第八章第二節(jié) 三相異步電動機的結(jié)構和工作原理

第二節(jié)三相異步電動機的結(jié)構和工作原理一、三相異步電動機的結(jié)構二、三相異步電動機的工作原理一、三相異步電動機的結(jié)構三相鼠籠式電動機的結(jié)構

三相異步電動機主要是由定子、轉(zhuǎn)子兩大部分和機座、軸承、端蓋、接線盒、風扇和風扇罩殼以及空氣間隙等組成。一、三相異步電動機的結(jié)構1.定子組成及各部分元件的作用

定子由定子鐵芯、定子繞組、機座、端蓋和接線盒等組成。定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，在環(huán)狀的內(nèi)圓上均勻地開有許多槽，硅鋼片間涂有絕緣漆，定子鐵芯的作用是導磁。三相繞組由帶有絕緣的銅導線繞成繞組，按一定的規(guī)律嵌放在定子槽內(nèi)。一、三相異步電動機的結(jié)構1.定子組成及各部分元件的作用繞組的6個出線頭，固定在機座外殼的接線盒里，線頭首、末端分別為U1、U2，V1、V2，W1、W2。（a）星形連接

（b）三角形連接定子繞組在接線盒內(nèi)的連接一、三相異步電動機的結(jié)構1.定子組成及各部分元件的作用機座是鑄鐵的，它是用來固定定子鐵芯和端蓋以及接線盒的，同時起散熱作用。中小型異步電動機機座上有散熱片，是用來增加散熱面的，風扇罩起防護和通風作用，端蓋起防護和支持轉(zhuǎn)子軸承的作用。繞線式電機定子有刷架。端蓋固定在機座上，端蓋中央孔上裝有軸承，支撐轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子拖動機械負載。一、三相異步電動機的結(jié)構2.轉(zhuǎn)子組成和各部件的作用轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和風扇組成。

轉(zhuǎn)軸由高碳鋼制成，用來支持轉(zhuǎn)子鐵芯等。

轉(zhuǎn)子鐵芯也是硅鋼片疊壓而成的，在其外圓上均勻開有許多槽，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。

轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和繞線式兩種。一、三相異步電動機的結(jié)構2.轉(zhuǎn)子組成和各部件的作用

轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和繞線式兩種。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子。銅條鼠籠轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)放置裸銅條，在鐵芯端部用短路環(huán)將銅條焊接起來。

鑄鋁轉(zhuǎn)子是槽內(nèi)導體和兩端短路環(huán)連同風扇葉片一起用鋁鑄成一個整體。（a）用銅條做繞組的鼠籠轉(zhuǎn)子

（b）鑄鋁的鼠籠轉(zhuǎn)子一、三相異步電動機的結(jié)構2.轉(zhuǎn)子組成和各部件的作用

轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和繞線式兩種。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子。銅條鼠籠轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)放置裸銅條，在鐵芯端部用短路環(huán)將銅條焊接起來。

鑄鋁轉(zhuǎn)子是槽內(nèi)導體和兩端短路環(huán)連同風扇葉片一起用鋁鑄成一個整體。（a）用銅條做繞組的鼠籠轉(zhuǎn)子

（b）鑄鋁的鼠籠轉(zhuǎn)子一、三相異步電動機的結(jié)構2.轉(zhuǎn)子組成和各部件的作用

轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和繞線式兩種。（2）繞線式轉(zhuǎn)子，用絕緣導線繞制而成，繞組的相數(shù)、磁極對數(shù)和定子繞組相同。

二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(1)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生定子三相對稱繞組與電流二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(1)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生規(guī)定：電流瞬時值為正時，電流從首端流入，尾端流出；電流瞬時值為負時，電流從首端流出，尾端流入；二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(1)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（磁極對數(shù)p＝1）

當定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場是隨電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場。二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(2)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向

旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與三相繞組通入三相電流的相序是一致的（三相電流的相序A-B-C）。如連接電動機的三根導線是A-B-C，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向順時針方向；三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(2)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向

三相電流的相序A-B-C如連接的三根導線中的任意兩根的一端對調(diào)位置A-C-B，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向逆時針方向，旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的反轉(zhuǎn)二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(3)旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)三相異步電動機的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)2

磁極對數(shù)p＝1旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)4

磁極對數(shù)p＝2二、三相異步電動機的工作原理1.旋轉(zhuǎn)磁場(4)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速三相異步電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有關，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0

p123456n0（r/min）3

0001

5001

000750600500不同磁極對數(shù)時的同步轉(zhuǎn)速

電源的頻率f1旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)p二、三相異步電動機的工作原理2.電動機的轉(zhuǎn)動原理電動機是一種把電能轉(zhuǎn)換成機械能的電氣設備，如接通電源，其轉(zhuǎn)子便帶動生產(chǎn)機械一同旋轉(zhuǎn)。異步電動機工作原理：

(1)當定子繞組通以三相對稱電流后，產(chǎn)生的合成磁場是兩極旋轉(zhuǎn)磁場，并以n0速度按順時針方向旋轉(zhuǎn)。(2)靜止的轉(zhuǎn)子導體因切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢。二、三相異步電動機的工作原理2.電動機的轉(zhuǎn)動原理

(3)在電動勢的作用下，閉合的導條中有電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，而使轉(zhuǎn)子導條受到電磁力F。電磁力F的方向可應用左手定則來確定。由電磁力F產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來。二、三相異步電動機的工作原理3.轉(zhuǎn)差率S表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

n與磁場轉(zhuǎn)速

n0

相差的程度。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速愈接近磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率愈小。

電動機接通電源啟動瞬間，n＝0，s＝1，轉(zhuǎn)差率最大。

電動機轉(zhuǎn)差率的變化