绕线转子三相异步电动机原理
三相绕线式异步电动机的启动控制
三相绕线式异步电动机的启动控制绕线式异步电动机R与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻启动，或者是采用频敏变阻器启动。
一、绕线式异步电动机转子串电阻启动1.方法启动时，在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻，如果正确选取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻值R2=X20，由前面分析可知，此时S m=1，即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而缩短起动时间，达到减小启动电流增大启动转矩的目的。
随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。
启动完毕后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。
这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流，而且能使启动转矩保持较大范围，故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。
其缺点是所需的启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻，而且启动级数较少。
2.绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。
利用时间继电器控制电阻自动切除，即转子回路三段启动电阻的短接是依靠KT1、KT2、KT3三个时间继电器及KM1、KM2、KM3三个接触器的相互配合来实现。
图2-70绕线式异步电动机转子串电阻控制线路线路工作原理分析：与启动按钮SBl串接的接触器KMl、KM2、和KM3常闭辅助触头的作用是保证电动机在转子绕组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。
如果接触器KMl、KM2、和KM3中任何—个触头因熔焊或机械故障而没有释放时，启动电阻就没有被全部接入转子绕组中，从而使启动电流超过规定的值。
把KMl、KM2和KM3的常闭触头与SBl串接在一起，就可避免这种现象的发生，因三个接触器中只要有一个触头没有恢复闭合，电动机就不可能接通电源直接启动。
停止时按下SB2即可。
二、转子回路串接频敏变阻器启动控制绕线式异步电动机转子绕组串接电阻的启动方法：若想获得良好的启动特性，一般需要较多的启动级数，所用电器多，控制线路复杂，设备投资大，维修不便，同时由于逐级切除电阻，会产生一定的机械冲击力。
三相异步电动机的基本工作原理(精)
二、转差率：
n1 n s n1
转差率反映转子转速与旋转磁场转速的相对运动速度。它与电 动机的转速、电流、转矩等有着密切的关系，其大小决定转子 感应电动势及其频率的大小，直接影响到异步电机的工作状态。
s 1 ； 静止时，n 0 ， 异步电动机转差率s的范围为0~1。 在额定负载运行时，额定转差率0.01~0.06 。
问题：1、异步电动机是如何将电能转换为机械能？ 2、为何叫“异步”电动机？
※第9章第1节 三相异步电动机的基本工作原理 ※
理论基础：物ຫໍສະໝຸດ 模型演示法拉第电磁感应定律 e Blv
电磁力定律 f Bli
※第9章第1节 三相异步电动机的基本工作原理 ※
第1节 三相异步电动机的基本工作原理 一、基本工作原理 定子上装有三相对称 交流绕组，空间位置 互差1200电角度 转子为多相对称绕组
※第9章第1节 三相异步电动机的基本工作原理 ※
小
结
1、基本工作原理
① ② ③ ④ 定子三相绕组通入频率为f1的三相对称电流产生同步转速n1的旋转磁场； 转子绕组切割该磁场产生感应电动势和电流； 转子载流导体在磁场受到电磁力作用，产生电磁转矩 ； 电磁转矩使转子以n的速度与磁场同方向旋转。
2、转差率 n1 n s （1）定义 n1 60 f1 n ( 1 s ) n ( 1 s ) （2）转速用转差率表示 1
※第9章第1节 三相异步电动机的基本工作原理 ※
[例9-1] 有一台50Hz的异步电动机，其额定转速nN＝ 730r／ min，试求该电动机的额定转差率。 分析：
n1 n s n1
60 f1 n1 p
1
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
07第7章 三相异步电动机的基本工作原理和结构
第2篇 三相异步电动机交流电机可分为异步电机和同步电机两大类。
异步电机主要用作电动机，将交流电能转换为机械能，去拖动各种生产机械。
异步电动机有三相的，也有单相的。
现代各种生产机械大都采用三相异步电动机来驱动。
例如，在发电厂中，水泵、风机、球磨机等锅炉和汽机的附属设备大多采用三相异步电动机来驱动。
在工业生产中，各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带等生产机械也都广泛采用三相异步电动机来驱动。
而单相异步电动机常用于功率不大的电动工具、家用电器、医疗器械、农用机械等各种轻型电动设备中。
异步电动机所以能得到这样广泛的应用，是由于它具有结构简单、制造容易、运行可靠、价格较低以及效率较高等优点。
但是，它也具有调速性能较差和功率因数较低等缺点。
本篇重点研究三相异步电动机的基本工作原理及结构、交流绕组及其电动势和磁动势、三相异步电动机的基本理论和基本性能，最后对单相异步电动机作简单介绍。
第7章 三相异步电动机的基本工作原理和结构[内容]本章首先介绍三相异步电动机的基本结构，然后分析三相异步电动机的基本工作原理，并重点讲述转差率的概念及异步电机的三种运行状态，最后介绍异步电动机的铭牌和主要系列。
[要求]● 掌握三相异步电动机的基本结构、笼型转子和绕线转子的结构特点。
● 掌握三相异步电动机的基本工作原理、转差率的概念及三种运行状态。
● 掌握三相异步电动机的额定值，了解三相异步电动机的主要系列。
7.1三相异步电动机的基本结构异步电动机的结构如图7.1.1所示，它主要由定子和转子两大部分组成。
转子装在定子腔内，定、转子之间有一缝隙，称为气隙。
图7.1.1 笼型异步电动机的构造一、定子部分定子部分主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
定子铁心是电机磁路的一部分。
为减少铁心损耗，一般用导磁性能良好的0.5 mm厚的硅钢片叠成，并压装在机座内，如图7.1.2(a)所示。
定子铁心叠片的内圆周冲有嵌放绕组的槽，故又称为冲片。
第19章 三相异步电动机的运行原理
C相
• 利用统一时间相量的概念，将时间相量和空间 相量联系在一起， 画在同一张矢量图上，即为 交流电机理论中的时－空相量图。
§19-1 三相异步电动机转子不转、
转子绕组开路时的电磁关系
4. 感应电动势: 旋转磁场同时切割定转子绕组,在定转子绕组内 将会产生感应电动势E1、E2，根据我们前面所学的 知识可知: E 4.44 f N k
§19-1 三相异步电动机转子不转、
转子绕组开路时的电磁关系
由于三相是完全对称的，所以在分析时仅以A 相为例。下面分析由电流产生的合成旋转磁动势 （基波）的特点： 1）幅值：
F0 1.35
N1k dp1 p
I0
2）转向：逆时针转向，A1—B1—C1 3）转速：相对于定子绕组以角频率 1 2pn1 / 60 旋转，n1为磁动势的同步转速。
§19-2 三相异步电动机转子堵转时 的电磁关系
60 f 2 60 f1 n1 3）转速：相对于转子绕组为 n2 p p 注意：现在定转子被同一个磁通所铰链，所以产生 的电流的角频率是相等的。
4）瞬间位置：
• 同样，把转子电流理解为转子边A2相绕组里的电 流，当A2相电流达到正的最大值时，与它相对应 的磁动势也达到正最大。
§19-2 三相异步电动机转子堵转时 的电磁关系
• 但是关键的一点是：要保证转子侧在折算前后对
整个磁场的影响不能发生改变，即折算前后转子
磁动势没有改变，不影响定子边。 • 根据定、转子磁动势的关系：
F1 F2 F0
可以写成
§19-2 三相异步电动机转子堵转时 的电磁关系
3 4 2 N1k dp1 m2 4 2 N 2 k dp 2 3 4 2 N1k dp1 I1 I2 I0 2 2 p 2 2 p 2 2 p
转子串电阻
不对称电阻器
02 按钮操作控制线路
转子绕组串接电阻启动控制线路
QS L1 L2 L3 FU1
FU2 KH
SB5
KM KM 3 M 3～ KM3 R3 KM2 R2 KM1 R1 KM KM1 KM2 KH SB1 KM1 SB2
KM2
SB3 SB4 KM3
KM3
QS L1 L2 L3 FU1
FU2 KH
KM3 R3 R2 R1 KA3 KM2 KA2 KM1 KA1
KM3
KA3
KM
KA
KM1
KM2 KM3
L1 L2 L3
QS
FU2 KH SB2 FU1 SB1 KM KM KM KA2 KA1 KA
因速度再加快电 流 继 续 减 小 KA3欠电流, 动断 触 头 闭 合 KM3 线 圈 得 电 KM3 触 头 闭合切除全部电 阻全速运行
KT2
KM1
KM3 R3 KM2 R2 KM1 R1
KM2 KM3
KM
KT1 KM1 KT2 KM2 KT3 KM3
KT3
KM3
L1 L2 L3
QS
FU2 KH
FU1
KM 3 KH SB1 KM
M
3～
SB2 KM
KT2 延 时 闭 合 触头闭合 KM2线圈得电
KM3
KM1
KM2
KT1
KT2
KM1
KM3 R3 KM2 R2 KM1 R1
KT1
KT2
KM1
KM3 R3 KM2 R2 KM1 R1
KM2 KM3
KM
KT1 KM1 KT2 KM2 KT3 KM3
KT3
KM3
三相异步电动机基础知识
通过变频器对电机进行调速控制，实现精确的速度和转矩控 制，提高生产自动化水平。
新型材料的应用
新型绝缘材料
采用高性能绝缘材料，提高电机的电 气性能和热稳定性，延长电机使用寿 命。
新型导磁材料
采用新型导磁材料，提高电机的磁性 能和效
感谢观看
04
三相异步电动机的维护与故障处 理
日常维护
定期检查电动机的外观
查看电动机是否有破损、裂纹等现象，以及 螺丝、紧固件是否松动。
检查轴承
定期检查轴承的润滑情况，如果润滑不足， 应及时添加润滑油。
定期清理电动机
清除电动机内部的灰尘和杂物，保持清洁， 以免影响散热和正常运转。
监测运行状态
在电动机运行过程中，注意听声音、摸温度， 如有异常应及时停机检查。
启动电流
三相异步电动机在启动时 会产生较大的启动电流， 通常为额定电流的4-7倍。
启动转矩
三相异步电动机在启动时 产生的转矩较小，不适合 重载启动。
运行特性
工作电压
三相异步电动机需要在额 定电压下工作，电压过高 或过低都会影响电动机的 正常运行。
工作电流
三相异步电动机在正常工 作时，电流不得超过额定 电流，否则会导致过载。
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用下产生旋转 力矩。
组成
转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心由硅钢片叠压而成，用于构 成磁路；转子绕组由铜线绕制而成，连接在转轴上，通过电流产生磁场。
附件
作用
附件是三相异步电动机的辅助部分，主要作用是保护、控制和监测电动机的运行。
组成
附件包括轴承、端盖、散热风扇、温度传感器、热继电器等。轴承用于支撑转子并减小摩擦；端盖用 于保护电动机的内部结构；散热风扇用于降低电动机的温度；温度传感器用于监测电动机的温度；热 继电器用于控制电动机的电流。
三相交流异步电动机结构及工作原理
二、三相交流异步电动机的旋转原理
归纳：
只要三相异步机的对称三相定子绕组中通入对称三 相交流电，就会在定子和转子之间的气隙中产生一个随 时间变化的旋转磁场。
二、三相交流异步电动机的旋转原理
2. 转子的旋转过程
在电动机对称三相定子绕组中通
× A × F Z n1
N
入对称三相交流电流 产生气隙旋转磁场
5. 三相电动机的转子
笼型转子
转子铁芯
转子绕组（铸铝或铜条） ~380V
鼠笼式转子——笼型转子异步电动机
M 3~
电机符号
一、三相交流异步电动机的结构 ~380V
5. 三相电动机的转子
转子铁芯
绕线转子
绕线电机符号
结构简图
等效电路
绕线式转子——绕线转子异步电动机
二、三相交流异步电动机的旋转原理
1.三相异步电动机旋转磁场的产生
s n1 n 1000 975 0.025
n1
1000
三相异步电动机起动瞬间的转差率。
起动瞬间转子的转速n=0r/min 。
s n1 n 1000 0 1
n1
1000
分享完毕，谢谢!！
N
Y
×
C
S
B
×
×X
观察电流波形图及电机示意图可看出，合成磁场的转向取决于三 相电流的顺序。
二、三相交流异步电动机的旋转原理
i ωt =360°
0
ωt
ωt =360°时电流和磁场情况
A×
×
Y
N
Z n1
B
×ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CS
X
电流随时间变化一周，电动机的气隙磁场在空间的位置也顺时 针旋转了360°。表明磁场的旋转速度与电流变化的频率有关。
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工作原理三相电动机工作原理一引言先从字面上讲解：什么是电机。
实现电能与机械能相互转换的电工设备总称电机。
电机是利用电磁感应的原理实现电能与机械能的相互转换。
把电能转换成机械能的设备就叫做电动机。
在生产上主要用的是交流电动机，特别是三相异步电动机，因为它具有结构简单，坚固耐用，运行可靠，价格低廉，维护方便等优点，被广泛地用来驱动各种金属切削机床，起重机，传送带，水泵（beng）等。
为了了解电动机的工作原理，我们先来看看一个有趣的实验。
我们发现，当摇动磁铁时，笼形转子也跟随转动，如果反方向摇动，笼形转子的方向也会发生变化。
根据这个现象似乎有如下的结论：旋转磁场可以拖动笼形转子转动。
现在我们就来分析，笼形转子转动的原因。
为了方便，我们取笼形转子的一个封闭曲面来说明。
二基本原理图1如图所示，在磁场中放置一个闭合导体回路。
现在来分析一下，当磁条以n0的速度顺时针方向旋转时，闭合导体的运动情况。
当磁场顺时针旋转时，导体上下（a,b）两端切割磁力线，（以a为例）根据电磁感应的定律，在这段导体中感应出感应电动势e。
在此可以等效成磁极不动，导体逆时针转动，在导体中感应出电动势。
感应电动势的大小e=blv，感应电动势的方向用右手定则确定。
在感应电动势e的作用下，闭合回路中产生感应电流i。
（方向如图所示）载流的导体a，在磁场中受到电磁力的作用，电磁力F的大小F=Bli，电磁力的方向用左手定则确定。
（左手确定F的方向如图所示）。
同样的方法，在导体b中，电磁力的方向如图所示。
这两个力的合力使闭合回路以中心为轴转动起来。
方向为顺时针方向。
用同样的分析方法，可以判定：磁场逆时针旋转的时候，闭合回路也逆时针旋转。
综上所述：当磁极发生旋转的时候，闭合回路也能跟着转动。
这就是笼形转子转动的原因。
我们可以得出以下结论：旋转的磁场是让笼形转子转动的原因。
三三相异步电动机的工作原理1.电动机的基本结构这是一个鼠笼型电动机的结构图。
三相异步电动机的基本工作原理和结构[1]资料
第7章 三相异步电动机的基本工作原理和结构
三、异步电机的三种运行状态
1．电动机运行状态
定子接电源，转子带机械负载；
电磁转矩为驱动转矩，n 与 n1 方向相同；
将电能转换机械能 ；
0< n < n1 1> s >0。
第7章 三相异步电动机的基本工作原理和结构
2．发电机运行状态
定子接电源，并用原动机拖动电机转轴顺着定子磁场方向以大于同步转速旋转， 电磁转矩方向与转子转向相反，起制动作用，即电磁转矩为制动转矩， 电机把机械能转变为电能输送给电网， n > n1 s < 0。
起动瞬间：n = 0， s = 1 空载运行：n≈n1，s≈0 即空载运行时，可以近似认为转子转速等于同步转速。 额定运行: n 略低于n1 ，s = 0.01～0.06 异步电动机 负载越大，转速就越慢，其转差率就越大； 负载越小，转速就越快，其转差率就越小。
故转差率的大小直接反映转速的快慢或电动机负载的大小。 异步电动机的转速可表示为 n = (1-s) n1
（1）笼型转子
转子每个槽中有一根导条，在铁心两端用短路环短接，形成一个多相对称短路绕组 （一个槽为一相）。如去掉转子铁心，整个绕组犹如一个“松鼠笼子”，由此得名。 大型电动机多用铜导条和铜端环组成； 中、小型电动机采用铸铝导条，连同端环、冷却用的风叶一次浇铸成型 。
第7章 三相异步电动机的基本工作原理和结构
由基本工作原理分析,可得出以下两个知识点： (1) 改变电源相序，可改变电动机的转向
相序 决定
定子磁场转向 决定
转子转向
因此任意对调三相异步电动机的两根电源线，便可使电动机反转。
(2) 异步电动机的转速恒小于同步转速
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绕线转子三相异步电动机原理
电动机是现代工业中最常用的动力源之一，而三相异步电动机则是其中最为常见的一种类型。
在三相异步电动机中，绕线转子是一种常用的转子结构，其原理是通过三相交流电产生的磁场来驱动转子旋转。
绕线转子三相异步电动机由定子和转子两部分组成。
定子是由三个相互垂直的线圈组成的，这三个线圈被称为A相、B相和C相。
当三相交流电通过定子线圈时，它们会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场的方向和速度取决于三个线圈的相对相位和电流大小。
转子是一个圆柱形的铁芯，其表面上缠绕着一些导体。
这些导体被称为绕线，它们被连接到一个环形的铜短路环上。
转子的绕线和短路环组成了一个闭合电路。
当定子的旋转磁场和转子的绕线产生相互作用时，转子会被带动旋转。
在绕线转子三相异步电动机中，定子的旋转磁场产生了一个转矩，这个转矩将转子带动旋转。
转子的旋转速度不会和定子的旋转磁场的速度完全一致，因此这种电动机被称为“异步电动机”。
绕线转子三相异步电动机的工作原理可以通过斯托克斯定理来
解释。
斯托克斯定理是电磁学中的一个基本定理，它描述了一个封闭曲面上的磁场和这个曲面内的电流之间的关系。
在绕线转子三相异步电动机中，定子的旋转磁场和转子的绕线产生的磁场都可以被描述为一个闭合的磁通量。
根据斯托克斯定理，当一个封闭曲面内的磁通量发生变化时，它
会产生一个电动势。
在绕线转子三相异步电动机中，当定子的旋转磁场和转子的绕线产生的磁场发生变化时，它们会产生一个电动势。
这个电动势可以通过转子上的短路环和绕线来产生电流，这个电流会产生一个磁场，这个磁场又会和定子的旋转磁场相互作用，从而带动转子旋转。
绕线转子三相异步电动机的优点是结构简单，制造成本低，适用于大多数工业应用。
它们的缺点是效率较低，因为在转子和定子之间会有一些能量损失。
此外，由于转子的绕线和短路环需要不断地与定子的旋转磁场相互作用，这种电动机的最大转速受到限制。
总之，绕线转子三相异步电动机是一种常用的电动机类型，它的原理是通过定子的旋转磁场和转子的绕线产生相互作用来驱动转子旋转。
虽然它有一些缺点，但是由于其结构简单和制造成本低，它在工业应用中有着广泛的应用。