三相感应电动机基本知识
三相异步电动机基础知识培训
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。
感应电机知识点总结
感应电机知识点总结感应电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
本文将对感应电机的基本原理、工作特性、各种类型及应用领域进行详细介绍，帮助读者更好地理解和掌握感应电机的知识。
一、感应电机的基本原理感应电机的基本原理是通过感应电磁感应现象实现的。
当感应电机的定子绕组通以交流电流时，会在定子绕组内产生一个旋转的磁场，这个磁场会穿过转子绕组，从而在转子绕组中也产生感应电动势，从而在转子内也产生了一个电流，由于转子绕组中的电流受到外部磁场的影响，会产生一个受力，从而导致转子产生运动。
这样，通过定子绕组产生的旋转磁场与转子内的感应电流相互作用，使得转子跟随旋转磁场进行旋转，从而实现电能转换为机械能的目的。
二、感应电机的工作特性1. 高效率：感应电机具有高效率的特点，能够将输入的电能转化为机械能，同时在零负载和负载情况下都能保持较高的效率。
2. 调速性能：感应电机的调速性能较好，可以通过改变供电频率和电压来实现调速。
一般情况下，降低供电频率可以降低电机转速，增大供电频率可以提高电机转速。
3. 起动性能：感应电机的起动性能较好，能够在较短时间内完成起动，并且能够承受大的起动转矩。
4. 维护成本低：感应电机的维护成本较低，因为感应电机结构简单、零部件较少，维护较为轻松。
三、感应电机的类型及特点1. 按转子类型分类：(1) 起动转子感应电机：转子绕组为铝制鼠笼式结构，具有结构紧凑、转子巨量比大等特点，适用于需要频繁启动的场合。
(2) 笼式转子感应电机：转子绕组为铜制鼠笼式结构，具有运行可靠、结构简单等特点，适用于不需要频繁启动的场合。
2. 按工作原理分类：(1) 单相感应电机：适用于家用电器、小型机械等场合。
(2) 三相感应电机：适用于工业生产、交通运输等大功率场合。
四、感应电机的应用领域1. 工业生产：感应电机广泛应用于工业生产中，如风力发电机组、水泵、风扇、制糖机、压缩机等。
2. 交通运输：感应电机被广泛应用于交通运输工具中，如电动汽车、地铁、火车等。
4.1三相感应电动机的工作原理与结构
1000 (转/分）
p4
90
750 (转/分）
可见: 旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。
三相异步电动机的转动原理
1. 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
v U1 n0
V2
N
W2
F
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分） W1 F
S
V1
方向:顺时针
U2
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
➢ 绕线式(起动、制动、调速性能好。）☆
18
§4-1 三相感应电动机的工作原理与结构
三、三相感应电动机的基本结构
1、感应电动机总体结构（P112）
19
§4-1 三相感应电动机的工作原理与结构
20
§4-1 三相感应电动机的工作原理与结构
2、定子 定子由定子铁芯、定子绕组和机座、端盖等组成。
（1）定子铁心
【例4-2】P114
28
W1
V2
Im i i1
0
t 0
i2 i3
t 60
t
n0
60 f1 2
1500
(转/分 ）
旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0
60 f1 p
(转/分)
极对数
每个电流周期 磁场转过的空间角度
同步转速 ( f1 50Hz)
p 1
360
3000 (转/分）
p2
180
1500 (转/分）
p3
120
i3 W1
V2
o
i2
V1
t
Im i i1 i2 i3
()电流入 V2
U1 n0
maxwell软件- 三相感应电机
8 三相感应电动机本章我们将简化RMxprt 一些基本操作的介绍，以便介绍一些更高级的使用。
有关RMxprt 基本操作的详细介绍请参考第一部分的章节。
8.1基本理论三相感应电机的定子绕组通常连接到对称的三相电源上。
定子绕组由p 对极组成，在空间成正弦分布，定子电流产生旋转磁场。
转子绕组一般为鼠笼型，其极数与定子绕组保持一致。
转子导条中感应的电流反过来又产生一个旋转磁场，这两个旋转磁场在电机气隙中相互作用产生合成磁场。
气隙合成磁场与转子导条电流相互作用产生电磁转矩，使转子按磁场旋转的方向旋转，同时有一个大小相同方向相反的转矩反作用于定子上。
定子绕组分为p 组线圈，每一组都按三相对称分布，在电机中占据πD/2p 空间，此处D 为气隙直径。
因而气隙磁场有p 个周期，定子绕组具有p 对极。
三相感应电动机的特性是基于等效电路进行分析的。
电机三相对称，其中一相的等效电路如图8.1所示。
2/s图 8.1 一相的等效电路图8.1中，R 1和R 2分别为定子电阻和转子电阻；X 1为定子漏电抗包括槽漏抗、端部漏抗和谐波漏抗；X 2为转子漏电抗，包括槽漏抗、端部漏抗、谐波漏抗和斜槽漏抗。
由于漏磁场有饱和现象，X 1和X 2为非线性参数。
等效电路中的各项参数均与定子电流、转子电流有关。
由于集肤效应R 2和X 2均为由图8.2所示的分布参数等效电路导出的等效值，且随转子滑差s 变化。
所有转子参数都折算到定子侧。
X sBot R sBot /s图 8.2 一相的分布参数等效电路在激磁回路中，X m 为激磁电抗，R Fe 为铁心损耗所对应的电阻。
X m 是经过线性化处理的非线性参数，其数值随主磁场的饱和程度而变化。
外施相电压U 1时，可方便地由电路分析得出定子电流I 1和折算到定子侧的转子电流 I 2。
电磁功率P m 可由下式确定：s R I 3P 222m = (8.1)电磁转矩 T m 为ωmm P T = (8.2)式中ω为同步转速，单位：rad/s轴端输出机械转矩为fw m 2T T T -= (8.3) 式中T fw 为风阻和摩擦转矩输出功率为222T P ω=(8.4) 式中ω2=ω(1–s )为转子转速，单位：rad/s输入功率为s 1Cu Fe 2Cu fw 21P P P P P P P +++++= (8.5) 式中，P fw 为风摩损耗，P Cu2为转子铜损耗，P Fe 为铁心损耗，P Cu1为定子铜损耗，P s 为杂散损耗。
三相感应电动机原理
三相感应电动机原理
在静态阶段，三相感应电动机的定子绕组中流过的电流称为激励电流，它产生的磁场称为激励磁场。
当三相交流电源接通时，电流通过定子绕组，形成一个旋转磁场。
这个磁场的方向和大小跟电流的方向和大小有关。
定
子绕组产生的磁场称为主磁场。
在动态阶段，定子绕组的旋转磁场和转子（也称为电机转子）上的导
体相互作用，引起了感应电动势。
感应电动势的大小和方向由电机转子上
的导体位置和速度决定。
感应电动势在导体上形成了感应电流，这个电流
产生的磁场称为感应磁场。
感应磁场的方向和主磁场的方向相对，从而导
致了转子上的导体受到力的作用。
这个力使转子开始旋转。
由于感应电动势的大小与转子上的导体位置和速度成正比，转子开始
旋转后感应电动势的大小也会增大。
当转子速度接近同步速度时，感应电
动势的大小和主磁场的大小相等。
这时，转子上的电流和主磁场的方向相对，力的作用消失，转子达到稳定运转状态。
在转子旋转的过程中，电机的速度会稍微慢于同步速度，这称为滑差。
滑差的大小影响着电动机的输出功率和效率。
当负载变化时，滑差的大小
会发生变化，电机会自动调节滑差，使得输出功率和效率保持在最佳状态。
以上就是三相感应电动机的工作原理。
通过电磁感应的作用，将电能
转化为机械能，实现了电动机的运转。
在实际应用中，三相感应电动机广
泛应用于工业生产、交通运输和家用电器等领域。
三相异步电动机工作原理简述
三相异步电动机工作原理简述三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种工业领域。
它的工作原理是基于电磁感应的原理，通过三相交流电源的供电，产生旋转磁场，从而驱动转子旋转。
本文将从电磁感应原理、旋转磁场的产生、转子运动等方面详细介绍三相异步电动机的工作原理。
一、电磁感应原理电磁感应是电动机工作的基础原理。
当导体在磁场中运动时，会在导体内部产生感应电动势，从而产生电流。
同样地，当电流通过导体时，也会在周围产生磁场。
这种相互作用的现象称为电磁感应。
在三相异步电动机中，电源提供的三相交流电流通过定子线圈，产生旋转磁场。
这个旋转磁场会感应到转子中的导体，从而在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会产生电流，从而在转子中产生磁场。
这个磁场与定子中的旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子旋转。
二、旋转磁场的产生旋转磁场是三相异步电动机工作的关键。
它是由三相交流电源提供的电流通过定子线圈产生的。
在三相交流电源中，三相电流的相位差为120度。
这三相电流通过定子线圈时，会在定子中产生三个磁场，它们的方向和大小都不同。
这三个磁场的合成就是旋转磁场。
旋转磁场的方向和大小是由三相电流的相位差决定的。
当三相电流的相位差为120度时，旋转磁场的方向和大小都是恒定的。
这个旋转磁场的方向和大小是随着时间变化的，它的频率等于电源的频率。
在三相异步电动机中，旋转磁场的频率通常为50Hz或60Hz。
三、转子运动当旋转磁场产生后，它会感应到转子中的导体，从而在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会产生电流，从而在转子中产生磁场。
这个磁场与定子中的旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子旋转。
转子的运动是由旋转磁场和转子中的磁场相互作用产生的。
当转子开始旋转时，它的导体会切割旋转磁场，从而在转子中产生感应电动势。
这个感应电动势会产生电流，从而在转子中产生磁场。
这个磁场与旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子继续旋转。
转子的运动速度取决于旋转磁场的频率和转子中的磁场相互作用的强度。
三相感应电动机
§4-1 基本原理与结构
一、基本工作原理
1.简化模型
磁极旋转，分析线圈受力情况， 线圈跟着磁极旋转。
线圈会不会与磁极以相同的速 度旋转？
此时导线不切割磁力线，没有电 流，也没有电磁转矩产生。如果 一点摩擦没有，可能。如果要带 负载，线圈与磁场转速不同。
磁场与转子的转速不是同步的， 所以称这种电机为异步电动机。
全一致，且在空间中互的差大12小0、度转电速角度），通三相对称电流，则
会产生旋转的磁场。 和转向由什么
A
iA Im cost
决定？
B
Z
iB Im cos(t 120 )
iC Im cos(t 120 )
X
A
t 0
f A NiA NIm
磁转电动向角势取频的决率大于决小三定ffC取相了B 决绕旋NN于组转iiCB 线所磁 圈通场 1212的电的NN匝流角IImm数的速和相度电序，B流，时t 的转间6大速的0C小决量。定变t于成电了12流空Y0的间频的t 率量C 1，。80
变转频磁调场速的原转理速即从通而过使改转变子电转机速三也相发绕生组变t 的化2电。4流0 的频t 率3，00来控制旋
两极电机，其磁场的转速也就是同步速与电流频率之间的关系 为n1=60f。磁场转过的机械角度与电流所变化的电角度相等。 磁场旋转的角速度ω与电流变化的角频率ω相等。
如果是四极电机呢？电流变化一个周期，也就是ωt=360º，磁极 在空间上转过多少角度？（观察FLASH）
转差率S
设磁场的转速为n1，磁场的转速又称为同步速，转子绕组的转 速为n，则转差率S=（n1-n）/n1
它是异步电机的一个基本的参数，反映转速的大小。转速为0时 转差率为？转速为同步速时，转差率为？电机的额定转差率为 5%以下。
三相异步电动机的介绍
技术发展趋势
高效能 随着环保意识的提高，三相异步 电动机的发展趋势是提高能效， 降低能耗，减少对环境的影响。
模块化 模块化设计能够提高生产效率和 降低成本，因此三相异步电动机 的模块化设计也是未来的发展趋 势之一。
智能化
随着工业4.0和物联网技术的发展， 三相异步电动机将逐渐实现智能 化，具备远程监控、故障诊断、 预测维护等功能。
多样化
为了满足不同领域和行业的需要， 三相异步电动机将进一步实现多 样化，发展出更多种类的电机和 解决方案。
市场发展前景
持续增长
随着工业自动化和智能制造的快 速发展，三相异步电动机的市场
需求将持续增长。
竞争激烈
由于三相异步电动机市场的竞争激 烈，企业需要不断提高产品质量和 技术水平，以满足客户的需求和赢 得市场份额。
三相异步电动机的定义
三相异步电动机是一种基于电磁感应原理的电动机，由定子 和转子组成，通过三相交流电在定子绕组中产生旋转磁场， 使转子在磁场中旋转而产生动力。
三相异步电动机的转速略低于旋转磁场的转速，因此称为异 步电动机。
02
工作原理
工作原理概述
• 三相异步电动机是一种利用电磁感应原理工作的电机，主要由 定子和转子组成。定子是静止部分，通常由铁心、绕组和机座 组成；转子是旋转部分，通常由铁心、转子绕组和转轴组成。 当三相电流通过绕组时，产生旋转磁场，该磁场与转子相互作 用，使转子转动。
能源的浪费。
损耗小
02
与直流电动机相比，三相异步电动。
温升低
03
由于效率高，三相异步电动机的温升较低，能够保证较长的使
用寿命。
启动和制动特性
01
02
03
启动方式多样
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转差Δn与转差率s
1. 转子转速n与定子旋转磁场一定有转差
Δn=n1-n,才可能切割磁力线。
2 .转差率
s n1 n n
n1
n1
转差率一般很小，如 s = 0.03。
3.n=0,s=1 电动机堵转
n=n1,s=0 理想空载 4.转差率范围:0<s<=1
转差Δn与转差率s
发电机运行状态
当异步电机转轴受驱动转矩 T1
绕线转子照片
通过外串电阻改善电机 的起动，调速等性能
感应电机分类
异步电机
单相 按定子绕组供电电源相数 三相
两相
按转子绕组的结构
鼠笼式异步电动机 绕线式异步电动机
感应电机铭牌
铭牌：型号，额定值，绕组联结方式，绝缘等级,防护 等级,生产厂家等
• 型号：Y132S-4,Y--异步电动机；132--机座中心高度 132mm，S--短铁心；4-极数。
作用加速,使转速 n 高于同步速
s n1 n 0 n1
Tem与n反向
转子绕组通过气隙和定子绕组向电网输出电功率
制动状态
当异步电机正常运行时,突改变相序,使定子磁 场转向变反.
n1 0,
s n1 n 1气隙，同时匝链定子和转子绕组 的磁通叫主磁通m 。
PN 3UN IN cos 3UN IN cos
感应电机的基本工作原理
A X,Y,Z
C
同步转速----定子三相对称 绕组建立以旋转磁场的旋 转速度:
n1
60 f p
(r / min)
B
2 p 2极, n1 3000r / min 2 p 4极, n1 1500r / min 2 p 6极, n1 1000r / min 2 p 8极, n1 750r / min
n 0,
s n1 n 1 n1
n n1 0 n1
F2
2
m2
N2kN2 p
•
I2
0
f2
pn 60
f1
•
I2 0
转子静止时异步电动机的运行
且转子绕组开路
相当于变压器空载运行
•
•
E1 j 2f1N1kN1 1
•
•
E 2 j 2f2 N2kN 2 1
•
j 2f1N2kN 2 1
第九章 异步电机的基本结构和工作原理
异步电机
定子—产生旋转磁场
机壳 定子铁芯
气隙 轴承 0.2~1
转子---产生并输出扭矩
定子绕组(线圈) 转子铁芯 转子绕组 转轴
三相感应电动机的结构
三相感应电动机的结构
定子铁心
定子冲片
轭部
齿部
定子线圈
有效部分
端部
机座
鼠笼转子
结构简单，坚固， 成本低
端部漏磁通：匝联绕组端部的漏磁通。
谐波漏磁通：谐波磁势会产生谐波磁通。 电机正常运转时，谐波磁通不会产 生有用的转矩。
转子漏磁通 2
也包括槽漏磁、端部漏磁和谐波 漏磁三种,还有
转子斜槽归算漏磁通
漏电抗
• 漏电抗：漏磁通在定子绕组中会感应漏磁电势，该电势用 漏抗压降表示:(和变压器同理)
E1 jI1 X1
X 1 称为定子漏电抗。
• 转子绕组通过电流时，也会有漏磁通。对应的漏抗电势
E2 jI2 X 2
•漏磁通多经较大空气闭合,磁阻较大,不饱和,所以漏电抗可作为 常数处理.
转子静止时异步电动机的运行
且转子绕组开路
F1
2
m1
N1k N1 p
•
I1
m1 2
0.9
N1k N1 p
•
I1
旋转磁场由定子电流单独建立
• 转子绕组切割主磁通并在转子中产生感应电流； • 感应的转子电流在磁场中受到电磁力的作用而形 成驱动转矩，使电机旋转。
把定子从电网吸收的电功率 以旋转磁场的形式 通过气隙 传入转子
2
漏磁通
定转子绕组的漏磁通 1
与定子绕组交链而不与转子绕组交链 的磁通，这部分磁通称定子漏磁通
槽漏磁通：由槽的一壁横越至槽的另一壁 的漏磁通。
感应电动机---异步电动机
感应电机主要用作电动机，应 用最广泛的一种电动机，有75%的 电能由感应电动机消耗。
具有结构简单、价格低廉、运行可靠、效率较高、维修方便等一系列优点。 主要缺点是不能低成本实现在较广泛范围内平滑调速，必须从电网吸收滞 后电流，使电网的功率因数降低，普通的鼠笼式异步电动机，还具有起动 特性较差的缺点。
n1
定转子磁势相对静止, 共同建立气隙旋转磁场
Fm F1 F2
Fm F1 F2
转子静止时异步电动机的运行
且转子绕组短路
F 1 F m ( F 2 ) F m F 1L
定子磁势中用于平衡转子磁势的负载分量
E1 E2
N1k N1 N2kN2
ke
称为异步电机的电势变比。
按变压器,定子绕组内电势平衡方程式
•
•
•
•
•
•
U 1 E1 I 1 r1 j I 1 x1 E1 I 1 Z1
Fm F1 F2
转子静止时异步电动机的运行
且转子绕组短路
F1
3 0.9
N1k N1
•
I1
2
p
F2
m2
0.9
N2kN2
•
I2
2
p
旋转磁场由定转子电流共同建立
n 0, P2 0
s n1 n 1 n1
n n1 0 n1
f2
pn 60
f1
•
I2 0
1.磁势平衡方程式
转子磁势
F2
m2
0.9
N2kN2
•
I2
2
p
转速 (转子磁势相对于转子绕组的旋转速度)
方向一致:由定子磁势感应产生
n2
60 f p
2
60 f1 p
• 额定值:正常运行时的主要数据指标。 • 绕组联结方式：△接法或者Y接法。 大功率用△接
法或多个△并联接法, 绝缘等级:所用材料能保证电动机能长期(20年)工作的
最高温度. A,E,B,F,H,C 防护等级, 如IP44
感应电机额定值
• 额定电压UN： (V)，额定运行时，规定加在定子绕组上的线电压； • 额定电流IN： (A),额定运行时，输入线电流； • 额定功率PN： (kW),额定运行时，电动机的输出功率； • 额定转速n： (r/min),额定运行时，电动机的转子转速； • 额定频率fN： (Hz)，规定的电源频率(50Hz)； • 额定效率、额定功率因数等
感应电机的基本工作原理
• 转子绕组的导体处于旋转磁场中
• 转子导体切割磁力线，并产生感 应电势e2 ，用右手判断感应电势方 向。 • 转子导体通过端环自成闭路，并 产生感应电流i2。转子电流有功分 量与电势同相
• 感应电流与旋转磁场相互作用产 生电磁力F2，用左手判断电磁力 的方向。
• 电磁力作用在转子上将产生电磁 转矩，方向与旋转磁场相同,并驱 动转子旋转,转速为n。