电工技术讲义.docxVIP

课

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

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

星形接法(Y接)

三角形接法(△接)

(3).机座

转子（旋转部分）

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。

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。

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。

转轴

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

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。

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

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i、i、i。如图1（b）（c）所示。

A B C

简化的三相绕组分布图；

按星形联接的三相绕组接通三相电源

三相对称电流波形图

当ωt=0时，iA=0；iB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，i为正最大值，即i由首端U1流入，末端U2流出；i为负值，即i由末端

A A B B

V2流入，首端V1流出；i

C

为负值，即i

C

由W2流入，W1流出。其合成磁场方向，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。

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。

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n——旋转磁场转速（又称同步转速），转/分；

1

f——三相交流电源的频率，赫；

1

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

1

间的关系：

当n=0，转子切割旋转磁场的相对转速n－n=n为最大，故转子中的感应电动势和电流最大。

1 1

当转子转速n增加时，则n－n开始下降，故转子中的感应电动势和电流下降。

1

当n=n，则n－n=0，此时转子导体不切割定子旋转磁场，转子中就没有