1、长沙航空职业技术学院教案第 1 页 共 4 页第三十三讲 三相异步电动机一、三相异步电动机1、三相异步电动的结构三相异步电动机由静止的定子和旋转的转子两个重要部分组成， 定子和转子之间由气隙分开， 图为三相异步电动机结构示意图。 （1）定子定子由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等组成。机座的主要作用是用来支撑电机各部件， 因此应有足够的机械强度和刚度， 通常用铸铁制成。为了减少涡流和磁滞损耗， 定子铁心用 0.5 mm 厚涂有绝缘漆的硅钢片叠成，铁心内圆周上有许多均匀分布的槽， 槽内嵌放定子绕组， 如图所示。三相定子绕组可以连接成星形或三角形， 如图所示。 (a) (b)W2U1U2V1V2 W
2、1W2U1U2V1V2W1(a) (b)长沙航空职业技术学院教案第 2 页 共 4 页（2） 转子转子由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。 转子铁心也用 0.5 mm厚硅钢片冲成转子冲片叠成圆柱形，压装在转轴上。其外围表面冲有凹槽， 用以安放转子绕组。异步电动机按转子绕组形式不同， 可分为绕线式和鼠笼式两种。 绕线式转子的绕组和定子绕组一样， 也是三相绕组， 绕组的三个末端接在一起（Y 型） ， 三个首端分别接在转轴上三个彼此绝缘的铜制滑环上，再通过滑环上的电刷与外电路的变阻器相接， 以便调节转速或改变电动机的起动性能， 如图所示。绕线式转子 鼠笼式转子 2、 三相异步电动机工作原理三相异
3、步电动机通入三相交流电流之后， 在定子绕组中将产生旋转磁场， 此旋转磁场将在闭合的转子绕组中感应出电流， 从而使转子转动起来。 因此， 在研究三相异步电动机的原理之前，应首先介绍旋转磁场的产生及特点 (a) (b) (a) (b)长沙航空职业技术学院教案第 3 页 共 4 页（1）旋转磁场的产生三相异步电动机定子绕组是空间对称的三相绕组， 即 U1-U2、 V1-V2和 W1-W2， 空间位置相隔 120。 若将它们作星形连接，将 U2、 V2、 W2 连在一起， U1、 V1、 W1 分别接三相对称电源的 U、 V、 W 三个端子， 就有三相对称电流流入对应的定子绕组， 其波形如图。由波形图
4、可看出， 在 t =0 时刻， iU=0; iV 为负值， 说明 iV 的实际电流方向与参考方向相反， 即从 V2 流入(用 表示） ， 从 V1 流出（用表示） ； iW 为正值， 说明实际电流方向与 iW 的参考方向相同， 即从 W1流入(用 表示)， 从 W2 流出（用表示） 。 根据右手螺旋法则， 可判断出转子铁心中磁力线的方向是自上而下， 相当于定子内部是 N 极在上， S极在下的一对磁极在工作， 如图（a）所示。 （2）三相异步电动机的转动原理(a) (b) (c) (d)NSU1 W2V1U2W1V2NSU1 W2V1U2W1V2N SU1 W2V1U2W1V2 NSU1 W2V
5、1U2W1V2t120i0iU iV iW240 360长沙航空职业技术学院教案第 4 页 共 4 页图为三相异步电动机工作原理示意图。 为简单起见， 图中用一对磁极来进行分析。 三相定子绕组中通入交流电后， 便在空间产生旋转磁场， 在旋转磁场的作用下， 转子将作切割磁力线的运动而在其两端产生感应电动势， 感应电动势的方向可根据右手螺旋法则来判断。 由于转子本身为一闭合电路，所以在转子绕组中将产生感应电流， 称为转子电流， 电流方向与电动势的方向一致， 即上面流出， 下面流进。虽然转子的转动方向与旋转磁场的转动方向一致， 但转子的转速 n 永远达不到旋转磁场的转速 n1， 即 n n1。 这是
6、因为， 若转子的转速等于旋转磁场的转速的话， 则转子与磁场间不存在相对运动， 即转子绕组不切割磁力线， 转子电流、 电磁转矩都将为零， 转子根本转动不起来， 因此转子的转速总是低于同步转速。 正是由于转子转速与同步转速间存在一定的差值， 故将这种电动机称为异步电动机。 又因为异步电动机是以电磁感应原理为工作基础的， 所以异步电动机又称为感应电动机。为了更清楚地分析异步电动机的工作过程， 需要引入转差率 s 这个参数：3、旋转磁场的转速和转向Fn1F1ns长沙航空职业技术学院教案第 5 页 共 4 页一对磁极的旋转磁场电流每交变一次， 磁场就旋转一周。 设电源的频率为 f1， 即电流每秒钟变化
7、f1 次， 磁场每秒钟转 f1 圈， 则旋转磁场的转速 n1=f1 (r/s)， 习惯上用每分钟的转数来表达转速， 即n1=60f1(r/min)。 两对磁极的旋转磁场， 电流每变化 f1 次， 旋转磁场转f1/2 圈， 即旋转磁场的转速为 n1=60f1/2 (r/min)。 以此类推， p 对磁极的旋转磁场， 电流每交变一次， 磁场就在空间转过 1/p 周， 因此， 转速应为例 1、 一台三相异步电动机， 其极对数是 2， 电源频率为工频， 若转差率s=0.02， 该电机的转速是多少？解：首先求同步转速n=n1(1-s)=1500(1-0.02)=1470 r/min160(/min)fnrp16050/min2fnrp1ns
