三相异步电动机的工作原理及特性
三相异步电动机的工作原理及特性
2.转子 转子由铁心与绕组构成。
转子铁心也是电动机磁 路旳一部分，由硅钢片叠压 而成。转子铁心装在转轴上。 硅钢片冲片如图所示。
线绕式和鼠笼式两种电动机旳转子构造虽然不同，但工作原理 是一致旳。转子旳作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。
鼠笼式异步电动机转子绕 组是在转子铁心槽里插入铜条， 再将全部铜条两端焊在两个铜 端环上而构成，如图所示。
即1/4转，电流变化一种周期，旋转磁场在空间只转了1/2转。
由此可知，当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度
仅为一对磁极时旳二分之一。依次类推，当有p对磁极时，其转速
为：
n0
60 f p
所以，旋转磁场旳旋转速度与电流旳频率成正比而与磁级对数
成反比。
4．工作原理 三相异步电动机旳工作原
理是基于定子旋转磁场和转子 电流旳相互作用。
iC=0 此时旳合成磁场如图（b） 所示，合成磁场已从t=0 瞬间
所在位置顺时针方向旋转了
/3。
3t T 3时
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。
iB=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
此时旳合成磁场如图 （c）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
第一章 机电传动断续控制
学习任务
1.1 三相异步电机
• 了解三相异步电动机旳基本构造及工作原理；
• 掌握三相异步电动机旳转矩特征和机械特征；
• 掌握三相异步电动机旳连接措施和额定参数；
• 掌握三相异步电动机开启、调速和制动等多种特征；
• 掌握实现三相异步电动机开启、调速和制动旳多种措施及
它们旳使用场合。
向旋转了2 /3。
三相异步电动机的基本工作原理和结构
三相异步电动机的基本工作原理和结构三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域。
它的基本工作原理和结构对于了解电动机的工作原理和性能具有重要意义。
一、基本工作原理三相异步电动机的基本工作原理是利用电磁感应和电磁力相互作用的原理。
它由定子和转子两部分组成。
1. 定子：定子由三个相位相隔120度的绕组组成，每个绕组被连接到一个相位的交流电源上。
当交流电源通电时，定子的绕组中会产生交变电磁场。
2. 转子：转子由导体材料制成，通常是铜或铝。
转子内部的导体形成了一组绕组，称为转子绕组。
转子绕组与定子绕组之间存在磁场的相互作用。
当交流电源通电后，定子绕组中的交变电磁场会感应出转子绕组中的电流。
由于定子绕组和转子绕组之间存在磁场的相互作用，转子绕组中的电流会产生电磁力，使转子开始旋转。
由于定子绕组中的电流是交变的，所以转子会不断地受到电磁力的作用，从而保持旋转。
二、结构特点三相异步电动机的结构特点主要包括定子、转子和机壳三部分。
1. 定子：定子通常由一组三相绕组和铁芯组成。
绕组通过固定在定子槽中的方法固定在铁芯上。
绕组的数量和连接方式与电机的功率和转速有关。
2. 转子：转子一般由铁芯和绕组组成。
转子绕组通常是通过槽和导条的形式固定在铁芯上。
转子绕组的数量和连接方式也与电机的功率和转速有关。
3. 机壳：机壳是电机的外壳，通常由铸铁或铝合金制成。
机壳的作用是保护电机内部的部件，同时起到散热和隔离的作用。
三、工作特性三相异步电动机具有一些特殊的工作特性。
1. 转速：三相异步电动机的转速与电源的频率和极数有关。
当电源频率恒定时，电动机的转速与极数成反比。
这意味着可以通过改变电源频率或改变电动机的极数来实现不同的转速要求。
2. 启动特性：三相异步电动机的启动通常需要较大的起动电流。
为了降低启动时的电流冲击，通常采用起动装置，如星角启动器或自耦变压器。
3. 转矩特性：三相异步电动机的转矩与电动机的电流成正比，并且与电动机的功率因数有关。
绕线转子三相异步电动机原理
绕线转子三相异步电动机原理绕线转子三相异步电动机是电力工业中最常见的电动机之一，其使用范围广泛，包括工厂、矿山、交通运输等各个领域。
本文将介绍绕线转子三相异步电动机的基本原理、结构、工作原理、特性以及应用。
一、绕线转子三相异步电动机的基本原理绕线转子三相异步电动机是利用电磁感应原理工作的，其基本原理是通过电流在定子线圈中产生的磁场，使转子中的导体中感应出电动势，从而在导体中产生电流，进而在转子中产生磁场，从而使定子中的磁场旋转，从而产生转矩，带动负载旋转。
二、绕线转子三相异步电动机的结构绕线转子三相异步电动机由定子、转子、端盖、轴承、风扇等部分组成。
其中，定子和转子是电机的核心部分，定子由定子铁心、定子线圈、端盖等部分组成，转子由转子铁心、转子线圈、轴承等部分组成。
三、绕线转子三相异步电动机的工作原理绕线转子三相异步电动机的工作原理是利用电磁感应原理，当三相交流电通过定子线圈时，会在定子内产生一个旋转磁场，该旋转磁场与转子中的导体相互作用，从而感应出电动势，使导体中产生电流，进而在转子中产生磁场，从而使定子中的磁场旋转，从而产生转矩，带动负载旋转。
四、绕线转子三相异步电动机的特性1. 起动电流大：由于转子中感应出的电动势较小，因此启动时需要较大的电流才能产生足够的转矩，从而带动负载旋转。
2. 动态响应较慢：由于转子中感应出的电动势较小，因此当电机负载突然变化时，转子中的磁场需要一定时间才能跟随变化，从而产生足够的转矩，带动负载旋转。
3. 效率较低：由于转子中的电流是感应出来的，因此转子中的电阻较大，导致电机效率较低。
五、绕线转子三相异步电动机的应用绕线转子三相异步电动机广泛应用于各个领域，包括工厂、矿山、交通运输等。
在工厂中，它被广泛应用于机械加工、输送、起重等方面；在矿山中，它被广泛应用于采矿、运输等方面；在交通运输中，它被广泛应用于电动车、电动机车等方面。
绕线转子三相异步电动机是电力工业中最常见的电动机之一，其基本原理是利用电磁感应原理，通过电流在定子线圈中产生的磁场，使转子中的导体中感应出电动势，从而在导体中产生电流，进而在转子中产生磁场，从而使定子中的磁场旋转，从而产生转矩，带动负载旋转。
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。
三相异步电动机工作原理
三相异步电动机工作原理三相异步电动机由定子和转子两部分组成。
其中，定子是固定不动的部分，由三个相间120°的绕组组成。
转子则是旋转的部分，一般由导体条或电枢线圈组成。
当三相交流电源接通时，产生的交变电流经定子绕组流过，形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场将转子中的导体条感应出电动势，从而使转子开始旋转。
下面将详细介绍三相异步电动机的工作原理。
1.旋转磁场的形成在三相异步电动机的工作原理中，首先需要产生一个旋转磁场。
这里使用三相交流电源来实现。
三相交流电源由三个交变电压组成，它们的相位相差120°。
当这三个交变电压分别加在定子绕组的三个相上时，电流将在绕组中流动，产生一个旋转磁场。
2.磁场与导体的相互作用当旋转磁场与转子中的导体条相互作用时，将在导体中感应出电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体条相对于磁场运动时，就会在导体两端产生感应电动势。
感应电动势的大小与导体的速度、导体长度以及磁感应强度等因素有关。
3.感应电动势产生的效应当感应电动势形成后，它将导致导体条上产生感应电流。
感应电流的存在将产生一个与旋转磁场相互作用的力。
根据洛伦兹力的原理，当导体条中的感应电流与旋转磁场相互作用时，将产生一个力矩。
这个力矩将使转子开始旋转。
4.工作原理的补充说明在实际的三相异步电动机中，转子通常是由铸铁或有损耗的铜质线圈组成。
转子中的导体条通过连通到外部电路，使感应电流得以流动。
此外，由于转子是旋转的部分，还需要采用相应的轴承和机械结构来支撑和固定转子，以保证其正常旋转。
此外，为了使三相异步电动机能够持续运转，转子的旋转速度必须略低于旋转磁场的同步速度。
这也是所谓的“异步”电动机名称的由来。
如果转子的旋转速度等于旋转磁场的同步速度，那么感应电动势和感应电流将趋于零，电动机将无法启动和持续运转。
综上所述，三相异步电动机工作原理是利用定子绕组中的三相交流电源产生的旋转磁场，通过与转子中的导体条相互作用来产生感应电动势和感应电流，从而驱动转子旋转。
三相交流异步电动机工作原理
三相交流异步电动机工作原理
三相交流异步电动机的工作原理是通过三相交流电源提供的电能，使得电动机转子跟随旋转磁场的转速而转动。
当三相交流电源接通后，通过电源中的三相电压分别施加在电动机的三个定子线圈上，形成三个磁场旋转，这三个磁场的旋转速度是一样的，且相位差120度。
当电动机的转子处于静止状态时，由于没有感应电动势的作用，转子上的铜条回路就不会产生电流。
但是，当定子磁场旋转时，它会穿过转子，产生磁通的变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁通的变化会在转子中产生感应电动势，从而产生感应电流。
这个感应电动势和电动机定子磁场的旋转速度相同，但是相位差90度。
由于感应电动势的作用，转子上的感应电流会形成一个磁场，这个磁场与定子磁场相互作用，产生一个转矩。
转矩的作用下，电动机的转子开始跟随旋转磁场转动，并且转速与磁场旋转速度接近，但略有滞后。
由于转子转速与磁场旋转速度的略微差异，感应电动势仍然存在于转子回路中。
这个感应电动势会产生一个感应电流，但是这个感应电流的磁场是反向的，因此产生的转矩与之前的转矩相反。
这样，通过不断产生反向的转矩，使得转子能够维持在一个接近旋转磁场转速的稳定转速。
需要注意的是，由于感应电动势和转速之间存在一定的差异，
转子上产生的转矩并不是恒定的，而是随着负载的变化而变化。
为了调整转速，可以通过改变交流电源的频率或调整电动机的连接方式来实现。
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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由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到 电源的三根导线中的任意两根对调即可。
3.旋转磁场的极数与旋转速度
在交流电动机中，旋转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速 度，用n0表示。
按右手螺旋法则确定 三相电流产生的合成磁场， 如图（a）箭头所示。
2tT6时
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。 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=0 此时的合成磁场如图（b） 所示，合成磁场已从t=0 瞬间
所在位置顺时针方向旋转了
/3。
3tT3时
n060f
以上讨论的旋转磁场，具有一对磁极（磁极对数用p表示）即 p=1。
从上述分析可以看出，电流变化经过一个周期（变化360电角 度），旋转磁场在空间也旋转了一转（转了360机械角度），若电 流的频率为f，旋转磁场每分钟将旋转60f 转，即：n060f
如果把定子铁心的槽数增加1倍（12个槽），制成如图所示的 三相绕组。
1.1.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 一、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动 的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。如图 所示。
1.定子
定子由定子铁心、绕组以及机座组成。
定子铁心是磁路的一部分， 它由0.5mm的硅钢片叠压而成， 片与片之间是绝缘的，以减少 涡流损耗。定子铁心的硅钢片 的内圆冲有定子槽，槽中安放 线圈（绕组），如图所示。硅 钢片铁心在叠压后成为一个整 体，固定于机座上。
其中，每相绕组由两个部分串联组成，再将这三相绕组接到对 称三相电源使通过对称三相电流，便产生具有两对磁极(p=2)的旋 转磁场。如图所示。
从图可以看出，对应于不同时刻，旋转磁场在空间转到不同位
置，此情况下电流变化半个周期，旋转磁场在空间只转过了 /2，
即1/4转，电流变化一个周期，旋转磁场在空间只转了1/2转。
绕线式
鼠笼式
线绕式异步电动机转 子绕组是由线圈绕组放入转 子铁心槽内，并分为三相对 称绕组，与定子产生的磁极 数相同。线绕式转子通过轴 上的滑环和电刷在转子回路 中接入外加电阻，用以改善 启动性能与调节转速，
二、三相异步电动机的工作原理 1．定子旋转磁场
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。如图所示。
iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。
iB=0 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
此时的合成磁场如图 （c）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
向旋转了2 /3。
4tБайду номын сангаас2时
iA0 iB为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从B端流到Y端。 iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；
假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相
绕组的电流作为参考正弦量，即 iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的 电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：
iAImsi nt
iiB C IIm mssii n nt(t( 2 43 3 ))
如图所示是这些电流随时间变化的曲线。
1t0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。
由此可知，当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度 仅为一对磁极时的一半。依次类推，当有p对磁极时，其转速为：
n0
60 f p
所以，旋转磁场的旋转速度与电流的频率成正比而与磁级对数
成反比。
4．工作原理 三相异步电动机的工作原
理是基于定子旋转磁场和转子 电流的相互作用。
假设定子只有一对磁极，转 子只有一匝绕组。
此时的合成磁场如图 （d）所示，合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方
向旋转了 。
按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁 场也在不断旋转，故称旋转磁场。
2．旋转磁场的旋转方向
A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 /3，而B相绕组内的 电流又超前C相绕组内的电流2 /3，当三相交流电的A→B→C ，
第一章 机电传动断续控制
学习任务
1.1 三相异步电机
• 了解三相异步电动机的基本结构及工作原理；
• 掌握三相异步电动机的转矩特性和机械特性；
• 掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数；
• 掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性；
• 掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及
它们的使用场所。
2.转子 转子由铁心与绕组组成。
转子铁心也是电动机磁 路的一部分，由硅钢片叠压 而成。转子铁心装在转轴上。 硅钢片冲片如图所示。
线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同，但工作原理 是一致的。转子的作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。
鼠笼式异步电动机转子绕 组是在转子铁心槽里插入铜条， 再将全部铜条两端焊在两个铜 端环上而组成，如图所示。
旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。
如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例 如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如 图所示。
此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2 /3，而C相绕 组内的电流又超前B相绕组内的电流2 /3，用上述同样的分析方法
定子绕组是电动机的电 路部分。三相电动机的定子 绕组分为三个部分对称(互成 120度)地分布在定子铁心上， 称为三相绕组，分别用AX、 BY、CZ表示，其中，A、B、 C称为首端，而X、Y、Z称 为末端。
三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁心中 产生旋转磁场。
机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般 采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。
在旋转磁场的作用下，转子导体切割磁力线（其方向与旋转磁 场的旋转方向相反），因而在导体内产生感应电动势e从而产生感 应电流i。根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产 生电磁力F（其方向用左手定则决定），这力在转子的轴上形成电 磁转矩，且转矩作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转 矩的作用，按旋转磁场的旋转方向旋转起来。