第七章.三相交流电动机

三相交流电机和三相无刷电机三相交流电机和三相无刷电机是现代工业中常见的电动机类型，它们在不同的应用场合中发挥着重要作用。

本文将从工作原理、优点和应用等方面对这两种电机进行介绍，希望读者能够对它们有更深入的了解。

三相交流电机是一种利用三相交流电源驱动的电动机。

它由定子和转子两部分组成。

定子上绕有三组互相位移120度的线圈，称为A、B、C相。

当交流电源通电时，由于相位差的存在，线圈中会产生旋转磁场。

而转子上的永磁体受到磁场的作用，会跟随磁场的旋转而旋转，从而驱动电机运行。

三相交流电机具有结构简单、可靠性高、效率高等优点，广泛应用于工业生产中。

而三相无刷电机是一种采用电子换向技术驱动的电机。

它与传统的有刷直流电机相比，无刷电机没有刷子与换向器，换向通过电子元件来实现。

无刷电机的转子上通常装有永磁体，定子则绕有三组线圈，同样称为A、B、C相。

通过适时地改变线圈的通电顺序，可以实现电机的正常运转。

三相无刷电机具有体积小、重量轻、寿命长、响应快等优点，在电动车、无人机等领域有着广泛的应用。

三相交流电机和三相无刷电机在工业生产中发挥着不同的作用。

三相交流电机通常用于大功率的工业设备，如电动机、风机、泵等。

它们能够提供稳定可靠的动力输出，适用于长时间、高负荷的运行环境。

而三相无刷电机则更适用于一些对体积和重量有较高要求的场合，如电动工具、家用电器等。

无刷电机的高效率和快速响应能力使其成为许多高性能设备的理想选择。

三相交流电机和三相无刷电机是现代工业中常见的电动机类型。

它们在工作原理、优点和应用等方面存在一定的差异，但都在各自的领域中发挥着重要作用。

通过深入了解它们的特点和应用，我们可以更好地选择和应用电机，提高生产效率，推动工业的发展。

希望本文对读者有所帮助，增加对这两种电机的认识。

三相交流电动机结构
三相交流电动机是一种常见的电动机类型，其结构主要由转子、定子
和端盖组成。

下面将详细介绍三相交流电动机的结构。

一、转子
转子是三相交流电动机的旋转部分，通常由铸铁或铝合金制成。

转子
的结构分为两种：鼠笼式转子和绕线式转子。

鼠笼式转子是将许多铜条或铝条平行地嵌入到铸铁或铝合金的转子中，形成一个闭合的回路。

当电流通过定子线圈时，会在转子中产生旋转
磁场，使转子旋转。

绕线式转子是将绕线制成的线圈绕在转子上，形成一个旋转的电磁场。

当电流通过定子线圈时，会在转子中产生电流，使转子旋转。

二、定子
定子是三相交流电动机的静止部分，通常由铸铁或铝合金制成。

定子
的结构分为两种：单层绕组和双层绕组。

单层绕组是将绕线制成的线圈绕在定子上，形成一个旋转的电磁场。

当电流通过定子线圈时，会在定子中产生电流，使定子产生旋转磁场。

双层绕组是将两个绕线制成的线圈绕在定子上，形成两个旋转的电磁场。

当电流通过定子线圈时，会在定子中产生两个电流，使定子产生
两个旋转磁场。

三、端盖
端盖是三相交流电动机的两端，通常由铸铁或铝合金制成。

端盖的主
要作用是固定转子和定子，并保护电机内部的零部件。

总之，三相交流电动机的结构主要由转子、定子和端盖组成。

其中，
转子是电动机的旋转部分，定子是电动机的静止部分，端盖则是电动
机的两端，起到固定和保护的作用。

了解三相交流电动机的结构对于
电机的维护和维修非常重要。

三相交流电动机结构及各部分作用三相交流电动机是一种常用的电动机类型，其结构复杂，包括定子、转子、端盖和轴等部分，每个部分都有其特定作用。

1.定子：定子是三相交流电动机的固定部分，通常由电枢绕组、铁心和端盖等组成。

电枢绕组是由三组相间120度排列的绕组组成，其作用是产生旋转磁场。

铁心则用于增加定子的磁导率，从而提高磁场的强度。

2.转子：转子是三相交流电动机的转动部分，其中心通常由轴、铁心和导电材料（如铜或铝）构成。

转子的作用是在定子产生的旋转磁场作用下，通过感应电流产生转矩，使电机运转。

3.端盖：端盖位于电动机的两端，用于固定定子和转子。

除此之外，端盖还起到保护电机内部零件的作用，防止灰尘、水分和其他杂质进入电机内部，从而延长电机的使用寿命。

4.轴：轴是电动机的中心部分，通过轴将转子与外部负载连接起来。

轴的材料通常选用高强度、刚性好的金属材料，以保证电机的稳定运转。

在电动机运行过程中，各部分有着不同的作用：1.定子：定子中的电枢绕组通过三相交流电源输入电流，产生旋转磁场。

这个旋转磁场会与转子中的导体相互作用，产生感应电流，从而产生转矩，驱使电机转动。

2.转子：转子中的导体以铜或铝为材料，当定子的旋转磁场作用下，导体中会产生感应电流。

感应电流与定子磁场相互作用，产生磁力，从而产生转矩，使电机运转。

3.端盖：端盖固定了定子和转子，不仅起到了保护作用，还防止了外部杂质进入电机内部，保证电机的正常运转。

4.轴：轴将转子与外部负载连接起来，通过轴传递转动力矩。

轴的设计和材料的选择直接影响到电机的转速和负载能力。

除了以上主要部分外，三相交流电动机还常常配有其他辅助部件，如轴承、风扇和传感器等。

轴承用于支撑转子的装置，保证转子的旋转平稳和无摩擦，风扇用于散热，传感器用于检测电机的转速和温度等参数。

总结起来，三相交流电动机作为一种常见的电动机类型，其结构复杂，包括定子、转子、端盖和轴等多个部分，每个部分都有其特定的作用，共同协作使电机正常运转。

三相交流电动机是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电机转子旋转的，有关旋转磁场的介绍在前面已作介绍，在这里介绍电机转子是如何在旋转磁场的作用下旋转的。

最简单的方法是在产生旋转磁场的空间放一永久磁铁，该磁铁就会跟着磁场旋转了。

下图就是这样一个永久磁铁转子。

把永久磁铁转子放在有旋转磁场的定子铁芯中，它将跟随旋转磁场一同旋转，其转速与旋转磁场一致，故称之为同步电动机，下图便是这样一个模型的示意图。

下面是该三相交流同步电动机模型的动画截图，为看清线圈与磁力线，定子与转子用半透明显示。

动画中有输入三相电流的变化波形，有旋转磁场与跟着旋转的永磁转子。

需要观看永磁转子同步电动机原理模型动画请下载动画文件观看
实际上的三相交流同步电动机转子多数是电磁的，转子上有励磁绕组，用直流励磁电源产生固定磁场，下图是一个三相交流同步电动机原理模型旋转动画的截图。

第七章 三相交流异步电动机答案班级 姓名 学号1．额定功率都是4kW 的Y112M-4型和Y160M 1-8型三相异步电动机，其额定转速分别为1440r/min 和720r/min 。

它们的额定转矩各为多少？请说明电动机的极数、转速和转矩三者之间的关系。

解：Y112M-4电动机： T N =9550×P N /n N =9550×4/1440=26.53N ·mY160M 1-8电动机：T N =9550×P N /n N =9550×4/720=53.06N ·m 这说明电动机磁极对数越多，转速越低，而电动机的转矩越高。

2．Y112M-4型三相异步电动机，已知相关数据为U N =380V ，△接法，I N =8.8A ，P N =4kW ，ηN =0.845，n N =1440r/min 。

求：⑴在额定状态下的功率因数及额定转矩；⑵若电动机的起动转矩为额定转矩的2.0倍时，采用Y-△降压起动时的起动转矩。

解：⑴817.0845.08.838031043cos cos 33=⨯⨯⨯⨯==∴=N N N N N NN N N N I U P I U P ηϕϕηΘ53.261440495509550=⨯==n N N n P T N ·m ⑵ 06.53253.260.2=⨯==N st T T N ·m 69.1706.533131=⨯==st stY T T N ·m 3．有一台四极、50Hz 、1425r/min 的三相异步电动机，转子电阻R 2=0.02Ω，感抗X 20=0.08Ω，E 20=20V 。

求：⑴电动机在起动瞬间（n =0，s =1）时转子电流I 20，功率因数cos ϕ20；⑵额定转速时的E 2、I 2和cos ϕ2。

比较上述两种情况能得出什么结论？ 解：⑴ 24108.002.02022220222020=+=+=XR E I A 241.008.002.002.0cos 2222022220=+=+=XR R ϕ⑵ 05.015001425150011=-=-=n n n s N N 所以 12005.0202=⨯==sE E V 49)08.005.0(02.02005.0)(2222022202=⨯+⨯=+=sX R sE I A98.0)08.005.0(02.002.0)(cos 222202222=⨯+=+=sX R R ϕ4．Y180L-6型三相异步电动机的额定电压为660/380V ，Y/△接法，接到工频线电压为380V 的电源上运行，测得I l =30A ，P 1=16.86kW 。

交流电动机三相电流不平衡的原因导言：交流电动机是工业生产中常见的驱动设备之一，其运行稳定与否直接影响到生产效率和设备寿命。

然而，有时我们会发现交流电动机的三相电流存在不平衡现象，这可能会导致电机发热、效率下降、噪音增加等问题。

本文将从电源问题、线路问题和电机本身问题三个方面分析交流电动机三相电流不平衡的原因。

一、电源问题1.供电电源不平衡：交流电动机通常采用三相供电，若供电电源的三相电压存在差异，会导致电机三相电流不平衡。

这可能是由于电源系统中的配电设备老化、负荷不均衡或电网故障等原因引起的。

2.电源电压波动：电源电压波动也是导致电动机三相电流不平衡的常见原因之一。

电源电压波动会导致电机运行时各相电流发生波动，进而引起电流不平衡。

二、线路问题1.线路阻抗不均衡：线路阻抗不均衡是导致电动机三相电流不平衡的重要原因之一。

电动机工作时，电流会通过供电线路传输，如果线路的阻抗不均衡，会导致电流在各相之间分配不均，从而产生电流不平衡现象。

2.线路接触不良：线路接触不良也可能引起电动机三相电流不平衡。

在电路连接处，如插座、接线端子等，如果存在松动、腐蚀或接触不良的情况，会导致电流传输不畅，造成电流不平衡。

三、电机本身问题1.电机内部绕组故障：电机内部绕组故障是导致电动机三相电流不平衡的主要原因之一。

绕组故障可能包括绝缘老化、短路、接地等问题，这些故障会导致电机各相电流不一致，从而引起电流不平衡。

2.负载不均衡：负载不均衡是指电动机所驱动的负载在各相上的分布不均匀。

负载不均衡会导致电动机各相的负载不同，从而引起电流不平衡。

解决方案：1.电源问题解决方案：定期检查供电电源的稳定性，保证电源的平衡和稳定；对于电源电压波动较大的情况，可以采用稳压器或电压调节器来稳定电压。

2.线路问题解决方案：定期检查线路的阻抗平衡情况，确保线路的连接良好；及时处理线路接触不良的情况，确保电流传输畅通。

3.电机本身问题解决方案：定期对电机进行维护和检修，及时处理绕组故障；在设计和使用过程中，合理安排负载，避免负载不均衡。

浙江三相交流电机工作原理
浙江三相交流电机的工作原理是基于旋转磁场的原理。

其主要原理如下：
1. 三相供电：浙江三相交流电机通过三相电源（A相、B相、C相）供电，电压相位相差120度。

2. 旋转磁场：当三相电源供电后，通过电源引线连接到定子线圈上，形成三个互相间隔120度的交流电流激励定子线圈。

这三个电流形成的磁场旋转，称为旋转磁场。

3. 感应转子：浙江三相交流电机的转子上有导体。

当旋转磁场通过转子时，磁场的变化会引起转子上导体内感应出电流，并在导体中形成电流激励磁场。

4. 电磁力和转矩产生：由于转子导体中激励磁场与定子磁场互相作用，形成的电磁力将导致转子转动。

这个电磁力与转子上的导体数量、导体形状以及导体与磁场的相对速度有关，从而产生转矩。

5. 滑动现象：由于转子上导体的滑动现象，会导致转子速度稍低于旋转磁场的速度。

这样，转子上的感应电流将产生一个反向的磁场，与定子磁场相互作用，形成稳定的运转状态。

6. 实际运行：浙江三相交流电机在正常运行中，电源提供连续的三相交流电流，通过上述原理产生的旋转磁场将带动转子转动，从而达到工作的目的。