三相異步電機(jī)的基本工作原理

1、L/O/G/O三相異步電機(jī)的基本工三相異步電機(jī)的基本工作原理及結(jié)構(gòu)作原理及結(jié)構(gòu)主講主講 王鵬王鵬1.異步電動(dòng)機(jī)的概念異步電動(dòng)機(jī)的概念: 異步電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，是目前國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中異步電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，是目前國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中使用最廣泛的一種電機(jī)。使用最廣泛的一種電機(jī)。 三相異步電機(jī)三相異步電機(jī)中有兩個(gè)轉(zhuǎn)速，一個(gè)是由中有兩個(gè)轉(zhuǎn)速，一個(gè)是由定子定子磁勢(shì)產(chǎn)生的旋磁勢(shì)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為固有轉(zhuǎn)速。另一個(gè)是轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為固有轉(zhuǎn)速。另一個(gè)是電機(jī)轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為動(dòng)的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或電機(jī)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速或電機(jī)轉(zhuǎn)速。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電樞電樞因?yàn)橐驗(yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)

2、運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)速不同），在（轉(zhuǎn)速不同），在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電樞電樞中產(chǎn)生中產(chǎn)生感應(yīng)電流感應(yīng)電流和感應(yīng)磁場(chǎng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。和感應(yīng)磁場(chǎng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。沒(méi)有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和沒(méi)有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和電樞電樞間間相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)就不會(huì)旋轉(zhuǎn)。所以，電機(jī)就不會(huì)旋轉(zhuǎn)。所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速之間總有一個(gè)速度差，或者說(shuō)轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速之間總有一個(gè)速度差，或者說(shuō)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速總是和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速不同步，故此被稱(chēng)為子的實(shí)際轉(zhuǎn)速總是和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速不同步，故此被稱(chēng)為異步電機(jī)異步電機(jī)。3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如何產(chǎn)生的？旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如何產(chǎn)生的？3.1電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理。3.2 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的條件。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的條件。3.2.1

3、 三相繞組必須對(duì)稱(chēng)，在定子鐵心空間上相互差三相繞組必須對(duì)稱(chēng)，在定子鐵心空間上相互差120 電角度。電角度。3.2.2 通入三相對(duì)稱(chēng)繞組的電流也必須對(duì)稱(chēng)，大小、頻率相通入三相對(duì)稱(chēng)繞組的電流也必須對(duì)稱(chēng)，大小、頻率相 同，相位差同，相位差120。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：n1 =60*f1/p 式中式中 n1：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（又稱(chēng)同步轉(zhuǎn)速）：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（又稱(chēng)同步轉(zhuǎn)速）r/min； f1 ：三相交流電頻率，：三相交流電頻率，Hz； p ：磁極對(duì)數(shù)。：磁極對(duì)數(shù)。 3.3 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 s=(n1 -n)/n1 作為異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在作為異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速在0n1范圍內(nèi)變化，范圍內(nèi)變化，其轉(zhuǎn)

4、差率其轉(zhuǎn)差率s在在0n1范圍內(nèi)變化。通常異步電動(dòng)機(jī)范圍內(nèi)變化。通常異步電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率在0.010.06之間。即異步之間。即異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很接近同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很接近同步轉(zhuǎn)速。4.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，但各類(lèi)三相異步三相異步電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，但各類(lèi)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大部分組成，在定、轉(zhuǎn)子之間具有一定的子這兩大部分組成，在定、轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線(xiàn)盒、吊環(huán)等氣隙

5、。此外，還有端蓋、軸承、接線(xiàn)盒、吊環(huán)等其他附件。如圖所示：其他附件。如圖所示：三相異步電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖三相異步電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖4.1定子部分定子部分 定子是主要用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。三相異步電定子是主要用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。三相異步電動(dòng)機(jī)定子部分一般由機(jī)座外殼、定子鐵心、定子動(dòng)機(jī)定子部分一般由機(jī)座外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。繞組等部分組成。 4.1.1 機(jī)座機(jī)座 大中型三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座一般由鋼板焊接大中型三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)座一般由鋼板焊接而成。而成。 4.1.2 定子鐵心定子鐵心 異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由由0.5mm厚表面涂有絕

6、緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕如圖所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過(guò)而引起的鐵緣的，所以減少了由于交變磁通通過(guò)而引起的鐵心渦流損耗。心渦流損耗。 定子鐵心定子鐵心4.1.3定子繞組定子繞組 異步電動(dòng)機(jī)的繞組是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要異步電動(dòng)機(jī)的繞組是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要部件，對(duì)發(fā)電機(jī)而言，定子繞組的作用是產(chǎn)生感部件，對(duì)發(fā)電機(jī)而言，定子繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和輸出功率。應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和輸出功率。 定子繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)定子繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若干個(gè)線(xiàn)

7、圈連接而成，每個(gè)繞組在空間繞組又由若干個(gè)線(xiàn)圈連接而成，每個(gè)繞組在空間相差相差120電角度，通入三相對(duì)稱(chēng)電流時(shí)，就會(huì)電角度，通入三相對(duì)稱(chēng)電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 線(xiàn)圈是由絕緣銅導(dǎo)線(xiàn)繞制。線(xiàn)圈是由絕緣銅導(dǎo)線(xiàn)繞制。4.2 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)軸及風(fēng)扇組成。轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條、轉(zhuǎn)軸及風(fēng)扇組成。4.2.1 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心 由由0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同，一方而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一方面用來(lái)安放轉(zhuǎn)面作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一方面用

8、來(lái)安放轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。子導(dǎo)條。4.2.2 籠型繞組籠型繞組 在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個(gè)槽中插入一根銅條（鋁在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個(gè)槽中插入一根銅條（鋁條），在兩端各用一個(gè)銅環(huán)（稱(chēng)為端環(huán)）把導(dǎo)條條），在兩端各用一個(gè)銅環(huán)（稱(chēng)為端環(huán)）把導(dǎo)條連接起來(lái)，稱(chēng)為籠型轉(zhuǎn)子。連接起來(lái)，稱(chēng)為籠型轉(zhuǎn)子。4.2.3 繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子 繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，它是在繞線(xiàn)繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，它是在繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)嵌有絕緣導(dǎo)線(xiàn)組成的三相繞組，轉(zhuǎn)子鐵心的槽內(nèi)嵌有絕緣導(dǎo)線(xiàn)組成的三相繞組，一般作星形聯(lián)接，三個(gè)端頭分別接在與轉(zhuǎn)軸絕緣一般作星形聯(lián)接，三個(gè)端頭分別接在與轉(zhuǎn)軸絕緣的三個(gè)集電環(huán)上。再經(jīng)一套電刷引出來(lái)與外電路的三個(gè)集電環(huán)上

9、。再經(jīng)一套電刷引出來(lái)與外電路相連。轉(zhuǎn)軸用強(qiáng)度和剛度較高的低碳鋼制成。相連。轉(zhuǎn)軸用強(qiáng)度和剛度較高的低碳鋼制成。4.3 其他部分其他部分 其他部分包括端蓋、出線(xiàn)盒、冷卻器、軸承、其他部分包括端蓋、出線(xiàn)盒、冷卻器、軸承、儀表裝置等。儀表裝置等。 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙，一般僅為一般僅為1.25mm。氣隙太大電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的。氣隙太大電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使附加損耗增加可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動(dòng)性能變差。以及使啟動(dòng)性能變差。5. 風(fēng)路結(jié)構(gòu)風(fēng)路結(jié)構(gòu)5.1 徑向?qū)ΨQ(chēng)通風(fēng)系統(tǒng)徑向?qū)ΨQ(chēng)通風(fēng)系統(tǒng)5.2 純軸向通風(fēng)系統(tǒng)純軸向通風(fēng)系統(tǒng)5.3 單面進(jìn)風(fēng)的軸、徑向混合通風(fēng)系統(tǒng)單面進(jìn)風(fēng)的軸、徑向混合通風(fēng)系統(tǒng)5.4 雙路對(duì)稱(chēng)徑向通風(fēng)系統(tǒng)雙路對(duì)稱(chēng)徑向通風(fēng)系統(tǒng) 以上通風(fēng)系統(tǒng)的規(guī)定主要是從降低電機(jī)通風(fēng)噪以上通風(fēng)系統(tǒng)的規(guī)定主要是從降低電機(jī)通風(fēng)噪聲或電機(jī)的通風(fēng)發(fā)熱考慮。聲或電機(jī)的通風(fēng)發(fā)熱考慮。6. 國(guó)產(chǎn)異步電動(dòng)機(jī)的主要產(chǎn)品系列國(guó)產(chǎn)異步電動(dòng)機(jī)的主要產(chǎn)品系列 Y系列、系列、YR系列、系列、YD系列、系列、YB系列、系列、YL系列等。系列等。結(jié)束語(yǔ)：異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)結(jié)束語(yǔ)：異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)