2.最大转矩 Tmax
电机带动最大负载的能力。
n n0
sR2 2 TK 2 U 1 2 R2 ( sX 20 )
dT 令： 0 求得 dS
R2 s sm X 20
Tmax 将sm代入转矩公式，可得
O
T临界转Βιβλιοθήκη 率TmaxU K 2 X 20
2 1
转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax ，否则将 造成堵转(停车)。
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
iA
A Z X Y
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转 磁场反转。
A A
A A
iC
iB
S
Y
Z C
Y
C
B
Z B
S
N
B
C
N
X
X
t 0
t 60
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。
接线盒
A
B
C
A
Z Y X B
Z
X Y
Z X Y Z C A
C
Y 联结
A
B C
Y
B
X
A B C
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。
n0
Z
t
首端流入，尾端流出。 尾端流入，首端流出。
C X B
(•)电流出
三相电流合成
磁 场 的分布情况 n0
Y
Im
i iA
i B iC
t
o
600
A
60
Y
N
A Z
A Z C
Y
N
Z
C X
S
C B
S
X B
S
X
N
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°
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％
5. 功率因数 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 ~ 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 ~ 0.3。额定负载时，功率因数最高。
Tmax TN
1.8 ~ 2.2

3. 起动转矩 Tst
n0 n
电动机起动时的转矩。
2 sR2U 1 TK 2 2 R2 ( sX 20 ) 起动时n= 0 时，s =1 O 2 Tst T R2U 1 Tst K 2 2 Tst体现了电动机带 R2 X 20 (1) Tst U12 , U1 Tst 载起动的能力。
n0
n
P P T 9550 2 πn n 额定转矩 60
PN (千瓦) TN 9550 nN (转 / 分)
O
TN
T
(N • m)
如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功 率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为 PN 7.5 TN 9550 9550 49.7 N . m nN 1440
t
n1 3000 (转/分）
A Y C
N
Z Y B
A
A
S
C N
Z
Y B C
N
Z B
S
S
X
X
X
p=2时
C
X
Y
A
N

30
Z
C
B

Y
A
Z
n1
B

B
S
Z

S
A
X

S
N
S

X
N
B
X
Y
C
Z
N
A Y
C
Im
i i A i B iC
t 0
t 60
0
t
60 f1 n1 1500 (转/分） 2
(2) Tst与 R2 有关， 适当使 R2 Tst 。对绕线式 电机改变转子附加电阻 R´2 , 可使Tst =Tmax 。
若 Tst > T2电机能起 动，否则不能起动。
起动能力 K st
Tst TN
n
4. 电动机的运行分析
T2 T2 >T n s T T =T2
起动转矩也比较大
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
在全国电动机总容量中 有85％以上是三相异步 电动机。
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
４.1 三相异步电动机的构造与工作原理 4.1.1.构造
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。
4.3 异步电动机的运行与控制
直接起动： n = 0，s =1, 接通电源。 起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4 ~ 7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。 原因： 起动时 ，n = 0，转子导体切割磁力线速度很大， 转子感应电势 转子电流 定子电流 后果： 频繁起动时造成热量积累，使电机过热 大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作
2 U1 Tmax K 2 X 20 2 (1) Tmax U 1 , U 1 Tmax
当 U1 一定时，Tmax为定值 (2) sm与 R2 有关， R2 sm n 。绕线式电 机改变转子附加电阻R´2 可实现调速。 过载系数(能力)
一般三相异步电动机的过载系数为 工作时必须使T2 <Tmax ，否则电机将停转。 I 2 I1 电机严重过热而烧坏。
n1 n s 100% 1000 975 100% 2.5% 1000 n1
4.2.4 三相异步电动机铭牌数 据
1、 型号 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。 例如： Y 132 M－4
磁极数( 极对数 p = 2 ) 机座长度代号 机座中心高（mm） 三相异步电动机
2. 电压 电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
cos
O
6. 额定转速 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。
PN
注意：实用中应选 择容量合适的电机， 防止出现 “大马拉 P2 小车” 的现象。
n0 nN 额定转差率 sN n0
如： n N =1440 转/分 sN = 0.04
4.2 三相异步电动机转矩与机械特性
4.2.1 转矩公式
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
iB
Im
C
X A' Z' X' C' Y' Y B' Z
B
C
X
Y
n0
常用特 性段
n
达到新的平衡
T 此过程中， n 、sE2 , I2 I1 O T2 T´2 电源提供的功率自动增加。 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调 整，这种能力称为自适应负载能力。
自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械 的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由 操作者加大油门，才能带动新的负载） 。
A
N

Z

B
S
Z

S
A
B
X
N
Y
C
i i A i B iC
t
极对数
p2
动画
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
p=1时
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数 N
n1 60 f1 (转/分） 0 o 工频： f1 50 Hz
Im I m
i i A
i B iC
S
电磁转矩公式