三相鼠笼式异步电机工作原理
三相异步电动机的结构和工作原理
•
n=(1-s)n1
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5.4.3异步电动机旳三种运营状态
根据转差率大小和正负情况，异步电动机运营、发运营 和电磁制动运营三种运营状态。
1. 电动机运营状态 当异步电动机作电动机运营时，电磁转矩为驱动性质，电磁 转矩克服负载制动转矩而做功，把从定子吸收旳电功率转变 成机械功率从定子输出。电动机转速n与定子旋转磁场转速 N1同方向，且实际方向取决与负载大小。
•
S=n1-n/n1
• 电动机转速为nN时旳转差率称为额定转差率sN。
• 异步电动机带额定负载时，转差率很小，一般SN在
0.01~0.06之间。因为转差率反应了转子与旋转磁场之间
旳相对运动，故s旳大小对异步电动机转子电动势、电流、
功率因数等物理量都有直接影响，转差率s是异步电动机
旳一种主要参数。
• 根据转速差s，能够求电动机旳实际转速n，即
• 因鼠笼式转子构造简朴、制造以便、运营可靠，所 以得到广泛应用。
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• （2）绕线式转子绕组
•
绕线式转子绕组与定子绕组相同，也是制成三相绕组，一项接成Y
形，三根引出线分别接到转轴上彼此绝缘旳三个集电环上，经过电刷装置
与外部电路相连。转子绕组回路串入三项可变电阻旳目旳是为了改善起动
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5.4三相异步电动机旳工作原理及运营状态
相异步电动机的结构和工作原理
*
转差率的概念
2
3
4
5
6
*
*
异步电动机的三种运行状态
根据转差率大小和正负情况，异步电动机运行、发运行 和电磁制动运行三种运行状态。 电动机运行状态 当异步电动机作电动机运行时，电磁转矩为驱动性质，电磁 转矩克服负载制动转矩而做功，把从定子吸收的电功率转变 成机械功率从定子输出。电动机转速n与定子旋转磁场转速 N1同方向，且实际方向取决与负载大小。
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
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。
转轴 转轴一般由中碳钢或合金钢制成，其作用是支撑转子和传递转矩，因此要求它有一定的机械强度。 气隙 气隙的大小对异步电动机的性能影响很大。为了降低电机的励磁电流和提高功率因数，气隙应尽可能做得小些，但气隙过小，将使装配困难或运行不可靠，因此气隙大小除了考虑电性能外，还要考虑便于安装。气隙的最小值常由制造加工工艺和安全运行等因素来决定，异步电动机气隙一般为0.2~2mm左右，比直流电机和同步电机定、转子气隙小得多。
转子绕组 2.转子部分 转子铁心 轴
问题:三相异步电机又是如何工作的呢?
*
制作人第三组全体人员
（一）定子（静止部分） 异步电动机定子由定铁芯、定子绕组和机座等部件组成，定子的作用是用来产生 旋转磁场的
*
*
发电机运行状态
1
如果用原电动机拖动异步电动机顺着旋转磁场的方向旋转，
2
且使电动机转速n大于同步转速n1，即n>n1,则s<0,磁场切割转
3
子导体的方向与电动机状态时相反。因此转子电势、转子电
鼠笼式异步电机
03
电机启动困难
• 检查电源电压和频率，确保符合电机要求
• 检查电机绕组阻值，排除绕组故障
鼠笼式异步电机的日常维护与保养
清洁保养
检查保养
润滑保养
• 定期清理电机表面灰尘和杂物
• 定期检查电机绕组绝缘性能
• 定期润滑电机轴承
• 检查电机通风散热情况，保持清洁
• 检查电机轴承润滑情况，及时补充
• 选择合适的润滑剂，保证轴承运行
转子旋转
• 电磁转矩驱动转子旋转
• 转子旋转时，鼠笼导条切割磁场线，产生感应电动势
• 感应电动势与电流相互作用，维持转子的恒定转速
鼠笼式异步电机的性能特点
效率高，功率因数低
• 鼠笼式异步电机具有较高的运行效率
• 但由于转子电流与电源频率有关，功率因数较低
结构简单，制造容易
• 定子和转子采用简单的圆柱形结构，便于加工制造
产业升级需求
• 随着工业自动化和绿色发展的推进
• 对高效、环保、智能电机的需求不断增长
新兴市场机遇
• 如新能源汽车、机器人等领域的快速发展
• 为鼠笼式异步电机提供了广阔的市场空间
国际合作机会
• 随着全球经济一体化的推进
• 与国际企业的合作与交流，提高电机技术水平和市场份额
⌛️
鼠笼式异步电机的行业发展趋势与展望
畅通
润滑剂
良好
04
鼠笼式异步电机的节能与环保应用
鼠笼式异步电机的节能技术
01
高效电机技术
• 采用高性能铁芯和绕组材料，提高电机效率
• 优化电机结构设计，降低机械损耗和磁场损耗
02
变频调速技术
• 采用变频器等控制装置，实现电机转速的无级调节
三相异步电动机的频率
三相异步电动机的频率
三相异步电动机的频率是指在运行时电源的频率。
我国的电源频率为50Hz。
以2到3相异步电机为例，通电后其定子旋转磁场的转速等于每分钟3000转。
此时，在旋转磁场的转子相对切断定子磁场的磁力线，使转子关闭铝框（通称鼠笼条）产生感应电流，转子铁心产生磁场，被定子旋转磁场吸引旋转，因此转子的旋转条件是切断定子磁场获得电流。
三相是指磁场旋转与电动面转子不同步，磁场比转子提前一定角度。
三相异步电机的工作原理是基于定子旋转磁场（定子绕组内三相电流产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。
三相笼型异步电动机的基本知识
（二）低压电器的含义
交流1200V以下、直流1500V以下称为低压，在 此电压范围内使用的，用于对线路进行控制的电器元 件，统称低压电器。如常见的熔断器、开关等。
1.熔断器
主要用于低压电路的短路保护。当图中控制线
1、电机：应用电磁原理实现电能与机械能互 换的旋转机械，统称为电机。
2、把机械能转换为电能的电机，称为发电机； 把电能转换为机械能的电机，称为电动机。
一、认识三相交流异步电动机
3、
直流电机 同步电机 单相电机 电机 交流电机异步电机 绕线式电机 三相电机鼠笼式电机
三相异步电动机的工作原理
通入三相电流，定 绕组产生旋转磁场 转子导体做切割磁力线的相对 运动，产生感应电势，由于转导体 闭合，形成感应电流。用右手定则 判断其方向。 通电导体在磁场中会受到一电磁 力f的作用，方向用左手定则判断 形成力矩，即电磁转矩T， T>TL，电机开始旋转。
N
n1 f
T
n
f
S
二、
一、认识三相交流异步电动机
（三）交流异步电动机的额定数据（铭牌）
铭牌上标有的额定数据
• 额定功率PN：电动机在额定情况下，轴 上输出的机械功率。单位：KW。 • 额定电压UN：电动机额定运行时加在 定子绕组上的线电压。单位：V或KV。 • 额定电流IN：电动机在额定电压下，轴 上有额定功率输出时，定子绕组中的线 电流。单位：A。 • 额定频率f1=fN=50Hz
S N S
N
S
N
S
N
旋转磁场的特性
旋转磁场的极数P
三相鼠笼异步电动机的工作原理
三相鼠笼异步电动机的工作原理
三相鼠笼异步电动机是一种常用于工业和家庭电力系统中的电动机，其工作原理如下：
1. 三相供电：电动机通过三个相互120度相位差的交流电源供电。
每一个相位上都有一个输入线圈。
2. 旋转磁场产生：当三个输入线圈受到电流激励时，它们会产生一个旋转磁场。
这是由于每个线圈上的电流相位差导致磁场的相位差，从而形成一个旋转磁场。
3. 感应电流：在鼠笼转子中，装有许多金属导体条。
当旋转磁场与导体条相互作用时，它会在导体条中产生感应电流。
4. 磁场之间的相互作用：感应电流在转子中产生一个二次磁场。
这个磁场与旋转磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子开始转动。
5. 转子转速：由于转子的运动导致线圈的转动速度小于旋转磁场的速度，因此转子会被旋转磁场不断地拽住，使得电动机可以持续地运转。
通过这种工作原理，三相鼠笼异步电动机能够将电能转变为机械能，并实现驱动各种设备和机械运动的功能。
三相鼠笼式异步电动机实验报告
三相鼠笼式异步电动机实验报告一、实验目的1、熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构和工作原理。
2、掌握三相鼠笼式异步电动机的启动、调速和反转方法。
3、学会使用相关仪器仪表测量三相鼠笼式异步电动机的各项参数。
4、通过实验数据的分析，加深对三相鼠笼式异步电动机运行特性的理解。
二、实验设备1、三相鼠笼式异步电动机一台2、交流电压表、交流电流表、功率表各一块3、三相调压器一台4、电机导轨及测速发电机5、示波器一台三、实验原理三相鼠笼式异步电动机的工作原理基于电磁感应定律。
当定子绕组通以三相交流电时，会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
由于转子电流与旋转磁场相互作用，从而产生电磁转矩，使转子转动起来。
异步电动机的转速与旋转磁场的转速（同步转速）存在差异，其转差率 s 表示为：＼s ＝＼frac{n_0 n}｛n_0}＼其中，＼（n_0\）为同步转速，＼（n\）为电动机的转速。
四、实验内容及步骤1、测量定子绕组的直流电阻用万用表测量电动机定子绕组的电阻，每相测量三次，取平均值。
2、空载实验按图连接好电路，将调压器输出电压调至零位。
合上电源开关，逐渐升高电压，使电动机空载运行，观察电动机的运转情况。
当电动机转速稳定后，记录此时的电压、电流和功率。
逐步降低电压，直至电动机停止运转，记录相关数据。
3、短路实验将电动机转子堵住，不使其转动。
合上电源，逐渐升高电压，使定子电流达到额定值附近，记录此时的电压、电流和功率。
4、负载实验在电动机轴上安装带轮，通过皮带与测功机相连。
调节调压器，使电动机在额定电压下运行，逐渐增加负载，记录不同负载下的电压、电流、功率和转速。
5、调速实验改变电源电压，观察电动机转速的变化。
接入串电阻调速电路，观察转速的变化。
6、反转实验调换三相电源的任意两相，观察电动机的转向变化。
五、实验数据记录与处理1、定子绕组直流电阻定子绕组 A 相电阻：＿____Ω定子绕组 B 相电阻：＿____Ω定子绕组 C 相电阻：＿____Ω2、空载实验电压（V）：＿____、＿____、＿____ 电流（A）：＿____、＿____、＿____ 功率（W）：＿____、＿____、＿____3、短路实验电压（V）：＿____ 电流（A）：＿____ 功率（W）：＿____4、负载实验负载（N·m）：＿____、＿____、＿____ 电压（V）：＿____、＿____、＿____ 电流（A）：＿____、＿____、＿____ 功率（W）：＿____、＿____、＿____ 转速（r/min）：＿____、＿____、＿____5、调速实验电源电压降低时，转速（r/min）：＿____、＿____、＿____接入串电阻调速时，转速（r/min）：＿____、＿____、＿____6、反转实验调换电源相序前，电动机转向：＿____调换电源相序后，电动机转向：＿____根据实验数据，绘制相关曲线，如空载特性曲线、短路特性曲线、负载特性曲线等，以便更直观地分析电动机的性能。
三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理（如何产生旋转磁场并转动）文章目录旋转磁场产生原理旋转磁场的方向旋转磁场的转速三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的，当定子绕组通过三相对称交流电，则在定子与转子间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和电流，转子导体的电流在旋转磁场的作用下，受到力的作用而使转子旋转。
下面，我们分析旋转磁场的产生，电动机的旋转、转差率及转向。
旋转磁场产生原理三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电角度，如下图所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图（b）（c）所示。
下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置。
下图（b）所示，假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入（用〇中间加个×表示），末端流出（用“⊙”表示），当电流为负值时，与此相反。
（a）简化的三相绕组分布图（b）按星形连接的三相绕组接通三相电源（c）三相对称电流波形图（d）两极绕组的旋转磁场在ωt=0的瞬间，iu=0，iv为负值，iw为正值，如图（c）所示，则V相电流从V2流进，V1流出，而W 相电流从W1流进，W2流出。
利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图d①所示。
可见这时的合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向为一致，上方北极，下方是南极。
在ωt=π/2时，经过了四分之一周期，iu由零变为最大值，电流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍为负值，U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值，W相电流由W1流出，W2流入，其合成磁场方向如图d②所示，可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°。
应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场，分别如图d③，④，⑤所示，由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。
三相鼠笼式异步电机
电机结构：
三相异步电动机的转动原理
电机结构：
• Y－ 起动器接线简图
L3 L2L1
△
动触点
S
F
WULVVL231212 WLU112
U
U1
Y
动触点
U2
V1 W1
V2 W2
• 三相异步电动机在运行过程中，若其中一相与电
源断开，就成为单相电动机运行。此时电动机仍 将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超 过额定电流，时间一长，会使电机烧坏。这种情 况往往不易察觉，在使用电动机时必须注意。如 果三相异步电动机在起动前就断了一根线，则不 能起动，此时只能听到嗡嗡声，这时电流很大， 时间长了，也会使电动机烧坏。
三相异步电机特点:
• 优点：与单相异步电动
机相比，三相异步电机结 构简单，制造方便，运行 性能好，并可节省各种材 料，价格便宜。
• 缺点：功率因数滞后，
轻载功率因数低，调速性 能稍差。
为什么叫异步电机：
• 因为三相异步电机转子线圈中的感应电流是由于
转子导体与磁场有相对运动而产生的。三相异步 电机的转子转速不会与旋转磁场同步，更不会超 过旋转磁场的速度。如果三相异步电机转子的转 速与旋转磁场的转速成大小相等，那么，磁场与 转子之间就没有相对运动，导体不能切割磁力线， 因此转子线圈中也就不会产生感应电势和电流， 三相异步电机转子导体在磁场中也就不会受到电 磁力的作用而使转子转动。因而三相异步电机的 转子旋转速度不可能与旋转磁场相同，总是小于 旋转磁场的同步转速。但在特殊运行方式下（如 发电制动），三相异步电机转子转速可以大于同 步转速。
• 交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、 交直流两用电动机和推斥电动机。
电机的种类：
三相鼠笼式异步电动机--点动和自锁控制
三相鼠笼式异步电动机点动和自锁控制原理：1. 继电─接触控制在各类生产机械中获得广泛地应用，凡是需要进行前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正、反转继电─接触控制。
交流电动机继电─接触控制电路的主要设备是交流接触器，其主要构造为：(1) 电磁系统─铁心、吸引线圈和短路环。
(2) 触头系统─主触头和辅助触头，还可按吸引线圈得电前后触头的动作状态，分动合（常开）、动断（常闭）两类。
(3) 消弧系统─在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。
(4) 接线端子，反作用弹簧等。
2. 在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。
要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁，通常用接触器自身的动合触头与起动按钮相并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一动合触头称为“自锁触头”。
使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。
为操作的方便，也为防止因接触器主触头长期大电流的烧蚀而偶发触头粘连后造成的三相电源短路事故，通常在具有正、反转控制的线路中采用既有接触器的动断辅助触头的电气互锁，又有复合按钮机械互锁的双重互锁的控制环节。
3. 控制按钮通常用以短时通、断小电流的控制回路，以实现近、远距离控制电动机等执行部件的起、停或正、反转控制。
按钮是专供人工操作使用。
对于复合按钮，其触点的动作规律是：当按下时，其动断触头先断，动合触头后合；当松手时，则动合触头先断，动断触头后合。
4. 在电动机运行过程中，应对可能出现的故障进行保护。
采用熔断器作短路保护，当电动机或电器发生短路时，及时熔断熔体，达到保护线路、保护电源的目的。
熔体熔断时间与流过的电流关系称为熔断器的保护特性，这是选择熔体的主要依据。
采用热继电器实现过载保护，使电动机免受长期过载之危害。
其主要的技术指标是整定电流值，即电流超过此值的20％时，其动断触头应能在一定时间内断开，切断控制回路，动作后只能由人工进行复位。
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三相鼠笼式异步电机工作原理
三相鼠笼式异步电机是目前工业和民用领域使用最为广泛的电机之一。
它适用于各种
功率等级，广泛应用于机器制造、电力、交通、建筑、矿山等各个领域。
本文将介绍三相
鼠笼式异步电机的工作原理。
一、三相鼠笼式异步电机基本构造
三相鼠笼式异步电机的基本构造由固定部分和旋转部分组成。
其固定部分又称为定子，由铁心、绕组和端盖等组成；旋转部分又称为转子，由铁心和根据不同型号而有所不同的
铝或铜向外突出的鼠笼形导条所组成。
转子可分为两类，一类是短路转子（又称鼠笼转子），另一类是抽象极转子。
二、三相鼠笼式异步电机工作原理
三相鼠笼式异步电机是一种交流电动机，其工作原理是依据异步电动机的运行原理。
异步电动机的运行是通过定子上交变电磁场与转子中感应电动势作用产生的扭矩来实现
的。
1. 定子产生旋转磁场
三相交流电压AC在定子上的三个绕组（也称为初始绕组）间轮流通电，分别形成三个简单的旋转磁场，这三个旋转磁场相互距离相等，夹角为120度，并沿着定子的纵轴线旋转。
这个旋转磁场是由定数上的电流所产生的，定子上的电流也是由交流电压所引起的。
2. 转子中产生感应电动势
由于变化的磁场，在转子中感应出一电流。
这不仅有能量损失，也会导致电机损耗。
这时电动磁通的作用在转子中生成感应电流，而感应电流在旋转磁场的作用下将受到些方
向和大小变化的力的作用，使它绕着定子的纵轴线旋转。
3. 定子和转子的同步速度不同
定子两个极间的电磁场总是与转子上的导条彼此交错。
当变化的磁场转动时，导条内
的电流也会随之偏转。
由于旋转磁场的旋转速度不同于转子的旋转速度，导致在转子中形
成了电流的旋转磁场，与定子电磁场方向相对。
在理论上，如果转子的旋转速度与电磁场
的旋转速度相同，那么就可以获得最大扭矩。
4. 转子受到的力和扭矩
在实际情况中，转子的旋转速度比电磁场的旋转速度稍慢一些，导致效率稍微降低。
由于定子和转子之间的磁场之间的相对滞后，产生了导电节团中的电流旋转磁场，电机的
转动根据力矩计算，可得到最大扭矩的产生时刻，此时转子的旋转速度与电磁场的旋转速
度相同。
电机的起动扭矩始终小于最大扭矩。
5. 三相鼠笼式异步电机的应用
三相鼠笼式异步电机广泛应用于各种机器制造和生产制造领域，在电力、交通、建筑、矿山和其他应用领域中得到了广泛的应用。
由于其高效、低噪声、可靠性高、成本低和维
护便捷等优点，被广泛选用。
三相鼠笼式异步电机的工作原理是依赖于定子上交变电磁场与转子形成的旋转磁场之
间相互作用产生的扭矩来实现的。
它的结构简单、可靠性高、维护便捷，是最常用的电机
之一。
三相鼠笼式异步电机除了在驱动机器制造和生产制造领域得到广泛应用外，在其他领
域也有广泛的用途。
1. 电力领域
三相鼠笼式异步电机可以在电力领域中应用。
它在启动较小容量发电机组时被作为驱
动器使用。
在输送带、水泵和冷却塔等方面也得到广泛的应用。
2. 交通领域
在交通领域，三相鼠笼式异步电机由于其高效率、可靠性和坚固的特点，被广泛应用
于电动机车、远程列车和城市地铁系统等交通工具的驱动系统。
3. 建筑领域
三相鼠笼式异步电机在建筑领域中也有广泛的用途。
它可以在电梯、升降机、通风设
备以及楼宇中的暖通空调系统中得到应用。
它还可以作为门禁系统和安全监控系统中的电
机元件使用。
4. 矿山领域
在采矿和工业生产等领域，三相鼠笼式异步电机也被广泛应用。
它可以在矿山输出系统、滑动移动机、夹层输送机、风机和水泵等领域中使用。
由于其独特的工作原理和结构特点，三相鼠笼式异步电机被广泛应用于各种领域，成
为工业和民用领域中最重要的驱动设备之一。
它也包括一些新的技术和创新，使得其在性能、效率、可靠性和安全性方面得到不断改进和优化。
除了上述领域，三相鼠笼式异步电机也在许多其他应用中得到了广泛的使用，如农业、医疗、舞台表演等。
1. 农业领域
三相鼠笼式异步电机在农业生产中也有广泛应用，例如在灌溉系统、饲料加工机械、
排泄处理等方面。
2. 医疗领域
在医疗领域，三相鼠笼式异步电机可以应用于医疗设备如手术床、病床、呼吸器等医
用设备的驱动系统。
3. 舞台表演领域
在大型舞台表演中，三相鼠笼式异步电机也可以应用于自动调音设备、灯箱以及节目
特效等方面。
三相鼠笼式异步电机是现代工业和民用领域中最为常用的电动机之一，其应用范围广泛、稳定性高、可靠性强、普遍对各种负载和应用形式有很好的匹配性。
随着技术不断提高，三相鼠笼式异步电机将会被进一步优化和改进，其性能也将得到不断提升，并为各领
域的发展做出更大贡献。
三相鼠笼式异步电机不仅在各种领域获得了广泛应用，还在环保和节能方面扮演重要
角色。
下面分别介绍其在环保和节能方面的应用：
1. 环保方面
三相鼠笼式异步电机在环保方面的应用主要表现于减排、节能、防止环境污染等方面。
它已成为许多环保领域的重要设备，如空气处理设备、除尘设备、废水处理设备等。
使用
三相鼠笼式异步电机，在节能环保方面可以发挥作用，达到协调社会经济发展和环保要求
的目标。
2. 节能方面
传统的电机常常存在能源浪费问题。
三相鼠笼式异步电机的设计和制造可以通过减少
能量浪费来实现节能。
它采用先进的磁电工艺和优质低能耗材料制造，能够使三相鼠笼式
异步电机在保持传统电机基本功能的大大降低能源消耗和生产成本。
三相鼠笼式异步电机
已成为各种机器制造及生产制造领域中基本的节能设备。
随着人们对生态环境和可持续发展的日益强调，三相鼠笼式异步电机在环保和节能方
面的作用越来越重要。
未来，随着科技的不断发展和创新，三相鼠笼式异步电机将继续在
各个领域发挥重要作用。