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1、第十八章 三相异步电动机的结构和基本工作原理,18-1 异步电动机的主要用途和分类,异步电机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。异步电动机的优点:结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、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吸收滞后性的无功，它的功率因数总是小于。,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、两相异步电动机和三相异步电动机。（2）按转子结构分，有绕线式异步电动机和鼠笼式异步电动机。,18-1 异步电动机的主要用途和分类,18-2 三相异步电动机的结构,异步电动机在结构上也是由定子
2、、转子、气隙组成。,异步电动机的基本结构演示,异步电动机的定子 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。1、定子铁心：用0.5mm的硅钢片叠压而成，是电动机磁路的一部分，装在机座里。定子铁心开有槽，用于嵌放定子绕组，槽的形式有开口槽，半开口槽和半闭口槽三种。,18-2 三相异步电动机的结构,2、定子绕组：高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用Y接法，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。,18-2 三相异步电动机的结构,3、机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖
3、轴承电机，还要支撑电机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。,18-2 三相异步电动机的结构,气隙 异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙一般为0.21.5mm左右。,18-2 三相异步电动机的结构,异步电动机的转子 异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的。1、转子铁心：是电动机磁路的一部分，也用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。,18-2 三相异步电动机的结构,2、转子绕组：分为笼型和绕线型两类。1）笼型转子：笼型绕组是一个自身短路的绕组。转子每槽内放一根导体，两端用端环连接起来，形成
4、一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，如图（a)所示，因此又叫鼠笼转子。导条材料有用铜的，也有用铝的。,18-2 三相异步电动机的结构,如果用的是铜料，就需要把事先做好的裸铜条插入转子铁心上的槽里，再用铜端环套在伸了两端的铜条上，最后焊在一起，如图(b)所示。如果用的是铸铝，就连同端环、风扇一次铸成，如图(c)所示。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、耐用的电机，所以应用极广。,18-2 三相异步电动机的结构,2）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来，如图所示。
5、这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，或需平滑调速的场合使用。,18-2 三相异步电动机的结构,铭牌的额定值（1）型号（2）额定功率（PN）：指电动机在额定运行时，转轴上输出的机械功率。单位为kW。（3）额定电压（UN）：指电动机在额定运行时，定子绕组应加的线电压。单位为V。（4）额定电流（IN）：指电动机在额定电压和额定功率状态下运行时，流入定子绕组的线电流。单位为A。,18-3 三相异步电动机的额定值,（5）额定频率（fN）：额定状态下电源的交变频率，我国的电
6、网频率为50 Hz。（6）额定转速（nN）：指在额定状态下运行时的转子转速。单位为r/min。（7）额定功率因数:指电动机定子加额定负载时，定子边的功率因数。除上述数据外，还标出额定运行时电机的相数、接线法、防护等级、绝缘等级与温升、工作方式等有关项目。,18-3 三相异步电动机的额定值,要点：如何根据电机的铭牌进行定子的接线？,如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，分几种情况讨论。（1）当电动机铭牌上标明“电压380/220V，Y/接法”时，这种情况下，究竟是接成Y或，要看电源电压（线电压）的大小。如果电源电压为380V，则接成Y；电源电压为220V时，则接。,（2）当电动机铭牌
7、上标明“电压380V，接法”时，则只有接法一种。但是在电动机起动过 程中可接成Y接，接在380V电源上，起动完毕，恢复接法。对有些高压电动机，往往定子绕组只有三根引出线，只在电源电压符合铭牌电压值才可使用。,要点：如何根据电机的铭牌进行定子的接线？,18-4 三相异步电动机的简单工作原理,工作原理当对称三相电流流入异步电机三相定子绕组,在气隙中便产生一以同步转速旋转的磁场。转子绕组切割磁场，在闭合的转子绕组中产生感应电动势和感应电流。旋转磁场与转子导体中的电流互相作用产生电磁转矩。感应电动势方向由右手定则确定，导条所受电磁力方向用左手定则确定，如图所示。,18-4 三相异步电动机的简单工作原理
8、,电磁转矩T带动转子旋转,方向与旋转磁动势相同，转子旋转后，转速为n，只要nn1（n1为旋转磁场同步转速），转子导条与磁场就有相对运动，产生与转子不转时相同方向的电磁转矩，即仍为逆时针方向，转子持续旋转，稳定运行在T=TL情况下。,18-4 三相异步电动机的简单工作原理,异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场转速。它们之间的差，称为转差速度。定义转差速度与同步转速的比值为转差率，即,转差率是决定异步电机运行状态的重要变量。异步电动机的负载情况发生变化，转子导体中的电动势、电流和电磁转矩相应变化，则转子转速和转差率随之变化。,18-4 三相异步电动机的简单工作原理,按照转差率大小正负，电机可分为
9、三种状态：电动机状态发电机状态电磁制动,异步电动机的工作状态演示,1、电动机状态 0s0,T与n方向相同，空载运行时的转差率0.5%满载运行时的转差率5%可见，n接近n1 电机由电网吸取电功率转换成机械功率。,例如：nN=1400 r/min p=？n1=1500 r/min n1=60/p p=2,2、发电机运行状态 nn1，s0，n切改变方向,发电机运行状态，电磁转矩方向改变，转子由原动机拖动。n1，n 方向和电动机状态时一样，T与 n 方向相反，为制动性质。电机由转子传动轴输入机械功率，从定子输出电功率。,3、电磁制动的运行状态 n1,用其他机械驱动转子n方向与n1相反，n切方向改变。电磁转矩T与n方向相反，为制动性质。,电机内部损耗 转化为热能消耗掉,S18-4X18-1X18-2,本章习题,
