三相发电机基础知识
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三相发电机的原理1
转移转化，依照相关法律规定管理和实施。 第十六条
4
学校鼓励教师通过科技成果转化获得收益， 收益分配形式
分为直接转让收益和作价入股后的股权收益两种。 （一）科技成果直接转让所获收益，可尊重教师意愿，按照横向科研 经费进行管理， 用于成果的进一步完善， 也可按照以下收益分配办法进行 分配： 科技成果直接转让所获收益的 95%，扣除可能产生的评估费用后，用 于对科技成果研发团队和完成人（包括担任领导职务的科技人员） ，以及 为科技成果转移转化作出重要贡献的相关人员、 技术转移机构等相关方面 的奖励；所获收益的 5%作为学校收益。 （二）科技成果以作价入股形式转化的，学校和成果完成人按 1:4 的比例分配股权。学校所持有的股权，由学校资产管理处负责管理。
回答问题 2：先来看下什么是交流电？ 交流电即交变电流，指的是电源的电压大小和方向都随时间做周期性变化的电 流。直流电则相反。所以体现交流电的是火线输出的电压是按正弦波形交替变化的交 变电流。 而不是直线形状的恒定职务科技成果的权属归学校， 具体内容泛指创
新知识与技术，包括已经产权化的成果(专利、集成电路布图设计、植物 新品种、计算机软件著作权、作品著作权等)，和未产权化的创新知识、 专有技术、技术秘密、软件、算法及各种新的产品、工程、技术、系统的 应用示范等。
（三） 学校正职领导， 是科技成果的主要完成人或对科技成果转化作 出重要贡献的，可按照规定获得现金奖励，原则上不得获取股权激励。其 他担任领导职务的科技人员， 是科技成果的主要完成人或对科技成果转化 作出重要贡献的， 可按照规定获得现金奖励或股权激励， 但获得股权激励 的领导人员不得利用职权为所持股权的企业谋取利益。 对领导干部违规获 取科研成果转化相关权益的行为，按照有关规定严肃处理。 第十七条 学校设立科技成果转化专项经费， 资金主要来源是学校在 科技成果转化中所获收益，同时还有其他来源，例如捐赠等。 第十八条 个人收益所得税按国家有关规定执行。
三相发电机原理图
铁芯同样由硅钢片叠 压而成，以减小磁阻 并增加机械强度。
气隙
01
气隙是定子和转子之间的间隙， 通常很小，以确保磁场能量能够 有效地传递。
02
气隙的大小对发电机的性能有很 大影响，气隙过大可能导致磁场 能量损失增加，气隙过小则可能 引起机械摩擦和振动。
04
三相发电机的运行与控 制
运行方式与控制策略
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功率调节
为了使发电机能够根据需求输出不同的功率，需要对发电机的输出功率进行调节 。这可以通过改变原动机的输入功率或调节励磁电流来实现。
保护与故障处理
保护措施
为了防止发电机在异常情况下损坏， 需要采取一系列的保护措施。这包括 过电流保护、过电压保护、欠电压保 护、过热保护等。
故障处理
当发电机出现故障时，需要采取适当 的措施进行处理。这包括对故障进行 诊断、隔离和修复，以及的部件 进行更换或修复。
常见故障与排除方法
电气故障
如线路短路、断路等，应检查线 路连接，更换损坏的部件。
机械故障
如轴承异响、齿轮打齿等，应更 换损坏的机械部件。
温度过高
发电机过热可能是由于散热不良 或负载过大，应检查散热系统，
调整负载。
THANKS FOR WATCHING
发展
随着可再生能源和智能电网技术的兴起，三相发电机在新能源发电和分布式发 电领域的应用越来越广泛。同时，新型的三相发电机也在不断涌现，如永磁同 步发电机和无刷直流发电机等。
02
三相发电机的工作原理 图
原理图概述
原理图定义
三相发电机原理图是一种用于描述三 相发电机工作原理的图形表示，通过 图形符号和布局展示发电机内部各元 件的连接关系和工作流程。
三相同步发电机技术条件
三相同步发电机技术条件三相同步发电机是一种常用的发电设备，广泛应用于电力系统中。
它具有高效、稳定、可靠的特点，被广泛应用于各个领域。
本文将从技术条件的角度介绍三相同步发电机的相关知识。
一、三相同步发电机的基本原理三相同步发电机是通过电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
它由转子和定子两部分组成，其中转子是旋转部分，定子是固定部分。
当转子旋转时，通过磁场的相互作用，使得定子中的线圈感应出电势，并产生电流。
这样，机械能就被转化为电能。
二、三相同步发电机的技术条件1. 额定功率：即发电机能够持续输出的功率。
额定功率是发电机设计时的重要参数，一般以千瓦（kW）为单位表示。
2. 额定电压：即发电机输出的电压。
在电力系统中，常用的额定电压有220V、380V等。
发电机的额定电压需要与电力系统的额定电压匹配，以确保稳定的供电。
3. 频率：即发电机输出的电频。
在电力系统中，常用的频率为50Hz或60Hz。
发电机的频率需要与电力系统的频率保持一致，以确保供电稳定。
4. 功率因数：即发电机输出功率与视在功率之间的比值。
功率因数是衡量发电机电能利用率的重要指标，一般为0.8至1之间。
5. 转速：即发电机转子的转速。
发电机的转速需要与电力系统的同步速度相匹配，以确保发电机能够与电力系统同步运行。
6. 绝缘等级：即发电机的绝缘性能。
发电机需要具备良好的绝缘性能，以防止电气事故的发生。
7. 效率：即发电机的电能转换效率。
发电机的效率越高，能够将机械能转化为电能的能力越强。
8. 耐久性：即发电机的使用寿命。
发电机需要具备较高的耐久性，能够长时间稳定运行。
9. 控制方式：即发电机的控制方式。
发电机的控制方式有多种，包括手动控制、自动控制等。
三、三相同步发电机的应用领域三相同步发电机广泛应用于各个领域，包括电力系统、工业生产、交通运输等。
在电力系统中，三相同步发电机是发电厂的核心设备，能够稳定地输出电能，满足电力系统的需求。
在工业生产中，三相同步发电机被用作驱动电动机、供应电力负载等，为工业设备提供稳定的电源。
三相交流发电机原理
三相交流发电机原理一、概述三相交流发电机是一种常用的发电机类型，它能够将机械能转化为电能。
在现代工业和生活中，三相交流发电机被广泛应用于各种场合。
本文将详细介绍三相交流发电机的原理。
二、基本原理三相交流发电机的基本原理是利用磁场与导体之间的相互作用产生感应电动势。
当转子转动时，它会在定子线圈中产生一个旋转磁场。
由于磁场的变化，定子线圈内就会产生感应电动势。
这个感应电动势是一个交流信号，它的频率等于旋转磁场的频率。
三、结构组成三相交流发电机由转子、定子、端盖和轴承等部件组成。
其中，转子是旋转部件，由永磁体或者绕组制成；定子则是固定部件，由铜线圈和铁芯制成；端盖是连接转子和轴承的零件；轴承则支撑着整个发电机。
四、工作过程当外力作用于发电机时，使得转子开始旋转。
由于定子线圈中有导体，在旋转磁场的作用下，导体中就会产生感应电动势。
这个电动势会随着旋转磁场的变化而改变方向和大小，从而产生三相交流电。
五、三相交流电的特点三相交流电具有以下几个特点：1. 三相交流电是一种多相电信号，它由三条线路组成；2. 三相交流电的频率是固定的，通常为50Hz或60Hz；3. 三相交流电的幅值可以随着负载的变化而改变；4. 三相交流电可以通过变压器进行升压或降压。
六、发电机输出功率计算公式发电机输出功率可以通过以下公式进行计算：P = V x I x cosθ其中，P表示输出功率，单位为瓦特；V表示发电机输出的电压，单位为伏特；I表示负载所需的电流，单位为安培；cosθ表示功率因数。
七、结论本文详细介绍了三相交流发电机的原理。
通过对其结构组成、工作过程和特点等方面进行分析和解释，我们可以更好地理解这种发电机类型，并且能够更好地应用于实际生产和生活中。
三相发电机原理
三相发电机原理三相发电机是一种常见的交流电发生器，由于其高效、稳定和可靠性强等优点，被广泛应用于各种领域。
本文将详细介绍三相发电机的原理和工作过程。
一、三相发电机的原理三相发电机是利用电磁感应原理来将机械能转换成电能的一种设备。
其原理可以简单地概括为：在磁场中旋转的导体会产生感应电动势，而这个电动势的大小与导体在磁场中运动的速度和磁场的强度有关。
在三相发电机中，磁场由旋转的转子上的磁极产生，而导体则是通过定子上的线圈来实现。
定子上的线圈被连接成三个相位，分别称为A相、B相和C相。
这三个相位的线圈在定子上分别呈120度的相位差排列，形成了一个三角形。
当转子旋转时，磁场也随之旋转，这就使得每个线圈中的导体都会被磁场切割，从而产生感应电动势。
由于三个线圈的相位差为120度，因此它们的感应电动势也呈现出120度的相位差。
这三个感应电动势可以表示为一个三相交流电信号，它们的频率与转子的旋转速度成正比，也就是说，当转子的旋转速度增加时，交流电信号的频率也会增加。
二、三相发电机的工作过程三相发电机的工作过程可以分为两个阶段：励磁阶段和发电阶段。
在励磁阶段，三相发电机需要通过外部电源来提供磁场。
这个外部电源可以是直流电源或者交流电源。
通过这个电源，三相发电机产生一个强大的磁场，这个磁场随着转子的旋转而旋转，从而切割定子上的线圈，产生感应电动势。
在发电阶段，三相发电机已经产生了足够的磁场，可以开始发电了。
当转子旋转时，定子上的线圈会被磁场切割，产生三相交流电信号。
这些交流电信号会被送入负载中，从而驱动负载工作。
需要注意的是，三相发电机的发电过程必须满足两个条件：首先，磁场必须足够强，才能产生足够的电动势；其次，转子的旋转速度必须保持恒定，否则交流电信号的频率会发生变化，从而影响负载的工作效果。
三、三相发电机的应用三相发电机的应用非常广泛，它被用于各种场合，例如：发电厂、电站、风力发电、水力发电、汽车发电机等等。
在这些应用中，三相发电机的高效、稳定和可靠性强等特点得到了充分的发挥。
三相交流发电机的工作原理
三相交流发电机的工作原理三相交流发电机是一种常见的发电设备，它通过转动的机械能转化为电能，为我们的生活和工业生产提供了重要的电力支持。
那么，三相交流发电机是如何工作的呢？接下来，我们将从工作原理的角度来详细介绍。
首先，三相交流发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势。
而在三相交流发电机中，通过转子上的励磁电流产生的磁场与定子上的导体相互作用，从而产生感应电动势。
这是三相交流发电机产生电能的基本原理。
其次，三相交流发电机的工作原理还涉及到三相交流发电的特点。
在三相交流发电机中，转子上的励磁电流会产生一个旋转的磁场，而定子上的导体则处于这个旋转磁场中。
由于三相交流发电机中的定子绕组是三相的，因此在不同的时间，不同的绕组上产生的感应电动势是不同的，它们之间存在相位差。
这样，通过三相绕组上的电流，就可以得到三相交流电。
最后，三相交流发电机的工作原理还包括了发电机的自励和励磁。
在三相交流发电机中，励磁是非常重要的，它决定了发电机的输出电压和功率。
通过在转子上加上直流电流，就可以产生一个稳定的磁场，从而保证了发电机的正常工作。
而对于自励发电机来说，它可以通过输出的一部分电能来自身励磁，从而实现了自身的持续工作。
综上所述，三相交流发电机的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，通过励磁电流产生磁场，使定子绕组中的导体产生感应电动势，最终实现了电能的转换。
同时，三相交流发电机的工作原理还包括了三相交流发电的特点和励磁的重要性。
通过对三相交流发电机工作原理的深入理解，我们可以更好地应用和维护这一重要的发电设备，为社会的发展做出更大的贡献。
三相发电机的工作原理
三相发电机的工作原理随着科技的进步和经济的发展，电力在我们日常生活中变得不可或缺。
而发电机作为电力供应的关键设备之一，在电力系统中起到了举足轻重的作用。
其中，三相发电机作为一种常见的发电机类型，其工作原理对于理解发电机的运行过程至关重要。
一、三相发电机的基本构成三相发电机由定子（也称为绕组）和转子两部分组成。
定子通常由三相绕组，也即三根线圈组成，每个线圈的电流相位差120度。
而转子通常由永磁体或者电枢绕组构成。
二、电磁感应原理三相发电机的工作基于电磁感应原理，即在磁场变化的作用下，导体中会产生感应电动势。
而发电机利用磁场和导体之间的相互作用，将机械能转化为电能。
三相发电机通过定子和转子之间的磁场相互作用实现电能的转换。
当导体通过磁场运动时，磁通量将穿过导体形成一个感应电动势，导致电子在导体中移动，从而产生电流。
三、三相交流电的产生三相发电机通过机械能转化为电能的过程中产生的电流为交流电。
在三相发电机中，当定子上的线圈经过磁场作用时，会感受到不断变化的磁场强度，从而在定子绕组上产生感应电动势，进而引发电流流动。
由于定子上的线圈存在相位差，因此产生的电流也存在相位差。
四、三相发电机的工作原理在运行过程中，三相发电机的转子被连续地以恒定的速度旋转。
当转子旋转时，通过电枢绕组产生的磁场与定子绕组的磁场相互作用，导致了磁场的变化。
这种变化会在定子绕组中产生感应电动势，并引发电流流动。
这些变化的电流通过定子绕组的导线，输送到外部电路。
五、三相发电机的特点三相发电机具有许多独特的特点，使其成为电力系统中首选的电源设备之一。
首先，三相发电机产生的电能为交流电，符合电力系统的供电要求。
其次，三相发电机的工作效率高，能够满足大功率负载的需求。
此外，三相发电机还具有运行稳定、噪音低以及维护成本低等优点。
结论三相发电机作为电力系统中常见的发电机类型，其工作原理对于理解电力系统的运行至关重要。
它通过电磁感应原理以及磁场与导体之间的相互作用，将机械能转化为电能。
三相无刷发电机原理
三相无刷发电机原理三相无刷直流电机（BLDC）是目前工业自动化领域中广泛应用的一种电机类型，它具有高效率、高速度和高可靠性等优点。
下面将介绍三相无刷发电机的工作原理、结构、控制方式、特点和应用等方面。
一、工作原理三相无刷电机主要由永磁体、转子和定子等部分组成。
永磁体是提供转子磁通的部分，转子由永磁体包围，与永磁体之间构成气隙，转子内部装有磁极，是驱动电机的旋转部分；定子则由三个线圈（相）组成，每个线圈之间相隔120度，电机通过相序的变化来控制转子的转动。
三相无刷电机的工作原理和普通电机相似，即通过电磁感应和动电力作用来实现转子的转动。
在启动时，电机控制器提供电源（通常是直流电源），让电机的转子产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，定子线圈内的磁场也会产生旋转，由于定子线圈的磁场在旋转的过程中是不断变化的，因此会在定子线圈中产生感应电动势，进而引起电流流过定子线圈，产生动力作用，驱动转子进行旋转。
三相无刷电机的最大区别在于其转子没有驱动电源和电刷的设置，因此可以减少电刷和机械结构的摩擦损失，从而提高电机效率和寿命。
二、结构特点三相无刷电机的结构相对简单，主要由永磁体、转子和定子等部分组成。
其中永磁体是提供转子磁通的部分，它通常采用稀土永磁材料，能够提供强大的磁场，确保电机高效、低噪音和高可靠性的运行。
转子由永磁体包围，与永磁体之间构成气隙，转子内部装有磁极，是驱动电机的旋转部分；定子则由三个线圈（相）组成，每个线圈之间相隔120度，电机通过相序的变化来控制转子的转动。
三相无刷电机还具有以下优点：1. 无刷结构，减少机械结构和电刷的损耗，提高机械效率和寿命；2. 不需要传统的换向器，控制简单，能够实现高精度、高效率、高速度和高可靠性的转换；3. 由于不需要电刷和换向器，减少了电机的维护成本、噪音和电磁干扰，能够适用于高精度、低噪音、低振动和高可靠性的工业自动化领域。
三、控制方式三相无刷电机的控制方法主要分为霍尔传感器控制和无传感器控制两种。
三相发电机原理
三相发电机原理三相发电机是一种常见的交流电发生器，其原理是利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
下面我们将详细介绍三相发电机的原理。
1. 电磁感应原理在导体中产生电动势的基本原理是电磁感应。
当导体在磁场中运动时，由于导体内部存在自由电子，因此会在导体两端产生电势差，即产生电动势。
根据法拉第定律，当一个导体在磁场中运动时，所感应出来的电动势大小与导体长度、磁场强度、运动速度和角度等因素有关。
2. 三相交流发电机结构三相交流发电机主要由转子和定子两部分组成。
其中转子是旋转部分，由永磁铁或者线圈构成；而定子则是静止部分，由三个相互平衡的线圈组成。
3. 三相交流发电机工作原理当转子旋转时，其中的永磁铁或线圈会在定子内部形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场会穿过定子中的三个线圈，并且每个线圈都被放置在一个不同的位置，使得它们分别处于旋转磁场的不同位置。
由于每个线圈都被放置在不同的位置，因此它们所感应出来的电动势也是不同的。
当三个线圈中任意一个线圈所感应出来的电动势最大时，另外两个线圈所感应出来的电动势则为零。
这样就形成了一个三相交流电源，其中每个相位之间相差120度。
这三相电源可以通过连接到负载上来产生交流电。
4. 三相交流发电机优点与单相交流发电机相比，三相交流发电机有以下优点：（1）输出功率更高：由于三个线圈可以同时工作，因此输出功率更高。
（2）输出稳定：由于三个线圈之间互为平衡，因此输出稳定性更高。
（3）体积更小：由于输出功率更高，体积也会更小。
5. 总结通过以上介绍可知，三相发电机是利用磁场和导体运动产生电动势的原理来产生交流电。
其结构简单、效率高、输出稳定性好等优点使得它成为了工业生产中常用的一种发电设备。
三相交流发电机原理
三相交流发电机原理三相交流发电机是一种常见的发电设备，它利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
在本文中，我们将详细介绍三相交流发电机的工作原理，以及其在实际应用中的重要性。
首先，让我们来了解一下三相交流发电机的基本结构。
三相交流发电机由定子和转子两部分组成。
定子是固定不动的部分，上面绕有三组线圈，分别为A、B、C相。
转子则是旋转的部分，通常由磁铁组成。
当转子旋转时，磁场会穿过定子上的线圈，从而产生感应电动势。
这就是三相交流发电机的基本结构和工作原理。
接下来，我们来详细了解三相交流发电机的工作原理。
当转子旋转时，磁场会不断地穿过定子上的线圈，导致线圈中产生感应电动势。
由于定子上有三组线圈，因此产生的电动势是交流的，并且有三相之分。
这就是为什么它被称为三相交流发电机。
这种交流电能可以直接输出，也可以通过变压器进行升压或降压后再输出。
三相交流发电机在实际应用中具有重要的意义。
首先，它可以将机械能转化为电能，为我们的生活和工业生产提供了便利。
其次，由于交流电能可以通过变压器进行升降压，因此可以远距离输送，为电力输送提供了技术基础。
最后，三相交流发电机的工作原理也为我们理解电磁感应提供了一个重要的实例，对于电磁学的学习具有重要意义。
总之，三相交流发电机是一种重要的发电设备，它利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
通过对其工作原理的详细了解，我们可以更好地理解电力的产生和传输，为我们的生活和工业生产提供了便利。
希望本文能够帮助读者更好地理解三相交流发电机的原理和应用。
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i1 u1 e1
e1
i2 e2
e 2
E2 4.44 f 2 N 2
f1
f2
f2为转子绕组中电流的频率。
每相绕组的电路图
2. 转子绕组中电流的频率 f2
因为旋转磁场和转子之间的相对转速为 (n0– n)， p(n0 n) n0 n pn0 所以 f2 s f1 60 n0 60 可见，转子电流频率与转差率 s 有关，也就是与 转速n 有关。 在 s=1 即(n =0)时，转子电流频率最大 f2= f1。 对额定转速时， s为1~9%，则f2= 0.5 ~ 4.5 Hz。
同步电动机 异步电动机 同步电动机
电 动 机
并励电动机 串励电动机 复励电动机
单相电动机 两相电动机 三相电动机
交流电动机
异步电动机
工业生产中广泛应用着交流电动机，特别是三相 异步电动机。它具有结构简单、易于控制、效率 高和功率大等许多优点。 本章讨论的问题 ：
(1)三相异步电动机的结构；
三相异步电动机
1. 转动原理
2. 极数与转速 3. 电动机的构造
4. 定子与转子电路 5. 转矩与机械特性
6. 电动机的起动 7. 电动机的调速
8. 电动机的制动 9. 铭牌数据
10. 电动机的选择
电动机 是将电能转换成机械能的装置。广泛
应用于现代各种机械中作为驱动。 • 由电动机驱动的优点：减轻繁重的体力劳动； 提高生产率；可实现自动控制和远距离操纵。 他励电动机 • 电动机的分类： 直流电动机
2 0 2
P2是电动机的输出功率 (单位 W )， T 的单位是(N•m)。n 的单位是 (r /
min)。若功率单位用千瓦，则
2n / 60
n0 nN
b
T TN Tst Tmax
P2 T 9550 n
0
• 额定转矩是电动机在额定负载时的转矩。
可从电动机铭牌上额定功率和额定转速等数据求得。 如某台电动机，P 2N =7.5kW， 额定转速nN =1440 r / min， 则额定转矩为
一、定子电路
电动机内旋转磁场的磁感应强度在沿定子与转子 间气隙应是接近于正弦规律变化分布。因此，通 过每想定子绕组的磁通也应是随时间作正弦规律 变化的，即φ=Φmsinωt 因此，每相定子绕组中由旋转磁场产生的感应电 动势为 d i1 i2 e N
1 1
也是正弦量，其有效值为 E1 4.44 f1 N1 f1 是 e1 的频率，由同步转速 pn0 可得 f1 60
3. 三相异步电动机的构造
• 参见教材
4. 三相异步电动机的定子与转子电路
三相异步电动机的电磁关系同变压器类似，定子 绕组相当于变压器的原绕组；转子绕组相当于变 压器的副绕组(而电动机的转子绕组一般是短路 的)。定子电流产生的旋转磁场将通过定子和转子 铁心而构成的闭合磁路，该磁场不仅在转子的每 相绕组中产生感应电动势 e2，也要在定子的每相 绕组中产生感应电动势 e1。而实际上，旋转磁场 是由定子电流和转子电流共同作用产生的。 设定子和转子的每相绕组匝数分别N1为N2和， 下面将对动机的电路进行分析。
实际上，下图是通过上图右 旋90°得到的。
nN
b
T TN Tst Tmax
0
• 研究机械特性是分析为了分析电动机的运行性能。 在机械特性曲线上，要讨论三个转矩。
1. 额定转矩 TN 在电动机匀速转动时，其转矩T必须与阻力转矩TC 平衡，而阻力转矩包括负载转矩T2和空载损耗转矩 T0。一般T0很小，常可忽略，所以 n P2 a T T T T
dt
u1
e1
e1
e2
e 2
f1
f2
每相绕组的电路图
定子电路分析
定子电流不仅产生主磁通φ，还将产生漏磁通 主磁通要通过转子绕组，而漏磁通将不通过转子 绕组。这样在原绕组的电压约束方程为
如用相量表示，则可认为
di1 u1 i1R1 (e1 ) (e1 ) i1 R1 L1 (e1 ) dt
2 R2 ( sX 20 ) 2
可见，转子电流I2也与转差率s有关，如图曲线所示。 转差率s增加(转速n减小)时，转子切割磁力线加剧， 于是E2增加，I2也增加。 由于转子漏磁通的存在，呈电 感性，因此 I2 比 E2 滞后2角。 转子绕组的功率因数为
cos 2 R2
2 R2
I2, cos2
TNTst
Tmax
可见，TmaxU12,且与转子电阻R2 无关，而 R2 越大 sm也越大。
当负载转矩超过最大转矩时，电动机转速急剧下 降，电动机将停止转动——产生闷车现象。
电动机一旦闷车，电流立即上升6~7倍，电动机 严重过热！以至烧坏。从另一方面考虑，若在很 短时间内过载，在电动机尚未过热就恢复达到正 常状态，未损坏电动机是允许的。因此，最大转 矩也表示电动机具有短时间的过载能力。 定义最大转矩与额定转矩的比值为过载系数λ， 即 Tmax
I2 cos2
2 X2
R2
2 R2 ( sX 20 ) 2
也与转差率s有关(见图示曲线)。 0
1
s
5. 三相异步电动机的转矩 与机械特性
• 电磁转矩 T 是三相异步电动机最重要的物理量之一， 机械特性是电动机的主要特性。对电动机进行分析往 往离不开这两方面内容。
一、转矩公式
异步电动机的转矩是由旋转磁场每磁极的磁通 与 转子电流I2相互作用产生的。它应与电磁功率成正 比，因而与转子的功率因数有关。于是 T I 2 cos 2 K T I 2 cos 2
根据电动机的转动原理，异步电动机之所以能够转 动，是因为转子绕组在旋转磁场中要产生感应电动 势e2，进而产生转子电流i2，而与旋转磁场作用产生 电磁转矩T 。下面讨论转子电路中的各物理量： 1. 转子绕组中的感应电动势 旋转磁场的主磁通φ在每相转子 绕组产生感应电动势
d e2 N 2 dt 其有效值为
(2)三相异步电动机的工作原理；
(3)三相异步电动机的转速与转差率； (4)转矩和机械特性及其与转差率的关系； (5)电动机的起动、反转、调速及制动的基 本原理和方法；
1. 三相电动机的转动原理
• 参见教材
2. 三相异步电动机的极数与转速
一、三相异步电动机的极数
三相异步电动机定子产生旋转磁场的磁极个数，称为极数。 对于每相只有一个线圈的电动机，绕组始端之间相差120° 的空间角，则产生的旋转磁场只有一对磁极。磁极对数用p 表示，则p=1。 若每相定子绕组由两个线圈串联组成(如图所示)，则绕组始 端之间相差60°空间角，因而旋转磁场具有两对磁极，p=2.
TN
一般电动机的过载系数为1.8~2.2。
3. 起动转矩 Tst
电动机刚起动 (n =0) 时的 转矩称为起动转矩
n
U1 < U1
U1
Tst K
2 R2U1 2 2 R2 X 20
E1 U1 U1 4.44 f1 N1 4.44 f1 N1
sE 20
2 R2 ( sX 20 ) 2
及 I2
s(4.44 f1 N 2 )
2 2 R2 X2
且 cos 2
R2
2 R2 ( sX 20 ) 2
则转矩公式可表示为
TK
2 sR2U1 2 R2 ( sX 20 ) 2
n （ 0 r / min ） 3000 1500 1000
750
600
500
1. 转子转速 n 电动机运行时的实际转速也就是转子转速 n。 2. 同步转速 n0 电动机旋转磁场的转速也称为同步转速 n0。
根据电动机的转动原理，转子转速将小于磁场的转 速，即n＜ n0。若二者相等，转子就没有切割磁力 线作用，转矩也就消失了，因此转子不可能以n0的 转速正常运行。 3. 转差率 s 转差率 s 是表示转子转速n与磁场转速n0 之间差别 程度的，即 n0 n s n0 它是异步电动机的重要参量之一，额定时约为1~9%
Y´ C´ A Z´ B A A ´ X Y ´Z ´ ´ C X C´ X´ B´ Y´ A Z´ B X
X´
B´ Z A´ Y
X
C
转子 P=2 A´ Y
B
Z
C
磁场位置(t=0)
二、三相异步电动机的转速 • 电动机的转速是与旋转磁场有关的。而磁场极 数不同则磁场的转速就不同，在一对磁极的情 况下，交流电经历一个周期磁场恰好在空间转 过一圈，若定子电流的频率为f1，旋转磁场在 每分钟将转过60f1 周。 当磁极对数为 p时，磁场的转速为 60 f1 n0 （转每分） p 在我国(f1=50Hz)，磁极对数为 p的磁场转速n0为 p 1 2 3 4 5 6
例
某三相异步电动机的额定转速n=570r/min。 求电动机的极数和额定时的转差率(f1=50Hz)。 转速 n0，而 n0 对应于磁极对数p有一系列固 定值。显然，与570r/min最接近的是
解：由于电动机的额定转速应接近且略小于同步
p5 n0 600r / min
因此，额定时的转差率为
n0 n 600 570 s 5% n0 600
由此，进而可得转子感应电动势的有效值为
E2 4.44s f1 N 2 sE 20
E20为 s = 1 (或n=0)时转子所产生的感应电动势的 有效值， E 4.44 f N
20 1 2
3. 转子绕组中的电流
转子电流也要产生漏磁通2，每相绕组中的感应 di2 电动势为 i1 i2 e 2 L 2 dt 对转子电路应用KVL，有 e1 e2 di2 u1 e2 i 2 R2 (e 2 ) i 2 R2 L 2 e1 e 2 dt 若用相量表示，则为 f1 f 2 E 2 I 2 R2 ( E 2 ) I 2 R2 j I 2 X 2 X2与转子频率f 2有关，即 X 2 2f 2 L 2 2 s f1 L 2 s X 20