发电机与电动机
三相电流合成
i
Im
iA
iB
iC
磁 场 的分布情况
n0
A
YN
Z
C
SB向下
o
t
Y
CS
600
60
A
NZ
Y
S
C
A
Z
N
X
B
B X
t 60
t 90
合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°
分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场
即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°
1、旋转磁场的旋转方向 任意调换两根电源进线
三相转子绕组通常连接成星形，即三个末端连在一起，三个 首端分别与转轴上的三个滑环（滑环与轴绝缘且滑环间相互 绝缘）相连，通过滑环和电刷接到外部的变阻器上，以便改 善电机的起动和调速性能。
绕组
滑环
轴
电刷
变阻器
绕线式转子绕组与外 接变阻器的连接
4.2 三相异步电动机的工作原
理
4.2.1旋转磁场的产生
iA
A
YX
iB B
Z C
iC
Im i iA iB iC
o
t
•三相对称交流绕组通入三相对 称交流电流时，将在电机气隙 空间产生旋转磁场；（动画1 ，动画2）
Im i iA iB iC
o
t
()电流入 n 0
A Y
Z C
规定 i : “+” i : “–”
首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。
B X (•)电流出
Z
X
S
C
A Y
t60
n1602f1 1500(转 /分 ）
旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系
n1
60 f1 p
(转/分)
极对数
每个电流周期
同步转速
磁场转过的空间角度 (f150 H)z
p 1
360
3000(转/分）
p2
180
1500(转/分）
p 3
120
1000(转/分）
p4
90
750(转/分）
第４ 章 发电机与电动机
电动机的分类：
交流电动机 电动机
直流电动机
同步电动机 三相电动机
异步电动机 单相电动机
他励、并励电动机
串励、复励电动机
实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。
发电机
机械能
电能
电动机
直流电动机的最大特点 优良的调速性能 起动转矩也比较大
异步电动机
构造简单、价格 便宜、工作可靠、 使用维护方便
取决于三相电流的相序
iA
A
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
iC C
iB
ZX Y B
AA
SY
Z C
BN
X
t 0
AA Y
S
Z
NC
B
X
t 60
2、旋转磁场的极对数P
若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。
iA
A
Y A
X A'
C
Z
Z' X'
X
第４ 章 发电机与电动机
４.1 三相异步电动机的构造与原理 ４.２ 异步电动机的转矩与机械特性 ４.３ 异步电动机的控制 ４.４车用交流发电机 ４.５ 直流电动机
第４ 章 发电机与电动机
本章要求：
1) 了解三相异步电动机的基本结构、工作原理。 2）了解三相异步电动机的机械特性，掌握起动、调速、 反转和制动。 3）了解车用交流发电机。 4）了解直流电机的基本结构和工作原理。 5）了解直流并励、他励、串励电动机的机械特性及其 应用。 6）了解直流电动机的起动、反转和调速。
1、定子
铁心：由内周有槽的0.5mm厚硅钢片 叠成。磁路的一部分
A ----X 三相绕组 B ----Y
C---- Z
机座：铸铁或钢板焊接 支撑铁心和固定电机
硅钢 片
装有三相绕组的定 子
A
定子绕组
ZX Y
AB C
定子三相绕组的联接方法。通常
电机 3 容 k W 量 Y 联结
电机 4 容 kW 量 联结
生产成本较高 需要使用直流电源 维护要求较高
应用： 金属切削机床、起重机、 传送带、功率不大的水泵、 通风机
应用：
轧钢机、龙门刨床等主传动机构 某些电力牵引和起重设备 电车及电力机车
在全国电动机总容量中 有85％以上是三相异步 电动机。
４.1 三相异步电动机的构造与工作原理 4.1.1.构造
笼型电机的各部件
电磁转矩T
n
4. 2. 3 转差率
由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场
旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转
磁场的转速相等，即
如果: n n 1 n n1
异步电动机
转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切
割转子导条
无转子电动势和转子电流
无转矩
因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。
B
iC
C' Y' Y
Z B'
C
B
iB
B
X
Z
C
A Y
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C
C' Z
Y' B'
Y
B
iB
C
Y A
N
•Z
•
X
S
B
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA iB iC
0
极对数 p 2 动画
旋转磁场的磁极对数
t 与三相绕组的排列有关
3、旋转磁场的转
速
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数N
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转
速的关系可知：n1=1000 r/min , 即 p=3
额定转差率为
sn 1 n 1 0 0 % 1 0 0 0 9 7 5 1 0 0 % 2 .5 %
p=1时
n160f1
(转 /分 ） IImm
i
iA
iB
iC
S
工频：f150 Hz
0o
t
n13000(转 /分 ）
A
NZ
Y B
CS
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
A
NZ
Y B
CS
X
p=2时
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA
t 0
iB iC
0
t
30 Y A
C
Z
n1
S
N •B
X
•
•
B
•N
接线盒
A
Z XY
ZX
Y
B
C
Y 联结A
BC
Z
C Y
ZXY A
B X A BC 联结
2、转子
转轴 转子铁心 转子绕组
0.5mm的硅钢片叠压
笼型 绕线式
转子: 在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或电流,产生
旋转力矩
笼型转子
(1)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) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。
可见: 旋转磁场转速n1 与频率f1和极对数p有关。
4.2. 2 三相电动机的工作 原1. 转理动原理
定子三相绕组通入三相交流电
n A n1
Y NZ
F
旋转磁场
n1
60 f1 p
(转/分） C F
S
B
方向:顺时针
X
切割转子导体 Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2 旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与
旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
转差率s
s
n1 n1
n
100%
转子转速亦可由转差率求得
n(1s)n1
异步电动机运行中: s(1~9)%
例1：一台三相异步电动机，其额定转速
n=975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
