异步电动机原理培训教材

异步电动机原理培训教材
一、三相异步电动机的结构
在发电厂中，除了发电机之外，还运行着大量的电动机。

电动机种类很多，本章主要讲述异步电动机，异步电动机由两个基本部分组成，即定子和转子。

定子是由机座、端盖、铁芯、三相绕组等组成，转子固定在轴上、装在定子膛孔中，它们不相接触，彼此间保持一定的气隙，定子和转子铁芯都是硅钢片叠压而成的，定子铁芯内圆周上有均匀分布的槽，用来安装定子绕组。

定子绕组由绝缘铜线或铝线绕成三相对称绕组，绕组的首末端分别引到电动机出线盒的接线柱上，使用时从接线盒接入三相电源。

三相异步电动机的转子绕组有两种形式：一种是鼠笼式，另一种是绕线式。

鼠笼式转子的结构，它由安放在转子铁芯槽里的铜条组成，铜条的两端各用一个铜环焊接起来，形成一个圆柱形笼子。

绕线式转子的绕组和定子绕组相似，也是由绝缘导线做成绕组元件，放在转子铁芯槽内，然后连接成对称的三相绕组。

转子三相绕组通常连接成星形，星形绕组的三根端线，接到装在转轴上的三个滑环上，通过一组电刷引出来与外电路变阻器相连接，以便起动电动机。

绕线式转子轴上装有三个滑环，故又叫做滑环式转子，绕线式电
动机的结构复杂，价格较贵，用于起重和需要大起动转矩的设备上，
以及某些对调速要求不高但容量又较大的场合。

二、异步机的转动原理
异步电动机工作原理：
三相交流电通入定子绕组产生旋转磁场，这时静止的转子内导体被旋转磁场的磁力线所切割，而感应出电动势E，电动势的方向可用右手定则来确定，如图10-1：
在感应电势作用下，闭合的转子导体中就有电流，转子电流与旋转磁场相互作用而产生电磁力F，力的方向由左手定则决定。

电磁力对转轴产生电磁力矩M，使转子转动。

电磁力矩的方向是与旋转磁场的方向一致的。

电动机转子的转速（n2）是永远小于旋转磁场的转速（n1）的。

如果n2=n1，则转子与旋转磁场之间没有相对运动，转子导体就不再切割磁力线，因而转子导体中的感应电势、电流随即消逝，也就不会产生电磁转矩，不再会转动。

而且实图10-1电动机的工作原理
际上，转子上总是要受到一些风阻和摩擦的，转子速度必将要慢下来，因此总是低于旋转磁场的转速。

转子总是紧跟着旋转磁场以
n2 ?n1的转速旋转的，所以这种电动机又称为异步电动机,这种电动机，因为它的转子电流是由电磁感应产生的，故又称感应电动机。

转子转速n2与旋转磁场的转速n1相差的程度，用转差率S表示: S= (n1 -n2 )/n1Х100%；转差率通常用百分数表示。

转差率是异步电动机的一个重要参数，在分析异步电动机运行特性时极为重要。

异步电动机的工作原理有许多地方与变压器相似。

在变压器中，原、副绕组是与同一主磁通相交链，在异步电动机中，定子绕组和转子绕组则与同一旋转磁通相交链，定子和转子绕组分别相当于变压器的原、副绕组，旋转磁通相当于变压器中的主磁通,在变压器中原边电流的大小是由副边电流来定的；同样，异步电动机中定子绕组的电流是由转子电流来决定的。

异步电动机与变压器也有其不同之处，变压器是静止的，而异步电动机是旋转的，在变压器的磁路中的空气隙是极小的，而在异步电动机的磁路中却有两个较大的空气隙（定子与转子之间），所以变压器的空载电流极小，而异步电动机在空载时，其定子绕组中通过的电流I0较大，约为定子绕组额定电流I0的20%～40%。

三、电动机的启动电流
1.当电动机的转子静止时，定子绕组加上电源以后，其周围将有旋转磁场转动，因转子静止，旋转磁场将以全速切割转子导体，所以，定子电流很大，通常为电动机的额定电流4～7倍。

2.电动机转速上升以后，旋转磁场和转子导体的相对速度降低，故起动电流随转速升高而逐渐减小，直到转速达额定值时，电动机定子电流将为额定电流。

3.因电动机的起动电流很大，所以在起动时，为了避免扰动电网，必须对起动电流进行限制。

限制的方法主要是降低电动机起动时的端电压。

4.虽然电动机的起动电流很大，但起动功率因数很低，所以起动转矩并不与起动电流成正比增加，所以电动机起动转矩并不是很大的，一般为额定转矩的2～2.5倍。