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本课件介绍三相异步电动机的定子与转子构造，说明旋转磁场的产生、转向与同步转速，分析电磁转矩与机械特性，进而讲解起动、调速、制动三类运行方式，并说明铭牌数据的含义与电动机的选用原则。
本页为三相异步电动机章首页，列出本章主要小节与内容框架。
本章围绕上述小节依次展开讲解。
转子定子壳体笼型异步电动机
定子
转子
转子
笼式异步电动机
绕线式转子示意图绕线型异步电动机的构造
5.2三相异步电动机的工作原理对称三相定子绕组接入对称三相电压旋转磁场(磁场能量)磁力线切割转子绕组转子绕组中产生e和i转子绕组在磁场中受到电磁力的作用转子旋转起来机械负载旋转起来三相交流电流输出机械能量
U1U2V1V2W1W2i3i1i2i1=Imsinωti3=Imsin(ωt+120°)i2=Imsin(ωt-120°)L1L3L2两极旋转磁场（一）旋转磁场（1）旋转磁场的产生
四极旋转磁场i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3
▲极对数（p）的概念：（2）旋转磁场的转速旋转磁场转速n0—同步转速（r/min)以Y型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右下图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为1。
以Y型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。
按下图放入定子槽内。
形成的磁场则是两对磁极。
即p= 2U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3 i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3三相绕组四极旋转磁场
电流变化一周→旋转磁场转一圈电流每秒钟变化50周→旋转磁场转50圈→旋转磁场转3000圈电流每分钟变化(50×60)周p=1时：电流变化一周→旋转磁场转半圈电流每秒钟变化50周→旋转磁场转25圈→旋转磁场转1500圈电流每分钟变化(50×60)周p=2时：
三相异步电动机的同步转速600pf1n min）r/(654321p500600750100015003000n0/(r/min)f1= 50 Hz时,不同极对数时的同步转速如下:同步转速p为任意值时：
NS（二）工作原理（1）电磁转矩的产生▲用右手定则判断转子绕组中感应电流的方向▲用左手定则判断转子绕组受到的电磁力的方向电磁力→电磁转矩TT与n0同方向。
工作原理示意图F
（2）电磁转矩的方向转子旋转的方向与旋转磁场的转向相同。
电磁转矩的方向与旋转磁场的转向一致。
改变电动机的转向
（3）电磁转矩T的大小T=kTsR2U12R22+(sX20)2由公式可知2.当电源电压U1一定时，T是s的函数。
1.T与定子每相绕组电压成正比。
U1 T 3.R2的大小对T有影响。
绕线型异步电动机可外接电阻来改变转子电阻R2，从而改变转距。
【解】例：某三相异步电动机，定子电压的频率f1＝50 Hz,极对数p＝1，转差率s＝0.015。
求同步转速n0，转子转速n和转子电流频率f2。
[例]某三相异步电动机，极对数p= 2，定子绕组三角形联结，接于50 Hz、380 V的三相电源上工作，当负载转矩TL= 91 N·m时，测得I1l= 30 A，P1= 16 kW，n= 1 470 r/min，求该电动机带此负载运行时的s、P2、ŋ和功率因数。
=87.5%60f12n0= = 1 500r/min= =0.021 500－1 4701 500P2=T2=2πn602×3.1460×91×1470 W= 14 kWP1√3U1lI1l= 0.81[解]P2P1η= 100%功率因数
OTs根据转矩公式得特性曲线：OT15.3三相异步电动机的转矩与机械特性
电动机在额定负载时的转矩。
1.额定转矩TN三个重要转矩OT额定转矩(N m)额定转差率额定转速
2.最大转矩TM电机带动最大负载的能力。
令：求得临界转差率OTTM将sm代入转矩公式，可得
过载系数(能力)一般三相异步电动机的过载系数为工作时必须使TL<TM，否则电机将停转（堵转）。
电机严重过热而烧坏。
(3)绕线型电机改变转子附加电阻R´2可实现调速。
3.起动转矩Ts电动机起动时的转矩。
起动时n= 0时，s=1(2)Ts与R2有关，适当使R2 Ts 。
对绕线式型电机改变转子附加电阻R´2,可使Ts=TM。
Ts体现了电动机带载直接起动的能力。
若Ts>TL，电机能起动，否则不能起动。
OTTs起动能力起动电流
电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种能力称为自适应负载能力。
4电动机的自适应负载能力电动机工作在特性曲线的哪一点上？电动机应当运行于与负载机械特性的交点上。
n0nTOn0nTO工作段自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。
a点→TL↑→n↓→I2↑→T↑直至新的平衡I1↑ →P1↑TLaTL’→a'点a'电动机工作在比原来低的转速和比原来大的电流下
5.U1和R2变化对机械特性的影响(1)U1变化对机械特性的影响U TM Ts TLTO
（1）直接起动（全压起动）(a)小容量的电动机（二三十千瓦以下）
(b)电源容量足够大时。
只适于小容量的电机或起动不频繁的场合（2）减压起动(a) Y－ 减压起动：适用于：正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
起动时运行时UVWuNi1LYUVWuNi1L△1、笼型异步电动机的起动
滑环电刷定子转子起动时将适当的R串入转子电路中，起动后将R短路。
起动电阻2、绕线型电动机转子电路串电阻起动Rst RstRst
若R2选得适当，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。
常用于要求起动转矩较大的生产机械上。
R2 TsTO转子电路串电阻起动的特点
1变频调速(无级调速)f=50Hz逆变器M3~整流器f1、U1可调+–~变频调速方法恒转距调速（f1<f1N）恒功率调速（f1>f1N）三种电气调速方法常数 5.5三相异步电动机的调速
2变极调速(有级调速)变频调速方法可实现无级平滑调速,调速性能优异，因而正获得越来越广泛的应用。
U11U21U12U22ii P=1采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对调速性能要求不高的场合。
To3变转差率调速(无级调速)变转差率调速是绕线型电动机特有的一种调速方法。
这种调速方式广泛应用于各种提升、起重设备中。
1能耗制动制动方法能耗制动反接制动发电反馈制动在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。
5.6三相异步电动机的制动
nF转子T n0=02反接制动停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。
M3~运转制动 nF转子T n0
nF转子T n0n>n03发电反馈制动当电动机的n>n0时，旋转磁场产生的电磁转矩作用方向发生变化，由驱动转矩变为制动转矩。
电动机进入制动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。
1.型号磁极数(极对数p= 2)例如：Y 132 M－4用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。
机座长度代号机座中心高（mm）三相异步电动机教材表7.8.1中列出了各种电动机的系列代号。
5.7三相异步电动机的名牌数据
异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线型异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO
2.接法U2U1W2V1V2W1Y联结 联结W2U2V2V1W1U1接线盒V1W2U1W1U2V2W1U1V1W2U2V2接电源W1U1V1W2U2V2接电源
3.电压例如：380/220V、Y/ 是指线电压为380V时采用Y联结
线电压为220V时采用 联结。
电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
三相异步电动机的额定电压有380V，3000V,及6000V等多种。
4.电流例如：Y / 6.73 / 11.64 A表示星形联结下电机的线电流为6.73A
三角形联结下线电流为11.64A。
两种接法下相电流均为6.73A。
5.功率与效率电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。
额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2，它不等于从电源吸取的电功率P1。
6.功率因数PN7.额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。
如：nN=1440转/分sN=0.04
（1）当U1L＝UN时（2）当U1L＝0.8UN时，由于，所以【解】例：某三相异步电动机，PN＝30 kW，nN＝980 r/min，KM＝2.2，KS＝2.0，求：（1）U1L＝UN时的TM和TS
【解】（1）由表中nN＝1 470 r/min可知（2）（3）（4）（5）（6）
【解】电源电压380 V时，定子绕组星形联结，此时电源电压为220 V时，定子绕组角形联结，此时例：有一台老产品J51－4型三相异步电动机，PN＝4.5 kW，UN＝220/380 V，。
试求电源电压为380V和220 V两种情况下，定子绕组的联结方法和额定电流的大小。
（1）由于,故当时电动机过载。
（2）【解】例：某三相异步电动机，PN＝11 kW，UN＝380 V，nN＝2900r/min，cosφ=0.88， N=85.5%。
试问：(1)TL=40 N·m时，电动机是否过载
(2)I1L＝10 A时，电动机是否过载？由于，故当时电动机不过载
虽然，但由于，故不可带此负载直接起动。
变压器的额定电流为【解】（1）虽然，但由于，故不可以直接起动例：某三相异步电动机，PN＝30 kW，UN＝380 V，三角形联结，IN＝63 A，nN＝740 r/min，KS＝1.8，Is/IN＝6，TL＝0.9TN，由SN=200 KV·A的三相变压器供电。
电动机起动时，要求从变压器取用的电流不得超过变压器的额定电流。
试问：（1）能否直接起动？（2）能否星－三角起动？（3）能否选用KA＝0.8的自耦变压器起动？
变压器从电源取用的电流为（2）（3）由于，故不可以星－三角起动由于，，故可以选用KA＝0.8的自耦变压器起动。
由于TSY>TL，ISY< 3IN，故可以采用星－三角起动。
此时电动机起动线电流为由于Tsa<TL，Isa>3IN,即起动的两个必备条件均不满足，故不可以采用KA为0.5的自耦变压器起动。
【解】（1）由nN＝720 r/min知n0＝750 r/min（2）例：某三相异步电动机，UN＝380 V，IN＝9.9 A，，＝0.73，nN＝720 r/min。
方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。
电动机正转电动机反转三相异步电动机的正、反转电源~UVWM3~UVW电源~M3~
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