电工电子学(Ⅰ)
• 转差率
s
n0 n0
n
100%
n (1 s)n0
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。试求电动机的极数和额定 负载下的转差率。
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：n0=1000 r/min , 即 P=3
+A
图中，A、B、C
三相电流依次达
最大；合成磁场
轴线依次与他们
的轴线重合。
a)
+B
b)
c)
三相异步电动机的转动原理
1.旋转磁场的产生
i Im
iA
iB
iC
三相电流合成磁
0
场 的分布情况
t
n0
A
YN
Z
C
SB
X
600
60
A
Y
NZ
CS
X
B
A Y
Z
S
N
C
B X
t 0
t 60
t 90
合成磁电工场电方子学向(Ⅰ向) 下 合成磁场旋转60° 合成磁场旋转90°
基本结构
定子：定子铁心、 定子绕组（电枢绕组）。
转子：转子铁心（主磁极）、 转子绕组（励磁绕组）。
异步电动机的用途和分类
三相异步电机主要用作电动机，拖动各 种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机 床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机 和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。
在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱 和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。
2、对于中低压电动机：
1）如铭牌上标有“380/220V、Y/ △联结” 时，表示电源电压为380V时，电机绕组采用 “Y”联结；电源电压为220V时，采用“△” 联结。 2）如铭牌上标有“380V、 △联结”时，表 示电机正常运行时只能采用“△”联结，但 是在电动机起动过程中可接380V电源，绕组 采用“Y”联结，起动完毕，恢复“△”联结。
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
返回
电动机的转动原理
在电动机定子绕组中通入三相对称交流电 流后，产生旋转磁场。
旋转磁场的磁力线切割转子导条，导条中 就感应出电动势。
在电动势的作用下，闭合的导条中就有电 流，该电流与旋转磁场相互作用，使转子导条 受到电磁力作用。由电磁力产生电磁转矩，转 子就转动起来。
单层集中整距绕组实例（两极）
2. 单层集中整距绕组实例( 四极)
3. 双层分布短距绕组实例（两极）
三相异步电动机
按转子结构分
鼠笼型异步电动机
绕线型异步电动机
§7.3.1 三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机的定子部分在结构上和 同步电机的定子部分完全相同。
对中、小容量的低压异步电动机，通常 定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可 根据需要灵活地接成“Y”形或“▽”形。
U1
V1
W1
W2 U 2
同步转速 n0
( f 50Hz)
p 1
360
3000 (转/分）
p2
180
1500 (转/分）
p3
120
1000 (转/分）返回
5. 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系
n 电动机转速:
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n n0异步电动机
提示：如果 n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动
SX
场在空间仅旋转了30°。
比P=1时转速慢了一半，
即：
N0=60f/2（转/分）
•
B'
•N
C
Z'
Y
A'
A
30
CS'
X' •
n0
NZ •
•X
• ZN'
SC
t 60
A'
所以，旋转磁场的转速n0决定于电流频率f1 和磁场的极对数P，可推出：
n0
60 f p
(转/分）
极对数
每个电流周n 期 磁场转过的空间角度
可见，当定子绕组中通入三相电流后，它 们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在 空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
2. 旋转磁场的转向 当通入定子绕组的三相电流的相序为A-B-C
时，旋转磁场的转向与这个顺序是一致的，可见 磁场的转向与定子绕组中的电流相序有关。
三相异步电动机的转动原理
2.旋转磁场的方向 ——取决于三相电流的相序
第7章 变压器和交流电动机 -交流电动机（1）
上海大学 自动化系 林小玲
§7.3 交流电动机
§7.3.0 交流电机的分类
同步电机 交流电机
异步电机
同步发电机 同步电动机
异步电动机 异步发电机
同步电机
异步电机
同步电机：多用作发电机使用，在不调速情况， 也用作电动机，可改变电网功率因 数（通过调节励磁电流）。
5）额定功率因数 cosN 指电动机在额定负载
时定子侧的功率因数；
6）额定转速 n（N r/min）指电机额定运行时转
轴的转速；
7）电动机的额定输出转矩计算式为
T2N
9550 PN (kW ) nN (r / min)
（N
.
m）
思考：如果转矩单位为kg . 机，定子绕组只有三根出线， 只要电源电压符合电动机铭牌电压值便可使用。
sN电工电n子0n学0 (nⅠ) 100%
1000 975 1000
100%
2.5%
谢谢!
郁 金 香
名词解释
空间电角度 ：把一对主磁极表面占的空间距离用
空间电角度表示，定义为360°空间电角度。
两极电机电角度
四极电机电角度
1
2 345 67 8
A X
分布绕组实例
三相交流绕组联结实例
1.
任意调换两根电源进线 (电路如图)
Im i iA
iB
iC
iA
0
A
t
iB B
YX Z C
AA
SY
iC
z
c
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转
B
N
X
磁场反转。
t 0
AA
SY
Z C
BN
X
t 60
三相异步电动机的转动原理
3.旋转磁场的极对数P
iA
A
Im i iA iB iC
0
ZX
iC C iB
Y B
旋转磁场的转速决定于磁场的极数，在一对极的 情况下，当电流交变一次时，磁场恰好在空间旋转了一周。
I m iA iB iC
t
N0=60f（转/分）
A Y NZ
C
B
S
X
n0 60
Y AZ N
CS
B
X
A YNZ
C
B
S
X
返回
旋转磁场具有两对极
Y'
时，当电流从ωt=0°到 C'
A
Z t 0
N• B
•
ωt=60°经历了60°时，磁 X' S
三相异步电动机的构造
1.定子 铁芯：由内周有槽 的硅钢片叠成。 A ----X 三相绕组 B ----Y C---- Z 机座：铸钢或铸铁
鼠笼式 2.转子 绕线式
三相异步电动机的构造
§7.3.2 三相异步电动机的转动原理
• 实验现象说明
磁极旋转
e Blv
（右手定则）
导线切割磁力线产生感应电动势 闭合导线产生电流 通电导线在磁场中受力
t
iC
0
2400
t
A相电流最大瞬间各相电流的磁场及其合成磁场
+A
+A
A相电流的磁场
A
X
Y
B B相电流的磁场
C
3相电流的合成磁场
Z
C相电流的磁场
A相电流最大时，合成磁场轴线与+A轴重合
+A
+A
A
X
+B
B相电流最大时， 合成磁场轴线与 +B轴重合
C相电流最大时， 合成磁场轴线与 +C轴重合
a)、b)与c)三个
YC
A
X
ZB
形成旋转磁场的机理分析
1）对称分布的三个绕组轮流施加直流电流
Y
A
X
B
C
Z
对称分布的三个绕组轮流施加直流电流，产生 具有一定旋转效应的步进磁场
2）对称三相绕组轮流施加对称三相电流
C
A
X
Z
Y B
A相电流最大时 产生的磁场
此刻C相电流 产生磁场
此刻B相电流 产生磁场
iA
0
t
iB
0 1200
iA Im sin t
iB Im sint 120 iC Im sint 240
1.旋转磁场的产生
Im i iA iB iC
()电流入 Y
A n0
Z
C
t
B X
规定
i : “+” →首端流入，尾端流出。
(•)电流出
i : “–” → 尾端流入，首端流出。
形成旋转磁场的机理分析
1）对称分布的三个绕组轮流施加直流电流
三相异步电动机的转动原理
1.旋转磁场的产生
i Im
iA
iB
iC
分场即析：三的可相分一知电布个：流情电三合况流成相周磁电期流，产旋生转的磁合场0成在磁空场间是转一过旋36转0的°电磁角场度 t