三相对 称电流 旋转 磁场 感应 电流 iB
B iA
Z
A
iC Y
C
旋转磁场与转子绕组产生相对运动 ( 切割 ) 转子绕组中产生感应电流
X 三相异步电动机原理简图
感应电流转子绕组(感应电流)在磁场中受到电磁力的作用 在电磁力作用下，转子逆时针方向开始旋转，转速为n 。
磁极旋转
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
n0
n0
改变电机的旋转方向：改变定子三相电流的相序。
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
iC
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
C
X
Y A
Z
B X
iB
B Z
A Y
C
iA
A
iC
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
Im
三相电流合成磁 场 的分布情况
i iA
i B iC
t
o
600
A
n0
A Y
60
Y
A Z C
N
Z C
Y
N
Z
S
X
N
B
C X
S
S
X B
B
t 90 t 60 t 0 合成磁场方向向下 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 取决于三相电流的相序 任意调换两根电源进线
e B l v
（右手定则）
l :导线长 B:磁感应强度 v:切割速度
N
n0 f
f B l i
（左手定则）
n
e i
S
1. 线圈跟着磁铁转
→两者转动方向一致 2. 线圈比磁场转得慢
n n0
异步
三相异步电动机的工作原理
1.7.2旋转磁场的产生
iA
A
iB B
iC
Y X Z
C
i i i i C A B Im
（1）Y－ 起动
Ul
I l
C Y
A Z A
Ul
B
X
I lY
C
Z X Y
B
正常运行
设：电机每相阻抗为
起动
I l
I lY
Ul 3 Z Ul 3Z
z
I lY 1 I l 3
Y－ 起动器接线简图
S
L3 L2 L1
U1 + + UP Ul ＿W2 U2
＿
FU
W1 L3 V2 U2 L2 V1 W2 L1 U1
t
60 f1 n1 1500 (转/分） 2
0
旋转磁场转速n1与极对数 p 的关系 60 f1 n1 (转/分) p 极对数
同步转速 每个电流周期 磁场转过的空间角度 ( f1 50Hz )
p 1
p2
p3
p4
360
180
3000(转/分）
1500(转/分）
120
1000(转/分）
750 (转/分 ）
90
可见: 旋转磁场转速n1 与频率f1和极对数p有关。
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 异步电动机 n n1 如果: n n1 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。 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。
图1-40
电枢和电枢铁芯片示意图
– （3）换向器
•
换向器是直流电动机的构造特征， 装在电动机转轴上，如图1-41所示。
图1-41
直流电动机换向器示意图
• 2．基本工作原理图 • 为了讨论直流电动机的工作原理，现 把复杂的直流电动机简化为图1-42所示的 工作原理图。
图1-42
直流电动机工作原理图
定子三相绕组的联接方法。通常
电机容量 3kW Y联结
电机容量 4kW 联结
接线盒
A
B
C
A
Z Y X
Z
X Y
Z X Y Z C A
C
B
Y 联结
A
B C
Y
B
X
A B C
联结
.三相异步机的起动方法
1. 直接起动 20-30千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。 方法简单，但起动电流较大，影响电网上其他负 载正常工作。 2. 降压起动 在起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以 减小起动电流，鼠笼式电动机常用的降压起动方法有 Y－换接起动和自耦降压起动。
•
直流电动机主要由磁极、电枢和换向 器组成，如图1-38所示。
图1-38
直流电动机的组成示意图
– （1）磁极
•
直流电动机的磁极如图1-39所示，
图1-39
直流电动机的磁极及磁路
（2）电枢 • 直流电动机的电枢是旋转的，是电动 机中产生感应电动势的部分。电枢和电枢 铁芯片示意图如图1-40所示。
4. 功率与效率 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机 械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。
P1 3U N I Ncos
P2 P1
笼型电机
=72~93％
n0 nN 额定转差率 N s n0
如： n N =1440 转/分 sN = 0.04
定子绕组
Z X Y
B
C
X
Y
A

N
Z

B
S
Z

S
A
B
X
iB
Im
N
Y
C
i i A i B iC
t
极对数
p2
0
旋转磁场的磁极对数 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 p=1时
n1 60 f1 (转/分） 0 o 工频： f1 50 Hz
Im Im
i i A
（c） Y－ 起动时，起动电流减小的同时，起动转 矩也减小了。
所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合
UP 1 3 UP
TstY
1 Tst 3
–1.7.2 直流电机
•
直流电机是直流发电机和直流电动机 的总称。直流发电机将机械能转换为电能； 直流电2 V2
Im
o
V1
i1 i2 i3
t
i3
i2
W1
•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；
()电流入 Y A
n0
i i i i C A B Im
o
规定 i : “+” i : “–” 首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。
Z
t
C X B
(•)电流出
例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。
3. 电流 电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。
例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结 下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电 流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A 。
n (1 s)n1 异步电动机运行中: s (1 ~ 9)%
n1 n s 转差率s 100% n1 转子转速亦可由转差率求得
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。 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
o
t
由此可知，异步电动机是通过载流
的转子绕组在磁场中受力而使电动 机旋转的，而转子绕组中的电流由
电磁感应产生，并非外部输入，故
异步电动机又称感应电动机。
旋转磁场的产生 定子对称三相绕组 通入三相对称电流
i1 I m sin t
i2 I m sin t 120 i3 I m sin t 120
i B iC
S
t
n1 3000 (转/分）
A
N
Y C
Z Y B
A
A
S
C N
Z
Y B C
N
Z B
S
X
S
X
X
p=2时
C
X
Y
A
N

30
Z
C
B

Y
A
Z
n1
B

X

S
N

B
S
Z

S
A
X
B
S
X
N
Y
C
Z
N
A Y
C
t 0
Im
t 60
i i A i B iC
•笼型绕组(也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放裸铜 条或铝条，然后用两个金属环(称为端环)分别在裸金属 导条两端把它们全部接通(短接)，即构成了转子绕组； 小型笼型电动机一般用铸铝转子，这种转子是用熔化的 铝液浇在转子铁心上，导条、瑞环一次浇铸出来。如果 去掉铁心，整个绕组形似鼠笼，所以得名笼型绕组。笼 型转子线槽一般都是斜槽，目的是改善起动与调速性能。