电工电子技术基础 第四章 申凤琴主编

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1、第四章第四章 异步电动机异步电动机 第一节第一节 三相异步电动机三相异步电动机 第二节第二节 单相异步电动机单相异步电动机返回主目录返回主目录图图4-1 笼型三相异步电动机笼型三相异步电动机 轴承盖轴承盖端盖端盖接线盒接线盒散热筋散热筋转轴转轴转子转子风扇风扇罩壳罩壳轴承轴承机座机座第一节第一节 三相异步电动机三相异步电动机一、三相异步电动机的基本结构一、三相异步电动机的基本结构（3）机座）机座 定子绕组组成一个在空间依次相差定子绕组组成一个在空间依次相差 电角度的三相对称绕电角度的三相对称绕组，其首端分别为组，其首端分别为 、 、 ，末端分，末端分 、 、 ，可接，可接成星形或三角形，如成星

2、形或三角形，如 图图4-2 所示。主要产生旋转磁场。所示。主要产生旋转磁场。1U1V1W2U2V2W1201定子定子电动机主磁路的一部分，有良好的导磁性能。电动机主磁路的一部分，有良好的导磁性能。为了减小铁心损耗，采用为了减小铁心损耗，采用0.5mm厚硅钢冲片厚硅钢冲片叠成圆筒形，并压叠成圆筒形，并压装在机座内。在定子铁心内圆上冲有均匀分布的槽，用于嵌放装在机座内。在定子铁心内圆上冲有均匀分布的槽，用于嵌放三相定子绕组。三相定子绕组。（2）定子绕组）定子绕组（1）定子铁心）定子铁心固定和支撑作用。固定和支撑作用。图图4-2 三相异步电动机定子绕组的联结三相异步电动机定子绕组的联结星形接法星形接

3、法三角形接法三角形接法2转子转子 电动机的转子电路部分，其作用是感应电动势、流过电流并电动机的转子电路部分，其作用是感应电动势、流过电流并产生电磁转矩。产生电磁转矩。（3）转子绕组）转子绕组支撑转子铁心和输出电动机的机械转矩。支撑转子铁心和输出电动机的机械转矩。（2）转轴）转轴电动机主磁路的一部分，也用电动机主磁路的一部分，也用0.5mm厚且相互绝缘的硅钢片厚且相互绝缘的硅钢片叠压成圆柱体，中间压装转轴，外圆上冲有均匀分布的槽，叠压成圆柱体，中间压装转轴，外圆上冲有均匀分布的槽，用以放置转子绕组。用以放置转子绕组。（1）转子铁心）转子铁心图图4- 3 笼型转子笼型转子 铜条笼型转铜条笼型转子子

4、铸铝笼型转铸铝笼型转子子图图4-4 绕线式转子绕线式转子 三相转子绕组三相转子绕组转轴转轴集电环集电环电刷电刷电刷外接线电刷外接线转子绕组出线端转子绕组出线端型号型号 Y112M4编号编号4.0kW8.8A380V1440r/minLW 82dB接法接法 防护等级防护等级 IP4450Hz45kg标准编号标准编号工作制工作制SIB级绝级绝缘缘年年 月月电机厂电机厂二、二、三三相异步电动机的铭牌相异步电动机的铭牌 图图4-5 三相异步电动机铭牌三相异步电动机铭牌 在三相异步电动机的机座上有一块铭牌，铭牌上标出了在三相异步电动机的机座上有一块铭牌，铭牌上标出了该电动机的主要技术数据。该电动机的主要

5、技术数据。 磁极数，磁极数，4表示四极表示四极机座类型（机座类型（L表示长机座，表示长机座，M表示中表示中 机机 座，座，S表示短机座）表示短机座）中心高度（中心高度（mm）异步电动机异步电动机 Y 112 M 41型号型号(Y112M4）2额定值额定值电动机在加额定电压、输出额定功率时，流入定子绕组的电动机在加额定电压、输出额定功率时，流入定子绕组的线电流线电流。电动机在额定状态下运行时，定子绕组所加的电动机在额定状态下运行时，定子绕组所加的线电压线电压。电动机在额定工作状态下运行时，轴上电动机在额定工作状态下运行时，轴上输出的机械功率输出的机械功率。NNNNNcos3 IUP 式中，式中，

6、 为额定效率，为额定效率， 为额定功率因数。为额定功率因数。 N Ncos （1）额定功率）额定功率 (kW)NP（2）额定电压）额定电压 (kV或或V)NU（3）额定电流）额定电流 (A) NI额定功率与其他额定值之间的关系额定功率与其他额定值之间的关系（4）额定转速）额定转速 (r/min) Nn在额定电压下，定子绕组应采用的联结方法。在额定电压下，定子绕组应采用的联结方法。Y系列电动机，系列电动机，4kW以上者均采用三角形接法。以上者均采用三角形接法。（6）接法）接法() 电动机所接交流电源的频率。我国电网的频率规定为电动机所接交流电源的频率。我国电网的频率规定为50Hz。Nf（5）额定

7、频率）额定频率 (Hz)电动机在额定状态下运行时的转速。电动机在额定状态下运行时的转速。（7）工作方式）工作方式 S1连续；连续；S2短时间；短时间；S3断续。断续。（8）绝缘等级）绝缘等级 根据绝缘材料允许的最高温度分为根据绝缘材料允许的最高温度分为Y、A、E、B、F、H、C级，见表级，见表4-1，Y系列电动机多采用系列电动机多采用E、B级级绝缘。绝缘。表表4-1 绝缘材料耐热等级绝缘材料耐热等级 18018015513012010590CHFBEAY等级等级最高允许温度最高允许温度/C三、三相异步电动机的基本工作原理三、三相异步电动机的基本工作原理在三相定子绕组中流过三相对称交流电流，其波

8、形如图在三相定子绕组中流过三相对称交流电流，其波形如图4-7。图图4-6 两极定子绕组结构示意图两极定子绕组结构示意图1旋转磁场的产生旋转磁场的产生结构结构示意图示意图接线接线原理图原理图据电流的参考方向（首端流入）据电流的参考方向（首端流入）和波形图判断电流的实际方向和波形图判断电流的实际方向电流为负时，实际电流从线圈末端电流为负时，实际电流从线圈末端流进，首端流出。流进，首端流出。电流为正时，实际电流为正时，实际电流从线圈首端流电流从线圈首端流进，末端流出；进，末端流出；图图4-8 两极旋转磁场示意图两极旋转磁场示意图 放大放大波形波形还原还原波形波形对于对于 对磁极电动机，旋转磁场的转速

9、对磁极电动机，旋转磁场的转速p3) 对于两极（即磁极对数对于两极（即磁极对数 =1）电动机，旋转磁场转速）电动机，旋转磁场转速 p1160 fn 旋转磁场的特点旋转磁场的特点1）定子三相绕组的合成磁场为旋转磁场。）定子三相绕组的合成磁场为旋转磁场。2）旋转磁场的转向取决于三相电流的相序。若要改变旋转磁）旋转磁场的转向取决于三相电流的相序。若要改变旋转磁场转向，只须将三相电源进线中的任意两相对调即可。场转向，只须将三相电源进线中的任意两相对调即可。pfn1160 (4-1)式中，式中， 是旋转磁场转速，亦称同步转速（是旋转磁场转速，亦称同步转速（r/min）；）； 是电源频率（是电源频率（ ）；

10、）； 是磁极对数。是磁极对数。 1n1f Hzp问题问题1.1.怎样产生怎样产生两对磁极两对磁极? ?图图4-9 三相异步电动机旋转原理图三相异步电动机旋转原理图 2旋转原理旋转原理结论：结论：转子的转向和旋转磁场的转向一致。若改变旋转磁转子的转向和旋转磁场的转向一致。若改变旋转磁场的转向，则可改变转子的转向。场的转向，则可改变转子的转向。旋转磁场与转子导体旋转磁场与转子导体间有相对运动间有相对运动感应电动势感应电动势右手定则右手定则感应电流感应电流左手定则左手定则电磁力电磁力电磁转矩电磁转矩因为，如果转子的转速因为，如果转子的转速 达到同步转速达到同步转速 ，则转子导体将不，则转子导体将不再

11、切割磁力线，因而感应电动势、感应电流和电磁场转矩均为再切割磁力线，因而感应电动势、感应电流和电磁场转矩均为零，转子将减速，因此，转子转速总是低于同步转速。零，转子将减速，因此，转子转速总是低于同步转速。1nnn1n“异步异步”的含义是指转子的转速的含义是指转子的转速 永远比同步转速永远比同步转速 （既旋（既旋转磁场的转速）小。转磁场的转速）小。异步电动机的异步电动机的“异步异步”的含的含义义感应电机感应电机旋转磁场的同步转速旋转磁场的同步转速 与转子转速与转子转速 之差称为转差。之差称为转差。转差与同步转速转差与同步转速 之比称为转差率之比称为转差率 ，用，用 表示，即表示，即 1nn1nss