异步电动机理论知识

三相异步电动机的拖动运行知识目标和技能目标
三相异步电动机是工业生产中常用的一种电动机类型，它的拖动运行知识目标和技能目标如下：
一、知识目标：
1.了解三相异步电动机的基本结构和工作原理；
2.掌握三相异步电动机的运行方式，包括星型连接和三角形连接；
3.了解三相异步电动机的拖动运行特性，包括转速、负载和效率等；
4.掌握三相异步电动机的起动方式和控制方法，包括直接启动、自耦启动和星角启动等。

二、技能目标：
1.能够正确选择三相异步电动机的型号和额定参数，满足生产工艺的需要；
2.能够正确连接三相异步电动机的电源和负载，保证电机正常运行；
3.能够正确设置三相异步电动机的起动方式和控制方法，保证电机的安全性和可靠性；
4.能够正确诊断三相异步电动机的故障和问题，并进行维修和保养，保证电机的长期运行。

电动机基本知识一、电动机的分类二、三相异步机的结构三相异步电动机按转子结构的不同分为笼型和绕线转子异步电动机两大类。

笼型异步电动机由于结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便，已成为生产上应用得最广泛的一种电动机。

绕线转子异步电动机由于结构较复杂、价格较高，一般只用在要求调速和起动性能好的场合，如桥式起重机上。

异步电动机由两个基本部分组成：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。

笼型和绕线转子异步电动机的定子结构基本相同，所不同的只是转子部分。

笼型异步电动机的主要部件，如图1-1所示；绕线转子异步电动机的结构如图1-2所示。

图1-1笼型异步电动机的主要部件图1-2 绕线转子异步电动机的结构1、定子三相异步电动机的定子由机座中的定子铁心及定子绕组组成。

机座一般由铸铁制成。

定子铁心是有冲有槽的硅钢片叠成，片与片之间涂有绝缘漆。

三相绕组是用绝缘铜线或铝线绕制成三相对称的绕组按一定的规则连接嵌放在定子槽中。

过去用A、B、C表示三相绕组始端，X、Y、Z表示其相应的末端，这六个接线端引出至接线盒。

按现国家标准，始端标以U1、V1、W1，末端标以U2、V2、W2。

三相定子绕组可以接成如图1-3所示的星形或三角形，但必须视电源电压和绕组额定电压的情况而定。

一般电源电压为380V（指线电压），如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V，则定子绕组必须接成星形，如图1-3a所示；如果电动机各相绕组的额定电压为380V，则应将定子绕组接成三角形，如图1-3b所示。

图1-3 三相绕组的联结2、转子转子部分是由转子铁心和转子绕组组成的。

转子铁心也是由相互绝缘的硅钢片叠成的。

转子冲片如图1-4a所示。

铁心外圆冲有槽，槽内安装转子绕组。

根据转子绕组结构不同可分为两种形式：笼型转子和绕线型转子。

（1）笼型转子笼型转子的绕组是在铁心槽内放置铜条，铜条的两端用短路环焊接起来，绕组的形状如图1-4b所示。

它像个鼠笼，故称之为笼型转子。

为了简化制造工艺，小容量异步电动机的笼型转子都是熔化的铝浇铸在槽内而成，称为铸铝转子。

第8章三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场，以转差速度切割转子导体，在转子导体中感应电势，产生电流，转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子旋转。

当转子的转速与定子旋转磁场的转速相等时，定、转子之间没有相对切割，转子中就没有电流，也就不能产生转矩。

因此转子的转速一定要异于磁场的转速，故称异步电机。

由于异步而产生的转矩称为异步转矩。

当时，为电动机运行；时为发电机运行；当即转子逆着磁场方向旋转时，它是制动运行。

异步电机绝大多数都是作为电动机运行。

其转矩和转速（转差率）曲线，如图8-1所示。

由《电机学》中可知，将转子边的量经过频率折算和绕组折算，可得到异步电机的基本方程式为：式中转差率是异步电机的重要运行参数，为折算到定子一边的转子参数，也就是从定子上测得转子方面的数值。

由方程式可以画出相应的等效电路，如图8-2所示。

当异步电动机空载时，，。

附加电阻。

图8-2中转子回路相当开路；当异步电动机堵转时，，，附加电阻，图8-2转子回路相当短路，这就和变压器完全相同。

因此异步电机也可以通过空载实验和堵转（短路）实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。

二、空载实验由空载实验可以求得励磁参数，以及铁耗和机械损耗。

实验是在转子轴上不带任何机械负载，转速，电源频率的情况下进行的。

用调压器改变试验电压大小，使定子端电压从逐步下降到左右，每次记录电动机的端电压、空载电流和空载功率，即可得到异步电动机的空载特性，如图8-3所示。

图 8-3 空载特性图 8-4 铁耗和机械耗分离空载时，电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。

所以从空载功率中减去定子铜耗，即得铁耗和机械耗之和，即式中为定子绕组每相电阻值，可直接用双臂电桥测得。

机械损耗仅与转速有关而与端电压无关，因此在转速变化不大时，可以认为是常数。

铁耗在低电压时可近似认为与磁通密度的平方成正比。

异步电机基础知识1.一台6极三相异步电动机，通入50Hz的交流电，请问其定子旋转磁场转速为（）rmin（6.0分）A.750B.1000C.1500我的答案：B√答对2.异步电机作为电动机运行时，其转差率S范围( )（6.0分）A.S＞1B.0＜S≤1C.S＜0我的答案：B√答对3.三相异步电动机在正常运转时，转子磁场在空间的转速为（）（n1为定子旋转磁场速度，n1=60fp, n为转子转速，s为转差率）（6.0分）A.n1B.nC.s n1我的答案：A√答对4.三相异步电动机旋转磁场的转向与( )有关。

（6.0分）A.电源频率B.转子转速C.电源相序我的答案：C√答对5.一台4极绕线式异步电动机，在50Hz电源下满载运行，测得其满载转差率S n=0.05, 请问转子中电流的频率为（）（6.0分）A.2.5 HzB.50 HzC.47.5 Hz我的答案：A√答对1.三相异步电动机机负载增加时，下面说法正确的是（）（8.0分））A.定子电流增大B.转子电流增大C.电机转速下降D.转子电流频率增加我的答案：ACD×答错2.关于异步电动机额定值的描述正确的是（）（8.0分））A.额定功率指定子输入的有功功率B.额定电压是指线电压C.额定电流是指线电流D.电机额定转速小于定子旋转磁场速度3.异步电动机的三种运行状态为（）（8.0分））A.起动B.制动C.发电D.电动我的答案：ABD×答错4.以下哪些属于异步电动机的主要结构部件（）（8.0分））A.定子铁心B.转子导条（绕组）C.转子铁心D.定子绕组我的答案：ABCD√答对5.三相异步电动机定子旋转磁场转速取决于（）（8.0分））A.电源频率B.负载大小C.极对数D.电压大小我的答案：AC√答对1.三相异步电动机可通过换接其中两相，达到改变电机转向的目的。

（6.0分）2.当电源电压恒定时，异步电动机最大转矩会随着负载的增加而增加。

（6.0分）我的答案：正确×答错3.三相异步电动机的最大转矩Tmax和起动转矩Tst与定子电压U1的平方成正比。

低压电工异步电动机知识测试1.异步电动机的定子铁心由厚（）mm，表面有绝缘层的硅钢片叠压而成。

[单选题] *A、 0.35～0.5(正确答案)B、 0.5～1C、 1～1.5D、 1.5～22.中、小型异步电动机定子与转子间的气隙为（）mm。

[单选题] *A、 0.02～0.2B、 0.2～2(正确答案)C、 2～5D、 5～103.异步电动机鼠笼型转子每个槽内有（）条转子导条。

[单选题] *A、 1(正确答案)B、 2C、 3D、 44.电动机在额定电压下定子三相绕组的连接方法，有（）种。

[单选题] *A、一B、二(正确答案)C、三D、四5.绕线型异步电动机的三相转子绕组的连接方式是（）。

[单选题] *A、串联B、并联C、星形连接(正确答案)D、三角形连接6.带有电刷和滑环的电动机是（）。

[单选题] *A、小容量鼠笼型异步电动机B、中容量鼠笼型异步电动机C、大容量鼠笼型异步电动机D、绕线型异步电动机(正确答案)7.异步电动机旋转磁场的转速与极数（）。

[单选题] *A、成正比B、的平方成正比C、成反比(正确答案)D、无关8.四极异步电动机的同步转速是（）r/min。

[单选题] *A、 3000B、 1500(正确答案)C、 1000D、 7509.六极异步电动机的同步转速是（）r/min。

[单选题] *A、 3000B、 1500C、 1000(正确答案)D、 75010.在电动机状态，异步电动机的实际转速（）同步转速。

[单选题] *A、略高于B、略低于(正确答案)C、明显高于D、明显低于11.异步电动机在电动机状态时，转速、转差率分别为（）。

[单选题] *A、转速高于同步转速，转差率大于1B、转速低于同步转速，转差率大于1C、转速高于同步转速，转差率小于1D、转速低于同步转速，转差率小于l(正确答案)12.中小型三相异步电动机在额定工作状态下运行时，转差率为（）左右。

[单选题] *A、 0.005B、 0.02～0.06(正确答案)C、 1D、 1013.三相异步电动机的额定电压指的是（）。

三相异步电动机基本知识1 电机概述电机的型式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。

因此，电机构造的一般原则是：用适当的有效材料（导磁和导电材料）构成能互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电磁转矩，达到转换能量形态的目的。

为了减少激磁电流和旋转磁场在铁心中产生的涡流和磁滞损耗，铁心有0.5mm厚的硅钢片叠压而成。

硅钢片绝缘层的作用？笼型转子结构简单、制造方便。

对要求启动电流小、启动转矩大的电机，可以采用绕线式电机。

按电机功能来分，可分为：①发电机——把机械能转换成电能；②电动机——把电能转换成机械能；③变压器、变频机、变流机、移相器——分别用于改变电压、频率、电流相位。

④控制电机——作为控制系统中的元件。

又可按以下方法分类：下面主要讲述高压中大型三相异步电机。

S=ns-n/ns2 电机型号、结构及分类2.1 分类a）按中心高分类可分为微型电机、小型电机、中型电机、大型电机。

一般来说，H80以下的称为微型电机（也叫分马力电机，功率在1kW以下），H80～H315的称为小型电机，H355～H630的称为中型电机，H710～H1000的称为大型电机。

b）按防护等级分类基本上可分为开启式、防护式和封闭式电机。

开启式电机的常用结构是IP11，防护式电机的常用结构是和IP22、IP23，封闭式电机的常用结构是IP44和IP54。

IP是International Protection 的意思，紧跟其后的第一个数字表示电机防护固体的能力(0-无防护；1-防护大于50mm的固体；2-防护大于12mm的固体；3-防护大于2.5mm 的固体；4-防护大于1mm的固体；5-防尘。

)，第二个数字表示电机防水的能力(0-无防护电机；1-防滴电机；2-15°防滴电机；3-防淋水电机；4-防溅水电机；5-防喷水电机；6-防海浪电机；7-防浸水电机；8-潜水电机)。

请参考标准GB4942.1-85《电机外壳防护分级》。

工控知识堂｜异步电动机的工作原理与结构异步电机是一种交流电机，主要作为电动机用。

异步电机运行时，在气隙中的旋转磁场与转子绕组之间存在相对运动，依靠电磁感应作用使转子绕组中感应电流，产生电磁转矩，从而实现机电能量的转换。

由于转子的转速与旋转磁场的转速不相等，所以称它为异步电机。

又因它的转子电流是靠电磁感应作用产生的，因此，异步电机也称为感应电机。

从电磁关系上来看，异步电机和变压器很相似。

异步电机的定子绕组相当于变压器的一次绕组，转子绕组相当于变压器的二次绕组。

所以在学习了变压器的基础上来学习异步电机是比较容易的。

一、异步电动机的主要用途与分类异步电动机是工农业中用得最多的一种电动机，其容量从几十瓦到几千千瓦，在国民经济的各行各业应用极为广泛。

例如，在工业方面：中小型的轧钢设备、各种金属切割机床、轻工机械、矿山上的卷扬机和通风机等，都用异步电机来拖动。

在农业方面：水泵、脱粒机、粉碎机和其他农副产品加工机械，也都用异步电动机拖动。

此外，在人民日常生活中，异步电动机也用得很多，例如，电扇、冷冻机、多种医疗机械等等。

总之，异步电动机应用范围广、需要量大，随着电气化自动化的发展，它在工农业生产和人民生活中占着很重要的地位。

异步电动机也可以作为发电机使用，但一般只在特殊情况下才应用。

异步电动机之所以用得这么普遍，主要是由于它的结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用，并且还有较高的效率和适用的工作特性。

但是，异步电机也有其缺点，异步电机必须从电网吸收落后的无功功率，因此它的功率因数总是小于1。

由于在电网的负载中，异步电机最多，它们所需要落后的无功功率对电网来说，是一个沉重的负担，既增加了输电过程的损耗，也妨碍了有功功率的输出。

当负载需要的电动机单机容量较大，而电网功率因数又比较低时。

最好还是采用同步电动机来拖动。

异步电动机按定子绕组的相数分：有单相异步电动机和三相异步电动机。

在没有三相电源或者所需的功率很小时，应采用单相电动机，单相电动机的功率一般不超过3——4千瓦，在日常生活中，用得较多。