的交流电，产生一个与该交流电相位速度同步的旋转磁场。
3. 转子上有一组永磁体，产生一个恒定的磁场。
三、三相交流永磁同步电机的工作原理1. 三相交流电源提供了旋转磁场，使得转子上的永磁体受到作用力。
2. 转子上的永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，驱动机械装置工作。
3. 根据洛伦兹力的作用原理，当转子转动时，永磁体受到旋转磁场的作用力，产生转矩，这就是永磁同步电机产生动力的原理。
四、三相交流永磁同步电机的控制方法1. 空载时，调节供电频率和电压等参数，使得永磁同步电机的转速等于旋转磁场的转速。
2. 负载时，通过改变电源提供的电压和频率，调节永磁同步电机的转速。
五、三相交流永磁同步电机的应用领域1. 工业生产线上的传动设备，如风机、泵、压缩机等。
2. 家用电器，如洗衣机、空调、电动车等。
六、结语通过本文的介绍，我们可以了解到三相交流永磁同步电机的结构、工作原理和控制方法等方面的知识。
掌握这些知识可以帮助工程师和技术人员更好地设计、应用和维护三相交流永磁同步电机，促进其在工业和家用领域的广泛应用。
七、三相交流永磁同步电机的优势1. 高效性能：三相交流永磁同步电机的永磁体产生恒定磁场，与旋转磁场同步工作，因此具有高效率和较低的能耗。
2. 高动态响应：由于永磁同步电机的磁场是固定且稳定的，因此可以实现快速响应和高动态性能，适用于需要频繁启动和变速的场合。
3. 高可靠性：永磁同步电机不需要外部激励，减少了绕组的损耗，使得其具有较高的可靠性和长寿命。
交流电动机工作原理
交流电动机分类及工作原理一、交流电机的分类交流电机是实现机械能与交流电能之间互相转换的一种装置，其分类可以分为以下几类：1.按其功能分交流发电机和交流电动机两大类，交流电动机是将交流电能转换成机械能的装置。
2.按其原理不同，交流电动机可分为同步电动机和异步电动机两大类，同步电动机的旋转速度与交流电源的频率有严格的对应关系，在运行中转速严格保持恒定不变；异步电动机的转速随着负载的变化稍有变化。
3.按所需交流电源相数的不同，交流电动机又可分为单相和三相两大类，目前使用最广泛的是三相异步电动机，这是由于三相异步电动机具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用维护方便等优点。
在没有三相电源的场合及一些功率较小的电动机则广泛使用单相异步电动机。
4.三相异步电动机根据其转子结构的不同又可分鼠笼式和绕线式两大类，其中鼠笼式应用最为广泛。
二、三相异步电动机的结构三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，结构如图1所示图1异步电动机结构1.定子部分包括机座，定子铁心和定子绕组。
机座通常用铸铁或铸钢制成，铁心用硅钢片叠成圆筒形，铁心的内圆上有若干分布均匀的平行槽，槽内安装定子绕组。
定子绕组是电动机的电路部分，三相电动机的定子绕组由三相对称的绕组组成。
三相绕组的各相绕组彼此独立，按互差1200电角度嵌放在定子，各绕组起绐端分别为U1、U2、V1、V2、W1、W2，从机座上的接线盒中引出。
根据要求将三相定子绕组接成星形（Y形）或三角形（△形），具体接线方式如图2所示。
图2三相异步电动机定子绕组的接线图电动机如果接成星形，则电机每相绕组承受电压是电源的相电压，如果接成三角形，则电机每相绕组承受电压是电源的线电压。
具体是星形连接还是三角形连接应考虑电机的额定电压值。
例如：电机额定电压是220V应采用星形连接，如额定电压是380V 应采用三角形连接。
2.转子部分由转子铁心、转子绕组和转轴等部分组成。
转子铁心也由硅钢片叠成，并固定在转轴上。
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鼠笼式异步电动机
在机电传动控制系统中使用得最为广泛。
绕线式异步电动机
与鼠笼式相比，其转子结构稍复杂，价格稍贵，
一般用于要求起动电流小、起动转距大的场合。
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。
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
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
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
电动机 异步电动机
异步电动机
交
异步 电动机
流
三相绕线式 异步电动机
三相深槽式 异步电动机
电
单相异步电动机
三相高转差率
动 机
同步 单相同步电动机 电动机 三相同步电动机
鼠笼式 异步电动机
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
概述
控 制
交流电动机的用途:
交流电动机
在各行各业和日常生活等，都得到了广泛的应用。
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
控
基本要求
制
①了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生； ②掌握异步电动机的工作原理，机械特性，
以及启动、调速及制动的各种方法、特点与应用； ③学会用机械特性
的四个象限来分析异步电动机的运行状态； ④掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法； ⑤了解同步电动机
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(速 r/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：
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
绕线式转子绕组
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个铜滑环上；
绕线式异步电机 定子转子绕组接线方式
电刷引出线连接 起动调速变阻器。
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
目录 · 第五章
机 电 传
动
第五章 交流电动机的工作原理及特性
控 制
➢ 5.1 ➢ 5.2 ➢ 5.3 ➢ 5.4 ➢ 5.5 ➢ 5.6 ➢ 5.7 ➢ 5.8
三相异步电动机的结构和工作原理 三相异步电动机的定子电路和转子电路 三相异步电动机的转矩与机械特性 三相异步电动机的启动特性 三相异步电动机的调速特性 三相异步电动机的制动特性 单相异步电动机 同步电动机的工作原理、特点及应用
机子
旋转
② 绕线式：转子绕组为三相对称绕组，
部分
嵌放在转子铁心槽内。
转轴、轴承、风扇
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
定子绕组
转子
定子
三相绕线式 异步电动机
结构图
轴承
集电环
端盖 转子绕组
定子绕组 出线盒
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
n0决定于 电流的频率 f 电机的磁极对数 p
n0
60 f p
（r/min）
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
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。
难点
定子旋转磁场与转子运动的相对性。 电动机的制动过程。
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
概述
控 制
交流电动机的类型:
三相鼠笼式 异步电动机
三相异步 三相特殊鼠笼式 三相双鼠笼式
的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
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机的基本结构
铁心:由导磁性能很好的硅钢片叠成(导磁部分)。
三
定 子
静止
绕组:放在定子铁心内圆槽内(导电部分)。 机座:固定定子铁心及端盖。
相 异 步
部分 铁心:由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 绕组: ① 鼠笼式：转子铁心的每个槽内
电
插入一根裸导条，
动转
形成一个多相对称短路绕组。
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
定子 铁心
三相对称 圆形 交流绕组模型
定子冲片
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
定子绕组用绝缘的铜 （或铝）导线绕成， 嵌在定子槽内。
通常把定子三相绕组
的六根出线头都引出， Y形接法
根据实际使用的需要，
△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。
.
第五章 交流电动机的工作原理及特性
机 电
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
一. 三相异步电动机的基本结构
鼠笼型转子绕组
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第五章 交流电动机的工作原理及特性
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目录 · 第五章
机 电 传
动
第五章 交流电动机的工作原理及特性
控 制
➢ 5.1 ➢ 5.2 ➢ 5.3 ➢ 5.4 ➢ 5.5 ➢ 5.6 ➢ 5.7 ➢ 5.8
三相异步电动机的结构和工作原理 三相异步电动机的定子电路和转子电路 三相异步电动机的转矩与机械特性 三相异步电动机的启动特性 三相异步电动机的调速特性 三相异步电动机的制动特性 单相异步电动机 同步电动机的工作原理、特点及应用
传
动
5.1 三相异步电动机的结构和工作原理
控 制
二. 三相异步电动机的工作原理
㈠ 旋转磁场的产生
在定子的三相对称绕组中通入三相对称交流电流，
可以产生在空间旋转的圆形合成磁场。
磁场旋转方向与电流相序一致。
电流相序为A-B-C时，磁场顺时针方向旋转；
电流相序为A-C-B时，磁场逆时针方向旋转。
旋转磁场的转速 n0称为同步转速：