异步电动机工作原理1

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1、第五章交流电动机的工作原理及特性•了解三相异步电动机的基本结构；•掌握三相异步电动机的工作原理；•掌握三相异步电动机的转矩特性和机械特性；•掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数；•掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性；以及实现的方法；•掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法；•了解同步电动机的结构、工作原理、运行特性和启动方法。5．1三相异步电动机的基本结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的基本结构三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。1.定子定子由定子铁心、绕组以及机座组成。定子铁心是磁路的一部

2、分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈。硅钢片在叠压后成为一个整体，固定于机座内。⑵定子绕组：定子绕组用绝缘的铜或铝导线（电磁线）绕成，嵌在定子槽内。散嵌线圈三相对称交流绕组模型⑶机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。端盖轴承还要支撑电机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。对中、小型异步电动机，通常用铸铁或铸铝机座。对大型电机，一般采用钢板焊接的机座。2、转子：转子主要由转子铁心、转子绕组和转子轴组成。⑴转子铁心：磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，固定在转轴上，整个转子的外表呈圆柱形。⑵转子绕组：分为笼型和绕线

3、型两类。1）笼型转子：在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个闭合的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子。导条的材料有用铜的，也有用铸铝的。笼型转子笼型转子绕组模型2）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子绕组的三条引线分别接到三个集电环（滑环）上，用一套电刷装置引出来，如图所示。这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。与笼型转子相比，绕线型转子的结构较复杂，价格稍贵，可靠性也较低，因此只在要求起动电流小，起动转矩大，或需平滑调速的场合使

4、用。3、气隙：异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙δ一般为0.2~2.0mm左右。5.1.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机定子绕组接三相电源后，电机气隙内便形成旋转磁场，设旋转磁场的方向为顺时针转动，如图所示。若转子不转，转子绕组与旋转磁场有相对运动，绕组中有感应电动势e2，于是绕组中有电流i2，这样，转子绕组就在磁场中受力F，该力在转子轴上产生转矩，使电动机旋转。转子的转向与旋转磁场相同。转子的转速通常用转差率的形式来表示。通常S0﹤0.5%,SN﹤5%。工作原理：定子均布的三相绕组通入对称的三相电流后，合成旋转磁场，该磁场沿定

5、子内圆周方向（气隙）旋转。转子绕组被旋转磁场切割，产生感应电动势，继而产生感应电流。转子电流在磁场下受力，从而产生电磁转矩，使电动机旋转。由工作原理可知：转子的转速n（电动机的转速）恒比旋转磁场的旋转速度n0（同步速度）要小。因为如果两种速度相等时，转子和旋转磁场没有相对运动，转子导体不切割磁力线，因此，不能产生电磁转矩，转子将不能继续旋转。因此，转子与旋转磁场之间的转速差是保证转子转速的主要因素，也是异步电动机的由来。5.1.3三相异步电动机的旋转磁场1．旋转磁场产生的假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、

6、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。规定：当某相电流为正值时，绕组首端电流流入。从分析可看出，电角度变化600时，合成磁场的位置也旋转了600。当电角度变化3600时，合成磁场的位置也旋转3600。即：n0=f（r/s)由此可知，当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度仅为一对磁极时的一半。依次类推，当有p对磁极时，其转速为：按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。旋转磁场的转速为：n0=60f/p，n0也叫同步转速。⒉旋转磁场的方向：通过前面分析可得出旋转磁场的方向是从A相绕组转向B相绕组，也就是说旋转磁场的

7、方向是从定子电流的超前相转向定子电流的滞后相。如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调。此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2/3，而C相绕组内的电流又超前B相绕组内的电流2/3，用上述同样的分析方法可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为A→C→B，即向逆时针方向旋转，如图所示，即与未对调前的旋转方向相反。由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。5.1.4定子绕组连接方