第六章 交流电动机的工作原理及特性 了解三相异步电动机的基本结构及工作原理； 掌握三相异步电动机的机械特性；

掌握三相异步电动机的连接方法和额定参数； 掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性； 掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及它们 的使用场所；

6.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理

一、三相异步电动机的基本结构三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成

1.定子 定子由定子铁心、绕组 以及机座组成。 2.转子转子由铁心与绕组组成。

鼠笼式异步电动机转子绕组是在转 子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端 焊在两个铜端环上而组成。 可以在定子回 路中串接电阻用以改善启动性能与调速。

线绕式异步电动机转子绕组

是由线圈绕组放入转子铁心槽内，并分为三相对称绕组，与定子产生的磁 极数相同。可以在转子回路中串接电 阻用以改善启动性能与调速。

二、三相异步电动机的工作原理 1.定子旋转磁场

1 t 0时iA=0 iB为负，iC为正;

2 t T

iA 0 iB=0 iA为正, iB为负; iA为正， iC为负; iB为正，iC为负

6时 iC=0

3 t T

3时

4 t T

2时

2.旋转磁场的旋转方向

如果将三相定子绕组中的任意两相对调，旋转磁场的方向就改变

3.旋转磁场的极数与旋转速度 在交流电动机中，旋转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速

度，用n0表示。

n0 4.转差率 S

60 f p

n0 n S n0

6.2 三相异步电动机的额定参数 一、 三相异步电动机定子绕组的接法 1.两种接法

二.机械特性 1.固有机械特性 异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式， 定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有 (自然)机械特性。 根据

T K

SR2U 22 R2 (SX 20 ) 2

S

n0 n n0

1 T 0 , n n0 , S 0理想空载工作点：

(1) (2) (4)

2 T TN , n nN , S S N额定工作点：

3 T Tst , n 0, S 1启动工作点

PN TN 9.55 nN

n0 nN SN n0

(3)

Tst K

R2U 22 2 R2 X 20

4 T Tmax , n nm , S Sm临界工作点Tmax K

U2 2X 20

Sm R2 / X 20

通常把在固有机械特性上最大电磁转矩与额定转矩之比

m Tmax / TN称为电动机的过载能力系数。它表征了电动机能够承受冲击负 载的能力大小，是电动机的又一个重要运行参数。 鼠笼式异步电动机 线绕式异步电动机

m 1.8 ~ 2.2

m 2.5 ~ 2.8

2.人为机械特性

T K

SR2U 22 R2 (SX 20 ) 2

n0

60 f p

n0 n S n0

改变定子电压U 定子电源频率f 定子电路串入电阻或电抗 转子电

路串入电阻或电抗等，都可得到异步电动机的人为机 械特性。

(1)降低电动机电源电压时的人为特性

60 f n0 p R2 n0 nm Sm X 20 n0 U2 Tmax K 2 X 20 R2U 2 Tst K 2 2 R2 X 20 Tmax TN

n0

不变 Sm 不变 随着电压的减小而大大地减小 随着电压的减小而大大地减小

Tmax Tst

(2)定子电路接入电阻或电抗时的人为特性此时电机端电压为电源电压减去定子外串电阻和电抗上的压降。

(3)改变定子电源频率时的人为特性 n0 f 60 f Sm 1 / f n0 p R2 n0 nm Tst 1 / f S m X n 20 0 Tmax 不变 2 U Tmax K 2 X 20 R2U 2 Tst K 2 2 R2 X 20 Tmax TN 注意： 调速时保持U / f 常数