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1、郑州*学院毕业论文论文题目：三相异步电动机的工作原理所属系别机电工程系专业班级09机电一体化技术一班电 姓 名*指导教师撰写日期2012年5月电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构 造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以 产生电磁功率，达到能量转换的目的。三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中 产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部 分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。通电启动后，转子绕组因与磁场间存 在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在
2、相对转速，并与磁场相互 作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。关键词：三相异步电机，定子，转子，磁场AbstractThe form of motor, but a lot of the work principle are based on the law on electromagnetic induction and electromagnetic force law. Therefore, the construction of the general principle is: with proper magnetic and conductive material form
3、 each other on electromagnetic induction of the magnetic circuit and circuit, in order to generate electromagnetic power, achieve the purpose of energy conversion.Three-phase asynchronous motor is induction motor, stator access to current later, part magnetic flux through short circuit, and in which
4、 ring induced current. The current in the circuit ring that the change of the magnetic flux, cause a short circuit ring part and no short circuit ring flux produced by the part of a phase difference, thus forming a rotating magnetic field. Electricity is started, the rotor winding for and magnetic f
5、ield between relative motion and emfs induced and current, namely rotating magnetic field and the rotor speed, and there are relative with magnetic field interact to produce electromagnetic torque, make up, and realize the rotor turn energy transformation.Key Words： three-phase asynchronous motor st
6、ator and rotor, magnetic field,电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机 的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽 机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但 是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高， 而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出 许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性、精确度好、快速响应的特点，已成为 电机学科的一个独立分支。它应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多。电 机常用的
7、分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机、电动机、稳压 器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生 产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各 种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%70%。另一种分类方法是按照电机的结构 或转速分类,可分为变压器和旋转电机根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电 机和交流电机两大类交流电机又分为同步电机和异步电机 在现代化工业生产过程 中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转， 可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单、调节性能好、耗
8、 损小、经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采 用电力拖动。按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电 力拖动系统两大类。纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生 产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末 期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的 应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对 电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出 了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现
9、这些要求， 所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都 是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。虽然直流电动机具有 调速性能优异这一突出特点，但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得它 的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制（如不能在有易爆气体及尘埃多的场 合使用），其电压等级，额定转速，单机容量的发展也受到了限制。所以，在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体交流技术的交流调速系统得以实现。 尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的 广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速，各种
10、类型的变频调速，无换 向器电动机调速等，使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响 应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力 拖动媲美。除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良，维修费用低等优点，因 此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为 电力拖动的主流。经历了较长时间的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。随着电 工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能 不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。未来电动机 将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高
11、、控制更灵活的方向继续发展。2概念三相异步电机是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动 机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存 在转差率，所以叫三相异步电机。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
12、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。2.1旋转磁场的产生已知异步电动机的工作三个条件首先是要有个旋转磁场。对磁场的要求是： 磁场的极性不变、大小不变、转速不变（稳定的转速）。旋转磁场是定子绕组按一定 规律排列而产生的。理论与实践证明：三相对称绕组中通入三相对称电流后，空间能 产生，一个旋转磁场，且极性、大小、转速均不变。三相对称电流：指,B,C三相电 流大小相等，时间上互差。三相对称绕组：指A,B,C三相绕组匝数相等，空间上互差。 为构成三相对称绕组，绕组在定子中安放有一定的规律，规定：三相
13、定子绕组头尾标 志为：A-X,B-Y,C-Z；三相定子绕组按A-Z-B-X-C-Y的顺序放入定子槽内，使之空间互差。每相绕组可能不止一个线圈，每个线圈也不是一匝；最简单的是每相一个线圈, 三相绕组共3个线圈一6个线圈边，定子上开有6个槽。三相电流的表达式为：i 二 I cosw t i 二 I cos（ t -120。） i 二 I cos（ t - 240。）Am， B mCm三相电流变化的频率是f=50HZ.A,B,C三相是随t变化的，ABC交替出现最大值 称之为正序。规定：电流为正值时，从每相线圈的首端（A、B、C）流出，由线 圈末端（X、Y、Z）流入；电流为负值时，从每相线圈的末端流出
14、，由线圈首端流入。 符号。表示电流流出，0表示电流流入。取4个特定时间：a） cot=0 ?A = An |?B =，C=_y/mb）劲=120c）初= 240 ，C=An ZA=B= 一2C = /A=-_2-md）劲=360：B=ic= _可见，旋转磁场有如下特点:1）相当空间有一个大小、极性、转速不变的磁极在旋转；2）产生一对极，共开6个槽，3个线圈，跨矩为1/2圆周；3）按A,B,C相序，磁场逆时针旋转称正转；4）当电流变化一个周期3600时，磁场在空间转一圈（360。）。若电流每秒变化fl周，磁场转n0转即n0二fl转/秒；习惯上用每分钟表示n0=60f1转/分同步转速。如2极电机,
15、p=1, n0=60*fl=3000转/分若要求磁场产生4个极呢？ p=2或3, 4?只需在绕组排列上作些变动即可，原则仍为三相对称绕组，空间互差120；放置 次序为A-Z-B-X-C-Y，不同的是每相不是一个线圈，而是p个，一对极，每相绕组一个 线圈A-X,跨矩为1/2圆周，3个线圈，6个槽;二对极，每相绕组二个线圈A-X,A -X, 跨矩为1/4圆周，6个线圈，12个槽；p对极，每相绕组p个线圈A-X,Ap-Xp, 跨矩为1/2p圆周，p*3个线圈，p*6个槽换言之，在定子360内圆上，一对极，有一套绕组，次序为A-Z-B-X-C-Y，二对 极，有二套绕组，次序为A-Z-B-X-C-Y,A -Z -B -X -C -Y 串联，p对极，有p套绕组，有p套线圈串联最后通入三相对称电流即可F面以4极电机为例进行分析:Z g丿SkaA7a) cot = 0Y/|AZ Z Jc)劝=240d)切=360可见：1）电流变化一周360，磁场在空间只旋转半圈180；2）转向仍为逆时针，正转逆时针；3）转速1500转/分；4）电机极数多，磁场转速慢的原因是
