i iA
iB iC
B CS
X
ωt =0时电流和磁场情况
同理可分析出其它时 刻电流的磁场转向。
电流出
0
A
A
S
S
n1
N
n1
N
t90
t 180
A
ωt
n1
N
S
t 270
电工与电子技术基础
显然，异步电动机中旋转磁场代替了旋转磁极。
定子电流旋转磁场的方向：取决于三相电流的相序。
i iA
iB iC
i iB
iA iC
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7. 3. 1 定子电路
1.旋转磁场的磁通
异步电动机：旋转磁场切割导体 e，
每极磁通
U1 E1= 4.44 f 1N1
U1
4.44f1N1
ΦU1
2.定子感应电势的频率 f1
感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关
旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以
f1
pn0 60
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第七章-电工学-三相异步电动机.
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问题与讨论
鼠笼型电动机的定 子各部分结构和作 用如何？
鼠笼型异步机转子 各部分的结构和作 用是什么？
定子铁芯是由0.5mm厚的 硅钢片叠 压制成，在其内 圆冲有分布的槽。
定子铁芯的作用：一是槽 内可用来嵌放定子绕组； 二是定子铁芯构成电动机 磁路的一部分。
间变化的一个旋转磁场。 固定不动的转子导体与 旋转磁场相切割后感应 电流成为载流导体。载 流导体又和旋转磁场相 互作用，对轴生成电磁
问题与讨论
转矩，于是电动机就顺 着同步转速的方向转动
电动机的转速n能等于同 起来。
步转速n1吗？
提示：如果 n n1
转子与旋转磁场间没有相对运动
转子不切割磁场不能生成感应电流
异步机的转动原理
A
N
n1
Z
Y
ω
B
CS
X
ωt =0时转子电流和转子旋转情况
结论：
用右手定则可判断出 转子导体中感应电流 的方向如图示；
三相对称定子绕组 中通入对称三相交流电， 即在气隙中形成一个在
时间上、空间上都随时
再用左手定则判断出 转子导体的受力方向 为上右下左，因此转 子顺着同步磁场n1的 方向转动。
1.定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
U1 --- U2 V1 --- V2 W1--- W2
机座：铸钢或铸铁
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笼型
2.转子
绕线型
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1)笼型转子
笼型转子
铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。
(2) 绕线型转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。
f 1= 电源频率 f
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7. 3. 2 转子电路
1. 转子感应电势频率 f 2 ∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率 f 2
转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。
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7.2 三相异步电动机的转动原理
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7. 2. 1 旋转磁场
(1)旋转磁场的产生
A
n1
NZ
Y
三相定子 绕组中通 过的电流
iA Im sin(t 30)
iB Im sint 90 iC Im sint 150
电流入
f2n 0 6 n 0pn 0 n 0nn 6 0p0 sf1
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有
E20= 4.44 f 1N2
即E2= s E20
转子静止时 的感应电势
转子转动时 的感应电势
3. 转子感抗X 2
X 2 2f2 L σ 2 2sf1 L σ 2
当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有
X20= 2 f1L2
即X2= sX20
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4. 转子电流 I2 转子绕组的感应电流
I2
E2 R22 X22
sE20
R22 (sX20)2
n≠n1 异步！
转子不是载流导体则不能受力转动
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7. 2. 3 转差率
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
s n1n1 n100%
电动机起动瞬间: n0, s1（转差率最大） 转子最大转速: nn0, s0（转差率最小） 电动机运行之中:0nn0, s1~9%
显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。
C
B
S
X
X
将每相绕组分成两段，按上图放入定 子槽内。形成的磁场则是两对磁极。
此种接法下，合成磁场只有 一对磁极，则极对数p=1。
极对数p=1时：
此时同 步转速
n16p0f
6050150r/m 0 in 2
n16p0f
6050300r/m 0 in 1
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7. 2. 2 电动机的转动原理
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7.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电 磁关系与变压器类似。
变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1
E2= 4.44 f N2
E1 、E2 频率相同，都等 于电源频率。
U1
4.44f N1
i1
Байду номын сангаас
i2
+ u1
－
－
e1
e－+1
+
+
－e2
e+ 2
－
f1 f2
异步电动机每相电路
转子铁芯是也是由 0.5mm厚的硅钢片 叠 压制成，在其外 圆冲有分布的槽。
转子铁芯可嵌放转 子绕组，构成电机 磁路的另一部分。
定子绕组是由铜导线绕制而成。 构成电动机电路的一部分。
机座是电动机的支架，一般用铸 铁或铸钢制成。
转子铁芯冲片 笼形转子绕组 铸铝笼形转子
转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有 铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的 一部分。由转轴输出机械能。
5. 转子电路的功率因数
s0 I20(nn 0)
s1I2max
cos2
E20 R22X220
cos 2
R2
R
2 2
X
2 2
s很小 R2时 S 2 X0
cos2 1
R2
R
2 2
( sX
20 ) 2
s较 大 R 2时 s X20
0
ωt
0
ωt
n1
n1
若要改变异步电动机的旋转方向：只需 换接其中两相的顺序即可。
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问题与讨论
旋转磁场的极对数
和同步转速n1之间 有什么关系？
iA
A
X
iC
ZC'ZY' 'AX''
C
iB
BY' B
A Y'
C'
N
X' S
•
B'
N
•
Z
A'
Z' •B
•
SX
C Y
iA
A
ZX
iC C
Y
iB B
A YNZ