电工技术-讲义

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1、课题NO30.三相异步电动机的结构与工作原理一、三相异步电动机的概述1、电动机的发展状况2、电动机的分类3、电动机的发展趋势二、三相异步电动机的结构1.定子（静止部分）(1).定子铁心:定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组  (2).定子绕组:定子绕组的是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。主要绝缘项目有以下三种：①对地绝缘②相间绝缘③匝间绝缘接线盒(△接法)定子三相绕组的接线方式（1）星形接法(Y接)（2）三角形接法(△接)   (3).机座　2.转子（旋转部

2、分）  转子是电动机的旋转部分，包括转子铁心、转子绕组和转轴等部件。  (1).转子铁心  作用:电机磁路的一部分，并放置转子绕组。一般用0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。  (2).转子绕组  作用是切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。根据构造的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子。如所示。图转子绕组  ①鼠笼式转子：若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以

3、上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。如图1-6所示。图笼型转子a）笼型绕组     b)转子外形    c)铸铝笼型转子  ②绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集电环（滑环）上，再通过电刷与外电路联接，如图所示。图绕线式转子异步电动机的转子接线示意图a）接线图   b)提刷装置(3).转轴用以传递转矩及支撑转子的重量，一般由中碳钢或合金钢制成。3.其它附件  端盖、轴承、轴承端盖、风扇三、三项异步电动机的工作原理实验观察引入：当

4、摇动磁铁时，笼形转子跟随转动；如果摇把方向发生改变，笼形转子方向也会发生变化。故可得出如下结论：旋转磁场可拖动笼形转子转动。图鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验1．旋转磁场的产生旋转磁场产生的原理以两极电机即2p=2为例说明，如图1-10（a）所示。对称的三相绕组U1U2、V1V2、W1W2假定为集中绕组，三相绕组接成星形，并通以三相对称电流iA、iB、iC。如图1（b）（c）所示。（a）简化的三相绕组分布图；（b）按星形联接的三相绕组接通三相电源（c）三相对称电流波形图当ωt=0时，iA=0；i

5、B为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC为正值，即iC由首端W1流入，末端W2流出。电流流入端用“×”表示，电流流出端用“·”表示。利用右手螺旋定则可确定在ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图（d）-（1）所示。可见合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向一致，上方是北极，下方是南极。图（d）-（1）ωt=0时当ωt=π/2时，iA为正最大值，即iA由首端U1流入，末端U2流出；iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC为负值，即iC由W2流入，W1流出。其合成磁

6、场方向，如图（d）-（2）所示。可见合成磁场方向以较ωt=0时按顺时针方向转过90º。图（d）-（2）ωt=π/2时当ωt=π时的合成磁场，如图（d）-（3）所示图（d）-（3）ωt=π时当ωt=3π/2时的合成磁场，如图（d）-（4）所示　图（d）-（4）ωt=3π/2时当ωt=2π时的合成磁场，分别如图（d）-（5）所示图（d）-（5）ωt=2π时结论：可看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共转过360º，即旋转一周。综上所述，在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120º

7、电角度的三相绕组，分别通入三相交流电，则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，故称旋转磁场。2.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向决定于通入定子绕组中的三相交流电源的相序。只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。3.旋转磁场的旋转速度当三相异步电动机定子绕组为p对磁极时，旋转磁场的转速为式中n1——旋转磁场转速（又称同步转速），转/分；f1——三相交流电源的频率，赫；p——磁极对数。三相异步电动机的转差率分析三相异步电动机转子转速n和定子旋转磁场转速n

8、1间的关系：1.当n=0，转子切割旋转磁场的相对转速n1－n=n1为最大，故转子中的感应电动势和电流最大。2.当转子转速n增加时，则n1－n开始下降，故转子中的感应电动势和电流下降。3.当n=n1，则n1－n=0，此时转子导体不切割定子旋转磁场，转子中就没有感应电动势及电流，也就不产生转矩。因此转子转速在一般情况下不可能等于旋转磁场的转速，即转子转速与定子旋转磁场的转速两者的步伐不可能一致，异步电动机由此而得名。因此n和n1的差异是异步电动机能够产生电磁转矩的必要条件，又由于异步电动机的转子绕组