• 电动机的分类： 直流电动机
电
同步电动机 异步电动机
他励电动机 并励电动机 串励电动机 复励电动机
动
同步电动机
机 交流电动机
单相电动机
异步电动机 两相电动机 三相电动机
工业生产中广泛应用着交流电动机，特别是三相 异步电动机。它具有结构简单、易于控制、效率 高和功率大等许多优点。 本章讨论的问题 ：
f1 f2
每相绕组的电路图
2. 转子绕组中电流的频率 f2
因为旋转磁场和转子之间的相对转速为 (n0– n)，
所以 f2p(n 6 00 n)n 0 n 0n•p 60n 0 sf1 可见，转子电流频率与转差率 s 有关，也就是与 转速n 有关。
在 s=1 即(n =0)时，转子电流频率最大 f2= f1。 对额定转速时， s为1~9%，则f2= 0.5 ~ 4.5 Hz。
例 某三相异步电动机的额定转速n=570r/min。 求电动机的极数和额定时的转差率(f1=50Hz)。
解：由于电动机的额定转速应接近且略小于同步
转速 n0，而 n0 对应于磁极对数p有一系列固 定值。显然，与570r/min最接近的是
p5
n0 6 0r0/min
因此，额定时的转差率为
sn0n6005705%
n0
600
3. 三相异步电动机的构造
• 参见教材
4. 三相异步电动机的定子与转子电路
三相异步电动机的电磁关系同变压器类似，定子 绕组相当于变压器的原绕组；转子绕组相当于变 压器的副绕组(而电动机的转子绕组一般是短路 的)。定子电流产生的旋转磁场将通过定子和转子 铁心而构成的闭合磁路，该磁场不仅在转子的每 相绕组中产生感应电动势 e2，也要在定子的每相 绕组中产生感应电动势 e1。而实际上，旋转磁场 是由定子电流和转子电流共同作用产生的。
••
•
•
U 1I1R 1jI1X 1(E 1)
i1
i2
式中R1和X1=2f1L1分别为定
e1
e2
子每相绕组的电阻和漏磁感抗。u 1
它们都很小，对于主磁通产生
e 1
e2
的感应电动势可忽略，则
•
•
U1 E1
或
U1 E1
f1 f2
每相绕组的电路图
二、转子电路
根据电动机的转动原理，异步电动机之所以能够转
根据电动机的转动原理，转子转速将小于磁场的转 速，即n＜ n0。若二者相等，转子就没有切割磁力 线作用，转矩也就消失了，因此转子不可能以n0的 转速正常运行。
3. 转差率 s 转差率 s 是表示转子转速n与磁场转速n0 之间差别 程度的，即 s n0 n
n0
它是异步电动机的重要参量之一，额定时约为1~9%
三相异步电动机
1. 转动原理 2. 极数与转速 3. 电动机的构造 4. 定子与转子电路 5. 转矩与机械特性 6. 电动机的起动 7. 电动机的调速 8. 电动机的制动 9. 铭牌数据 10. 电动机的选择
电动机是将电能转换成机械能的装置。广泛
应用于现代各种机械中作为驱动。
• 由电动机驱动的优点：减轻繁重的体力劳动； 提高生产率；可实现自动控制和远距离操纵。
由此，进而可得转子感应电动势的有效值为
E 24 .4s4 f1N 2 s2 E 0
E20为 s = 1 (或n=0)时转子所产生的感应电动势的
有效值， E2 04.44f1N2
3. 转子绕组中的电流
转子电流也要产生漏磁通2，每相绕组中的感应
对于每相只有一个线圈的电动机，绕组始端之间相差120° 的空间角，则产生的旋转磁场只有一对磁极。磁极对数用p 表示，则p=1。 若每相定子绕组由两个线圈串联组成(如图所示)，则绕组始 端之间相差60°空间角，因而旋转磁场具有两对磁极，p=2.
Y´ A C´
Z´ B
X´
X
B´
C
Z A´ Y
C
A
X A ´ XY ´Z ´ ´
动，是因为转子绕组在旋转磁场中要产生感应电动 势e2，进而产生转子电流i2，而与旋转磁场作用产生 电磁转矩T 。下面讨论转子电路中的各物理量：
1. 转子绕组中的感应电动势
旋转磁场的主磁通φ在每相转子
i1
i2
绕组产生感应电动势
e2
其有效值为
N2
d dt
e1
e2
u1
e 1
e2
E 24.4f42N 2
f2为转子绕组中电流的频率。
n0
60 f1（转每分） p
在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n0为
p
1 2 3 4 56
n（ 0 r/ min） 3000 1500 1000 750 600 500
1. 转子转速 n 电动机运行时的实际转速也就是转子转速 n。
2. 同步转速 n0 电动机旋转磁场的转速也称为同步转速 n0。
C´ Y´ A X´ 转子
Z´ B
B´
P=2
X
B
Z
C A´ Y
磁场位置(t=0)
二、三相异步电动机的转速
• 电动机的转速是与旋转磁场有关的。而磁场极 数不同则磁场的转速就不同，在一对磁极的情
况下，交流电经历一个周期磁场恰好在空间转 过一圈，若定子电流的频率为f1，旋转磁场在 每分钟将转过60f1 周。 当磁极对数为 p时，磁场的转速为
(1)三相异步电动机的结构；
(2)三相异步电动机的工作原理；
(3)三相异步电动机的转速与转差率； (4)转矩和机械特性及其与转差率的关系；
(5)电动机的起动、反转、调速及制动的基 本原理和方法；
1. 三相电动机的转动原理
• 参见教材
2. 三相异步电动机的极数与转速
一、三相异步电动机的极数
三相异步电动机定子产生旋转磁场的磁极个数，称为极数。
设定子和转子的每相绕组匝数分别N1为N2和， 下面将对动机的电路进行分析。
一、定子电路
电动机内旋转磁场的磁感应强度在沿定子与转子
间气隙应是接近于正弦规律变化分布。因此，通
过每想定子绕组的磁通也应是随时间作正弦规律
变化的，即φ=Φmsinωt
因此，每相定子绕组中由旋转磁场产生的感应电
动势为
e1
N1
d dt
也是正弦量，其有效值为
E14.44 f1N 1
f1 是 e1 的频率，由同步转速
可得
f1
pn0 60
i1
i2
e1
e2
u1 e 1
e2
f1 f2
每相绕组的电路图
定子电路分析
定子电流不仅产生主磁通φ，还将产生漏磁通 主磁通要通过转子绕组，而漏磁通将不通过转子 绕组。这样在原绕组的电压约束方程为
如用u 1 相 量i1 R 表1 示( ，e 1 则) 可( 认e 1 ) 为i1R1L1dd1it(e1)