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1、项目2 三相交流异步电动机参数和工作 特性的测试 n任务2.1 三相交流异步电动机的拆装 n任务2.2 三相交流异步电动机参数的测试 n任务2.3 三相交流异步电动机工作特性的测定 任务2.1 三相交流异步电动机的拆装 任务导入 对于电机拖动系统的重要组成部分三相交 流电动机来说，应用的种类繁多，但他们 的基本结构和基本原理是相似的。通过本 次任务,即三相交流异步电动机的拆装，能 够达到掌握三相交流异步电动机的基本结 构的目的。 2.1.1 概述 交流旋转电动机主要分为同步电机和异步电机两类。 同步电机主要用做发电机，工农业生产和日常生活中 所用的交流电能，几乎全是由同步发电机产生的。异 步电
2、机的定子绕组接上电源以后，由电源供给励磁电 流，建立磁场，依靠电磁感应作用，使转子绕组感生 电流，产生电磁转矩，以实现机电能量转换。因其转 子电流是由电磁感应作用而产生的，因而也称为感应 电机，是现代应用最广泛的一种交流电机。 交流电机包括同步电机和异步电机，两者都既可以 用作发电机，也可以用作电动机。 同步电机作为发电机使用较多，现在世界上工农业 生产中事业的交流电能几乎全部是同步发电机发出的。 异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，用 于各行各业。异步电动机是电力系统的主要负载。 2.1.2 异步电动机的用途和分类 1.异步电动机的用途 异步电机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。 例
3、如：风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业 生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。 2.1.2 异步电动机的用途和分类 在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般 由单相异步电动机来拖动。 2.1.2 异步电动机的用途和分类 异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低 廉、 运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征 。 异步电动机的缺点:功率因数较差。异步电动机运行时 ，必须从电网里吸收落后性的无功功率，它的功率因数总是 小于。 2.1.2 异步电动机的用途和分类 异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕 组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组
4、中产生电动 势、电流，从而产生电磁转矩，所以，异步电动机又叫感应 电机。 异步电动机的种类很多，从不同角度看，有不同的分类法: （1）按定子相数分有单相异步电动机；两相异步电动机； 三相异步电动机。 （2）按转子结构分有绕线式异步电动机；鼠笼式异步电动 机。后者又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机和深槽 式异步电动机。 此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压异步 电动机、低压异步电动机之分。从其它角度看，还有高起动转 矩异步电机、高转差率异步电机、高转速异步电机等等。 2.异步电动机的分类 2.1.2 异步电动机的用途和分类 按定子绕组供电电源相数 按转子绕组的结构 单相异步电动
5、机 三相异步电动机 两相异步电动机 异步电机 鼠笼式异步电动机 绕线式异步电动机 结构简单，坚固，成本低 ，运行性能不如绕线式 通过外串电阻改善电机 的起动、调速等性能 2.1.2 异步电动机的用途和分类 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 2.1.2 异步电动机的用途和分类 按转子结构分 绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机 2.1.2 异步电动机的用途和分类 三相对称绕组：三相对称绕组： 互差互差120120度空间电角度。度空间电角度。 三相对称电源：三相对称电源： 互差互差120120度时间电角度。度时间电角度。 旋转磁场产生的条件 2.1.3 三相异步电动机的基本工作
6、原理 1.旋转磁场 （1）旋转磁场的产生 A Y C B Z ()电流出 ()电流入 X 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 A X Y C B Z 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 X B Z A Y C A X Y CB Z A X Y CB Z 同理分析，可得 其它电流角度下 的磁场方向： （2）旋转磁场的转向：取决于三相电流的相序。 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 旋转磁场是沿着 U1V1W1 与三相绕组中的三相电流的 相序 一致 U1 U2 V1 V2 W1 W2 i3 i1 i2 U1 U2 V1 V2W2 W1 i1 L1 L1 i2 L2 L3 i3 L
7、3 L2 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 极对数（p）的概念 A X B Y C Z 此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。 即： A X Y C B Z 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 C Y A B C X Y Z A X B Z 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场 则是两对磁极。 A X B Y C Z 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 极对数 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 极对数（p）的概念 即： （3）旋转磁场的转速 旋转磁场转速n1 同步转速 如何改变旋转磁场的转速？ U1 U2 V1 V2 W1 W2 i3 i1
8、 i2 以Y型接法为例，当每相绕组只有 一个线圈时，按右下图放入定子槽内 ，合成的旋转磁场只有一对磁极，则 极对数为1。 U1 U2 V1 V2W2 W1 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 即 p = 2 按右图放入定子槽内。 形成的磁场则是两对磁极。 U1 U2 U3 U4 V1 V4 V2 V3 W4 W1 W2 W 3 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 以Y型接法为例，将每相绕 组都改用两个线圈串联组成。 i2 W2 V4 U 1 V 1 W1 U 2 V2 W3 U3 U4 V3W 4 i 1 i 3 电流变化一周 旋转磁场转一圈 电流每秒钟变化 50 周 旋转磁场转
9、50 圈 旋转磁场转 3000 圈 电流每分钟变化 (5060) 周 p = 1 时 电流变化一周 旋转磁场转半圈 电流每秒钟变化 50 周 旋转磁场转 25 圈 旋转磁场转 1500 圈 电流每分钟变化 (2560) 周 p = 2 时 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 三相异步电动机的同步转速 60 1 p f n = min）r/( p 1 23 4 56 n1/(r/min)300015001000 750 600 500 50 Hz 时,不同极对数时的同步转速如下 f = 同步转速表 p为任意值时 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 2.1.3 三相异步电动机的基本工作
10、原理 2. 基本工作原理 在电动机定子绕组中通入三相对称交流电流后，产 生旋转磁场。 旋转磁场的磁力线切割转子导条，导条中就感应出 电动势。 在电动势的作用下，闭合的导条中就有电流，该电 流与旋转磁场相互作用，使转子导条受到电磁力作用。 由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。 异步电机的工作原理 定子绕组通入三相交流电流定子绕组通入三相交流电流 旋转磁场旋转磁场 切割转子绕组切割转子绕组转子绕组产生感转子绕组产生感 应电势应电势 转子中产生感应转子中产生感应 电流电流 转子电流与转子电流与 磁场作用磁场作用 产生电磁转矩产生电磁转矩运转运转 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 N S 工
11、作原理电磁转矩的产生 * 用右手定则判断转子绕 组中感应电流的方向 * 用左手定则判断转子绕 组受到的电磁力的方向 电磁力电磁转矩T：T与 n1 同方向。 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系 电动机转速: 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但 异步电动机 无转距 转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势（转子导体不切割磁力线） 无转子电流 提示：如果 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 转差率 转差率：当转子以转速 开始旋转时，此时显然，气 隙磁场不在以同步转速 切割转子绕组，同步转速和转子转 速之间有一个同方向的相对运动，即此时的气隙磁
12、场是以一个 在切割转子绕组。 s是一个没有量纲的数，它的大小也能反映电动机转子的转速 3. 转差率 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 正常运行的异步电动机，转子转速接近于同步转速，转 差率很小，一般s=0.010.05。例如 时， ; 时， ； 时s为负；电动机转子的转向与气隙旋转磁 密的转向相反时，s1。一般： 负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小 。转差率的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机 的转速为： 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 根据转差率的大小和正负，异步电机有三种运行状态 机械能转变为电 能 电能和机械能变 成内能 电能转变为机 械能 能量关
13、系 制动制动驱动电磁转矩 转差率 转速 外力使电机快速 旋转 外力使电机沿磁 场反方向旋转 定子绕组接对 称电源 实现 发电机电磁制动电动机状态 2.1.3 三相异步电动机的基本工作原理 异步电动机在结构上主要由定子、转子、气隙组成 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 三相异步电机结构 Y B Z X A C 转子 定子 定子绕组 （三相） 机 座 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 机壳 定子绕组 1.定子部分: 定子铁心 接线盒 端盖 轴承 转子绕组 2.转子部分 转子铁心 轴 三相异步电机结构 3.气隙：定子与转子之间的间隙 2.1.4 三相异步
14、电动机的主要结构 Y B Z X A C 定子 转子 一台三相鼠笼型异步电动机 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 机座 定子绕组 铭牌数据 出线端子 1、定子： 由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 （1）定子绕组： 放置于定子铁心内圆槽中 定 子 线 圈 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用Y接，只 有三根引出线，如图(a)所示。对中、小容量低压异步电动机 ，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可 接成Y形或形，如图(b)所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝 ）导线绕成，嵌在定子槽内。 A B C
15、A B C Z X YZ X Y D联结 Y联结 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 三相异步电动机的定子绕组的连接方式，有Y（星形）接 线和（三角形）接线两种，使用时应按铭牌规定连接。 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 （2）定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了 降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用0.5mm厚的硅钢片叠 压而成的，在硅钢片的两面还应途上绝缘漆。 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 定子冲片 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 （3）机座：固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机，还要 支撑电机的转子部分。因此，机座应
16、有足够的机械强度和刚度。 对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座。对大型电机，一般采 用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上 。 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 2、转子： 由转子铁心、转子绕组和转轴组成。 （1）转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅 钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外 表呈圆柱形。其外围表面冲有凹槽， 用以安放转子绕组。 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图 鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短 路端环构成，如果去掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个 松鼠笼子。 （2）转子绕组：鼠笼型和绕线型 2.1.4 三相异步电动机的主要结构 鼠笼式转子 转轴 轴承 转子 2.1.4 三相
