模块四 三相异步电动机的概述及应用
三相异步电动机的结构用途和分类.
三相异步电动机的结构用途和分类
三相异步电动机的结构用途和分类
按转子结构分： 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机
继续
继续
三相异步电动机的结构用途和分类
右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。 下面是它主要部件的拆分图。
三相异步电动机的结构用途和分类
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
三相异步电动机的结构用途和分类 异步电动机的用途和分类
异步电动机能在生产和生活领 域中得到广泛的应用，是有着众多优 点： 结构简单、制造容易、价格低廉、 运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并 具有适用的工作特性。
三相异步电动机的结构用途和分类
异步电动机的用途和分类
缺点： 功率因数较低
三相异步电动机的结构用途和分类 异步电动机的用途和分类 异步电动机的种类很多，从不同的角度看， 有不同的分类法，常见的有： 按定子相数分： 单相异步电动机 两相异步电动机 三相异步电动机
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三相异步电动机的结构用途和分类
三相异步电动机的结构用途和分类
三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电 机的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三 相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活 地接成“Y”形或“D”形。U2
W1
V2
U1 W2
V1 U2
W1 V2
三相异步电动机的结构用途和分类三相异步电动机的结构用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机能在生产和生活领域中得到广泛的应用是有着众多优三相异步电动机的结构用途和分类三相异步电动机的结构用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的种类很多从不同的角度看有不同的分类法常见的有
三相异步电动机的结构用途和分类
三相异步电动机的工作原理、分类和用途
三相异步电动机的工作原理、分类和用途
三相异步电动机由定子和转子两大部分组成。
定子包括定子铁芯、定子绕组和机座等，转子包括转子铁芯、转子绕组和转轴等。
转子绕组又分为笼型和绕线型两类。
工作原理为对称三相定子绕组中通人对称三相正弦交流电，便产生旋转磁场。
旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。
感应电流一旦产生，便受到旋转磁场的作用，形成电磁转矩，转子便沿着旋转磁场的转向转动起来。
分类和用途：
(1)分类。
三相异步电动机分类方法很多，按防护形式分为开启式、防护式和封闭式；按转子结构分为鼠笼型和绕线型。
笼型异步电动机又分为单笼式、双笼式和深槽式。
按电压高低可分为高压电动机和低压电动机；按安装方式可分为立式、卧式电动机等。
(2)用途。
三相异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用和维护方便等优点，在工业、农业等各个生产领域得到广泛应用。
三相异步电动机铭牌数值大多与直流电动机相同，区别在于：额定电压指线电压，额定电流指线电流。
还有额定
频率，额定功率因数，接线方式等。
三相异步电动机。
三相异步电动机的用途特点和分类
三相异步电动机的用途特点和分类
三相异步电动机是一种常见的电动机，其用途特点和分类如下：
用途特点：
适用于长时间运行，可以提供稳定的动力输出。
适用于重载启动的场合，如起重设备、卷扬机、压缩机、泵类等。
可以根据需要调节转速，如通过转子外接电阻获得大的启动转矩，或在一定范围内分级调节电动机转速。
适用于恒转速无级调速的场合，如恒压起动型异步电动机等。
适用于需要低噪音和无震动的场合，如高档音频放大器、医疗设备等。
适用于高精度要求的场合，如高精度仪器、仪表等。
分类：
根据转子类型分类：
1）绕线式三相异步电动机，特点是转子由绕组组成，启动性能好，可用于重载启动；
2）鼠笼式三相异步电动机，特点是转子由铜条或铝条组成，启动性能相对较差，但价格较低。
根据启动方式分类：
1）直接起动式三相异步电动机，特点是启动电流大，不适合负载起动；
2）降压起动式三相异步电动机，特点是启动电流小，适合负载起动。
根据使用环境分类：
1）户外型三相异步电动机，特点是适用于室外环境，如建筑工地、机场等；
2）室内型三相异步电动机，特点是适用于室内环境，如工厂、商场等。
根据用途分类：
1）变频多速三相异步电动机，特点是适用于需要调整速度的场合；
2）电磁调速三相异步电动机，特点是适用于需要恒转速无级调速的场合；
3）高转差率三相异步电动机，特点是适用于需要低噪音和无震动的场合；
4）增安型三相异步电动机，特点是适用于安全性能要求较高的场合；
5）隔爆型三相异步电动机，特点是适用于易燃易爆场合。
三相异步电动机的原理应用
三相异步电动机的原理应用1. 引言三相异步电动机是一种常用的交流电动机，在各种工业和商业应用中广泛使用。
本文将介绍三相异步电动机的原理以及其在实际应用中的一些常见场景。
2. 原理三相异步电动机是基于电磁感应原理工作的。
它由一个固定的定子和一个可以旋转的转子组成。
定子和转子上都有导线，并通过电流进行连接。
当三相交流电流通过定子的绕组时，它会产生一个旋转磁场。
这个磁场切割转子上的导线，从而在转子上产生了电动势。
根据电磁感应定律，这个电动势会产生一个对抗初始电流的磁场，从而使转子开始旋转。
3. 应用场景三相异步电动机在各种应用中都发挥着重要的作用，下面列举了一些常见的应用场景：•工业生产：三相异步电动机被广泛用于工业生产中的各种设备和机械。
它们可以驱动各种类型的机械装置，如泵、压缩机、风机等。
由于其结构简单、成本低、维护方便等特点，使其成为工业中最常见的电动机类型之一。
•交通工具：三相异步电动机也被广泛应用于交通工具中。
例如，电动汽车和电动自行车就采用了三相异步电动机作为动力源。
这些电动机具有高效率、低噪音和节能的特点，有效地推动了电动交通工具的发展。
•农业机械：农业生产中许多机械设备也采用了三相异步电动机。
例如，农业水泵、禾场打捆机等设备都使用了三相异步电动机来提供动力。
这些设备可以在农业生产中起到提高效率和减轻劳动强度的作用。
•空调和制冷设备：三相异步电动机也广泛应用于空调和制冷设备中。
例如，制冷压缩机就是由三相异步电动机驱动的。
这些电动机具有良好的启动性能和稳定的运行特性，能够满足制冷设备对电动机的要求。
4. 优势和局限性三相异步电动机具有一些明显的优势和局限性，下面是一些主要的特点：4.1 优势•结构简单：相比于其他类型的电动机，三相异步电动机的结构相对简单，制造成本也较低，使其成为最常见的电动机类型之一。
•适用范围广：三相异步电动机可以适用于各种工况和工作环境，其输出功率范围广，能够满足各种应用需求。
三相异步电动机的特点和应用
三相异步电动机的特点和应用
特点：
1.结构简单：三相异步电动机由转子和定子两部分组成，结构简单，
制造成本相对较低。
2.运行平稳：三相异步电动机转子上的导体通过磁场的感应产生转矩，因此运行平稳且转矩输出连续。
3.转速调节范围广：三相异步电动机的转速可以通过改变输入电压、
频率或转子的电阻来调节，转速调节范围广。
4.效率高：三相异步电动机的转子上没有电刷和滑环，因此摩擦损失
和额外电阻损耗较小，效率较高。
5.可靠性高：三相异步电动机工作过程中没有直接的电接触，因此没
有电火花产生，可靠性高。
应用：
1.工业领域：三相异步电动机广泛应用于工厂、矿山、钢铁、化工和
机械加工等工业领域。
它们常被用于启动大型机械设备和驱动各种旋转设备，如泵、风扇、压缩机等。
2.交通运输：三相异步电动机被广泛应用于轨道交通和电动汽车等交
通工具中。
在电动汽车中，三相异步电动机作为驱动器件，提供动力输出。
3.家用电器：三相异步电动机也可以在家用电器中使用，如洗衣机、
空调、冰箱等。
它们通常用于驱动压缩机、风扇和水泵等设备。
4.农业领域：三相异步电动机被广泛应用于农业领域，例如用于驱动农用水泵、粉碎机和搅拌机等设备。
5.其他应用：除了以上应用，三相异步电动机还可以用于电梯、风力发电、太阳能发电和船舶等领域。
总之，三相异步电动机具有结构简单、运行平稳、转速调节范围广、效率高和可靠性高等特点，广泛应用于工业、交通运输、家用电器、农业和其他领域。
它们是现代社会中不可或缺的动力源。
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
三相异步电动机的介绍
三相异步电动机的介绍三相异步电动机是基于电磁感应原理工作的一种电动机。
它是最常见、也是最广泛应用的一种电动机，被广泛应用于各种机械设备中，如泵、风机、压缩机、输送机等。
本文将从结构、工作原理、特点和应用四个方面对三相异步电动机进行详细介绍。
一、结构三相异步电动机主要由定子、转子、端盖、轴承和机壳等组成。
其中，定子位于电机的外部，它由一组线圈和铁芯组成。
转子则位于定子的内部，通常由铁芯和铜（或铝）导条组成。
端盖用于固定转子和定子的轴承。
机壳则是电机的外壳，保护电机内部零部件。
二、工作原理三相异步电动机的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当三相交流电源施加在定子的线圈上时，会产生旋转磁场。
这个旋转磁场会感应导体（转子）内的涡电流，导致转子也会产生磁场。
由于转子与旋转磁场之间的磁力作用，转子会受到转矩的作用而开始旋转。
三、特点1.结构简单，制造成本低。
三相异步电动机的结构相对简单，零部件较少，因此制造成本相对较低。
2.运行可靠，寿命长。
三相异步电动机的工作原理和结构使其具有较高的可靠性和使用寿命。
3.转速恒定，不易受负载影响。
三相异步电动机的转速与供电频率的同步转速有关，因此当供电频率恒定时，电机的转速也会恒定，不会受负载的变化而改变。
4.启动电流较大。
由于启动时转子没有旋转磁场的支持，因此三相异步电动机在启动时需要提供较大的启动电流。
5.功率范围广。
三相异步电动机可根据具体需求制造不同功率的电机，覆盖了从几十瓦到上百万瓦的各种功率范围。
四、应用三相异步电动机被广泛应用于各种机械设备中。
例如，它被用作泵的驱动装置，将电能转化为机械能，使泵能够进行液体的流动。
在风机中，三相异步电动机通过驱动叶片的旋转来产生风力。
它还被用作压缩机的驱动装置，将电能转化为气体的压缩能。
同时，三相异步电动机还广泛应用于电动车辆、制造业、矿山、农业等领域。
总之，三相异步电动机是一种结构简单、工作可靠、功率范围广的电动机。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过施加三相交流电源在定子线圈上产生旋转磁场，并通过涡电流的感应作用使转子受到转矩而开始旋转。
三相异步电动机的用途
三相异步电动机的用途
三相异步电动机是一种广泛应用于工业、农业、交通、民用等领域的电动机。
它具有结构简单、可靠性高、维护方便、适应性强等特点，被广泛应用于各种机械设备中。
其中，其最主要的应用领域包括： 1. 工业领域：三相异步电动机广泛应用于各种机械设备中，如风机、泵、压缩机等。
这些机械设备通常需要大量的动力驱动，而三相异步电动机具有高效、可靠的特点，可以满足这些设备的需求。
2. 农业领域：三相异步电动机在农业领域的应用非常广泛，例如用于农业灌溉、农机具的驱动等。
由于农业设备通常需要运行时间长、负载不稳定，因此三相异步电动机的高效、可靠性能显得尤为重要。
3. 交通领域：三相异步电动机在交通领域中的应用也非常广泛，例如电动汽车、电动火车、电动船等。
由于这些交通工具需要高效、可靠的动力驱动，因此三相异步电动机成为了不可或缺的动力源。
4. 民用领域：三相异步电动机在各种家用电器中也有广泛的应用，例如空调、洗衣机、吸尘器等。
这些家用电器通常需要高效、稳定的电机驱动，而三相异步电动机则具有这些特点。
综上所述，三相异步电动机是一种功能强大、应用广泛的电动机，其在工业、农业、交通、民用等领域中都有着重要的地位。
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U2
V1
(•)电流出
实用电工电子技术基退出础
i Im
iU
iV
iW
三相电流合成磁
o
场 的分布情况
t
n0
U1
V2 N
W2
W1
S V1
U2
600
60
U1 V2
N W2
W1 S
U2
V1
V2
S
W1 U2
U1
W2
N
V1
t 0
t 60
t 90
合成磁场方向向下 合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
实用电工电子技术基退出础
相交流电(星形联接)
iu
iv Im sint 120 iw Im sint 120
U1
iw
iv
W1
W2VU2 2 V1
Im i iU
o
iV iW
t
实用电工电子技术基退出础
Im i iU
o
iV iW
()电流入 V2
t
W1
n0
U1
W2
规定 i : “+” i : “–”
首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改
变电动机的机械特性。
绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子
外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
实用电工电子技术基退出础
2. 三相异步电动机的工作原理
实用电工电子技术基退出础
（1） 旋转磁场
①旋转磁场的产生
iu Im sin t
定子三相绕组通入三
分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场
即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°
②旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序
任意调换两根电源进线 (电路如图)
IImm i iU iV iW
iU
U1
0o
t
V2 U2
iV V1
iW
W2 W1
U1 U
S1 V2
W2
U U1 1 V2
S
W2
结论： 任意调换两根
磁场的转速相等，即
如果: n n0 n n0
异步电动机
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切
割转子导条
无转子电动势和转子电流
无转矩
因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与
旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
实用电工电子技术基退出础
转差率s
s
n0 n0
v U n0
V2 N1 W2
F
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
W1F
方向:顺时针
V1
S
U2
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
实用电工电子技术基退出础
(3) 转差率
由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场
旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转
额定转差率为
s n0 n 100% 1000 975 100% 2.5%
n0
1000
实用电工电子技术基退出础
3. 三相异步电动机铭牌数据
(1) 型号 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 例如： V2 132 M－4 磁极数( 极对数 p = 2 ) 机座长度代号 机座中心高（mm） 三相异步电动机 教材表4.2中列出了各种电动机的系列代号。
鼠笼式
（2）转子 绕线式
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。
① 鼠笼式转子
鼠笼转子
铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。 ②绕线式转子
同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。
转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电 流。
实用电工电子技术基退出础
实用电工电子技术基退出础
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
iW
W1' V2'' V2 W2 V1'
W1
V1
iV
Im i iU iV iW
0
t
N W1' V2' U1 •W2
•
S U
' 2
S V1
V1' •
U2
W2' • N
W1
U1' V2
极对数 p 2 动画
旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关
实用电工电子技术基退出础
④旋转磁场的转速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数
模块四 三相异步电动机的概述及使用
❖ 课题4.1 三相异步电动机的原理及特性 ❖ 课题4.2 三相异步电动机的使用及综合测试
实用电工电子技术基退出础
课题4.1 三相异步电动机的原理及特性
❖ 知识与技能要点
❖ 三相异步电动机的原理、结构与铭牌数据； ❖ 三相异步电动机转矩与机械特性。
实用电工电子技术基退出础
1.三相异步电动机的结构
电动机的分类：
交流电动机 电动机
直流电动机
同步电动机 三相电动机
异步电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
实用电工电子技术基退出础
（1）定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
U1 ----U2 V1 ----V2 W1---- W2
机座：铸钢或铸铁
实用电工电子技术基退出础
W1
N W1
电源进线，则旋转
V1 N
U2
V1
U2
磁场反转。
t 0 实用电工电子t 技60术 基退出础
③旋转磁场的极对数P
iA
U1
Im i iU
iV iW
o
W2U2
iC W1
V2 V1
iB
当三相定子绕组按
t
U1
V2 N
W2
图示排列时，产生一对 磁极的旋转磁场，即：
W1 S V1
U2
p 1
t 0
实用电工电子技术基退出础
p 1
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )
360
3000 (转/分）
p2
180
1500 (转/分）
p3
120
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。
实用电工电子技术基退出础
(2) 转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
p=1时
n0 60 f1
(转/分）IImm
i
iU
iV
iW
工频：f1 50 Hz
0o
t
n0 3000 (转/分）
U1
N
V2
W2 V2
U1
Hale Waihona Puke U1SW2 V2
N
W2
S
W1
V1
N
W1
V1
W1
S
V1
U2
U2
U2
实用电工电子技术基退出础
旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系
n0
60 f1 p
(转/分)
极对数
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端
之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。
iU
U1
U2 U1' W2' U2
W1' V2' U1 W2
U
' 2
V1
iiW
W1' V2'' V2 W2 V1'
W1
V1
V1' W2'
V
U1'
U2
W1 V2
实用电工电子技术基退出础
iU
U1
U2 U1'
W2' U2
n
100%
转子转速亦可由转差率求得
n (1 s)n0
异步电动机运行中: s (1 ~ 9)%
例一台三相异步电动机，其额定转速
n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转
速的关系可知：n0=1000 r/min , 即 p=3