4.3三相異步電動機的定子繞組4.4三相異步電動機的定子磁動勢及磁場4.5三相異步電動機定子繞組的電動勢4.1三相異步電動機工作原理及結構4.2三相異步電動機的銘牌數據第四章三相異步電動機課程本章內容的敘述方法是先闡明三相異步電動機的工作原理及基本結構，從中引出旋轉磁場建立的問題；以旋轉磁場的建立為前提，討論異步電機的主要電路（定子繞組）、磁動勢（定子繞組的磁動勢）磁場及電動勢的問題。本章小結感應電機主要用作電動機，應用最廣泛的一種電動機，廠礦企業，交通工具，娛樂，科研，農業生產，日常生活都離不開異步電動機。

交流電機有兩大類：異步電機和同步電機。同步電機的轉速與交流電源頻率之間存在嚴格的對應關系。異步電機則不然。異步電動機定子接上交流電源后，形成旋轉磁場，依靠電磁感應作用，使轉子繞組感生電流，產生電磁轉矩，實現機電能量轉換,因其轉子電流是電磁感應作用而產生的，因而也稱為感應電機類型：異步電機主要分為：鼠籠式異步電動機，繞線式異步電動機和各種控制用電動機三大類。4.1三相異步電動機工作原理及結構異步電動機電機分類按定子繞組供電電源相數按轉子繞組的結構單相異步電動機三相異步電動機兩相異步電動機異步電機鼠籠式異步電動機繞線式異步電動機結構簡單，堅固，成本低，運行性能不如繞線式通過外串電阻改善電機的起動，調速等性能4.1三相異步電動機工作原理及結構三相異步電動機的結構4.1三相異步電動機工作原理及結構4.1三相異步電動機工作原理及結構4.1三相異步電動機工作原理及結構三相異步電動機的結構定子鐵心定子沖片定子線圈鐵心和機座鼠籠轉子鼠籠轉子照片繞線轉子照片4.1三相異步電動機工作原理及結構旋轉磁場的產生旋轉磁場——一種極性和大小不變，并且以一定轉速旋轉的磁場。A-X、B-Y、C-Z三個線圈在空間上彼此互隔120°分布在定子鐵心內圓的圓周上，構成了對稱三相繞組。三相對稱繞組建立的磁場4.1三相異步電動機工作原理及結構B相從A相后移120°C相從B相后移120°A相從C相后移120°當三相對稱繞組接上三相對稱電源，就產生旋轉磁場。4.1三相異步電動機工作原理及結構式中，ns為同步轉速，單位r/min；p為極對數；f1為交流電源的頻率。異步電動機的基本工作原理與運行狀態轉子繞組的導體處于旋轉磁場中轉子導體切割磁力線，并產生感應電勢，判斷感應電勢方向。轉子導體通過端環自成閉路，并通過感應電流。感應電流與旋轉磁場相互作用產生電磁力，判斷電磁力的方向。電磁力作用在轉子上將產生電磁轉矩，并驅動轉子旋轉。4.1三相異步電動機工作原理及結構三相異步電動機的轉速與運行狀態4.1三相異步電動機工作原理及結構異步電動機的工作原理決定了它的轉速一般低于同步轉速。如果異步電動機的轉子轉速達到同步轉速，則旋轉磁場與轉子導條之間不再有相對運動，因而不可能在導條內感應產生電動勢，也不會產生電磁轉矩來拖動機械負載。轉差ns-n的存在是異步電動機運行的必要條件。我們將轉差表示為同步轉速的百分值，稱為轉差率，用s表示。

——同步轉速

——轉子異步轉速[例4-1]有一臺50Hz的三相異步電動機運行，空載轉差率為0.267%，額定轉速為求該電動機的極對數、同步轉速、空載轉速以及額定負載時的轉差率。4.1三相異步電動機工作原理及結構解

額定轉差率同步轉速考慮本題的額定轉速極對數空載轉速4.1三相異步電動機工作原理及結構異步電動機的三種運行狀態交流電機徹的共同問撫題是交流倒電機（百感應電閃機和同磁步電機比）的共權同問題三相交流軌繞組的結構；三相交流爛繞組產生村的磁勢分析；三相交流據繞組產生用的感應電件勢分析；4.1敘三相引異步電墻動機工烘作原理李及結構4.2絞三避相異步蠟電動機短的銘牌狡數據銘牌：型號籌，額定偽值，繞勸組聯結鋸方式，矩生產廠獅家等型號：Y132吩S-4,縣Y--異步電斬動機；132局--機座中心梁高度132途mm，S--短鐵心；4-極數。額定值:正常運行潔時的主要版數據指標嘉。繞組聯結釘方式：△接法或者Y接法。感應電窗機額定寄值額定電壓UN：(V)，額定運頸行時，斗規定加矛在定子忽繞組上轎的線電壓規；額定電稼流IN：(A)莫,額定運行部時，規定猶加在定子波繞組上的線電流；額定功率PN：(kW門),額定運北行時，浩電動機捷的輸出功率局；額定轉速n：(r/m澆in),額定運請行時，束電動機歷的轉子轉澇速；額定頻率fN：(Hz)，規定的電源頻山率(50H網z)；額定效部率、額糠定功率想因數等4.2粒三正相異步跪電動機丙的銘牌境數據基本概念棉：★線圈（壺繞組元奴件）：是構成繞忙組的基本單元。繞組姻就是線縫圈按一拍定規律嗽的排列返和聯結孔。線圈陸可以區視分為多匝線醫圈和單匝線困圈。與線圈相壞關的概念沖包括：有效邊；端部；線圈節距等4.3糖三相異阻步電動機況的定子繞填組4.3.肌1交流繞志組的一些延基本知識霜和基本量★極距：沿定子鐵沖心內圓每兔個磁極所彎占的范圍催；用長度他表示/用槽數變表示；★電角度：轉子鐵心牲的橫截面桿是一個圓蔽，其幾何嬌角度為360度。從電磁角蠶度看，一圍對N,S極構成一碗個磁場周勉期，即1對極為360電角度潑；4.3.做1交蕩流繞組的福一些基本若知識和基兆本量電機的機有對數為p時，氣隙雜圓周的角盟度數為p×復360電角度。4.3駛三相異步佩電動機的來定子繞組單層繞魔組一個趕槽中只焦放一個癥元件邊才；雙層繞惕組一個棉槽中放刷兩個元鋒件邊。單層繞組惹和雙層繞交組4.3退三相異步位電動機的冒定子繞組4.3旗.1傾交流沫繞組的潤一些基狹本知識且和基本晶量★槽距角宋，相數監，每極糧每相槽夕數4.3早三相異步男電動機的摘定子繞組每極每相槽數q——每一極每相繞組所占槽數，用符號q表示（m——相數）

槽距角α——相鄰槽之間的電角度稱為槽距角若Q1為定子槽數，p為極對數，則槽距角均勻原蜻則：每個極橋域內的性槽數（蘿線圈數辯）要相多等，各僻相繞組也在每個弓極域內距所占的呈槽數應摟相等；對稱原駝則：三相繞捷組的結盟構完全撞一樣，緞但在電覺機的圓娃周空間猛互相錯柜開120電角度。如槽距角芳為α，則相鄰憤兩相錯拆開的槽腦數為120塊/α。電勢相加碎原則：線圈遇兩個圈季邊的感動應電勢造應該相菠加；線鄉豐圈與線牌圈之間掏的連接謙也應符賓合這一擊原則。如線圈的慨一個邊在N極下，另側一個應在S極下。交流繞超組的構報成原則4.3嘉.2交惡流繞組狂的排列提和聯接4.3吧三相霉異步電昨動機的耽定子繞罷組小結：對交較流繞組寫的要求（1）交咽流繞組通雞電后，筐必須形成規定的杰磁場極昆數；（2）多夸相繞組必道須對稱，戲不僅要觀求m相繞匯組的匝數湊N、跨距樓y1、線豈徑及在圓景周上的分隸布情況相朵同，而茅且m相繞組臘的軸線在空間敢上互差3損600/m電角輸度。（3）交歲流繞組通皮過電流所困建立的磁場在空間的饑分布為正弦分采布，且旋衣轉磁場暗在交流趁繞組中感應電骨動勢必須隨時勇間按正弦規方律變化。采用分布繞組銳和短距繞償組。（4）在陵一定的導易體數之下扶，建立僻的磁場最孟強而且感辰應電動勢汽最大。錫因此線圈象的跨距y1盡可能懲接近極保距，而屑且對于案三相繞卵組盡可魯能采用600相帶。（每個極距內會屬于同駐一相的槽在圓鐮周上連續所占有祥的電角降度區域蟲稱為相帶）。（5）咱用銅少車；下線覆方便；蛇強度好沾。4.3蠅三相異步羨電動機的腫定子繞組4.3.夸2交流繞毫組的排列肺和聯接交流繞組單層繞組雙層繞組同心式供繞組鏈式繞組交叉鏈朗式繞組等元件升式整距溝疊繞組雙層疊繞組雙層波繞組交流繞組碗的形式4.3債三相哥異步電耀動機的過定子繞挽組等元件式御整距單層和疊繞組4.3微三相浩異步電扶動機的躺定子繞糟組同心式繞粘組4.3敬三相異步商電動機的兇定子繞組鏈式繞博組4.3拜三相異步睜電動機的寄定子繞組交叉鏈式廊繞組4.3碼三相遭異步電送動機的廳定子繞岸組雙層疊戲繞組4.3竿三相紐奉異步電播動機的翼定子繞槽組4.3邀.3臘三相單鐮層繞組單層繞唐組的每說一個槽殼內只有期一個線儉圈邊，宏整個繞械組的線飄圈數等蠟于總槽誼數的一尤半。以下用溉定子槽東數為2捏4，兩倦極電機載的定子謊繞組為倉例，說科明單層漫繞組構屋成。1、計算極距2、計算每極每相槽數4.3砌三攻相異步龍電動機逮的定子縣繞組3、劃分相釀帶

相帶槽號AZBXCY第一對極23,24,1,23,4,5,67,8,9,1011,12,13,1415,16,17,1819,20,21,224.3林三相腫異步電饒動機的側定子繞益組4.3衰.3持三相單皆層繞組相繞組的構成同心式繞組三相單層同心式繞組展開圖4、組成儲線圈組線圈組連侄接4.3需三相預異步電首動機的株定子繞爸組將屬于同顯一相的p俊個線圈組向連成一相展繞組，并核標記首尾催端。串聯與并呀聯：電勢卸相加原則團。最大并響聯支路志數a＝p。連相繞周組4.3恭三相輔異步電殲動機的友定子繞災組將三個梯構造好歇的單相柄繞組連抹成完整胡的三相萍繞組；接法澤或Y接法；連三相板繞組4.3折三相聾異步電汪動機的切定子繞凝組將一對極以域內屬于同一相的某兩個線切圈邊連成一希個線圈址，共有杠q個線球圈。將一對極域內屬于同一相的q個線圈連成一個都線圈組；潑（共有多賀少個線圈拌組？）以上連傭接應符它合電勢欄相加原牌則。小結：連線圈和類線圈組4.3橋三相謀異步電爽動機的筋定子繞左組4.3.凍3三相村單層繞組4.3李.4蛙三相雙速層繞組4.3禽三相異步嶺電動機的惰定子繞組雙層繞爺組的每唉個槽內態都有上舟下兩個脂線圈邊猛，每個遇線圈的鈔一個邊秩放在某蘆一個槽廟的上層則，另一慌邊放在竹相隔節造距y1的另一個歲槽的下層扭。整個繞掉組的線圈岸數等于槽豆數。以下用繭3相4楊極36師槽的雙稍層疊繞俘組為例領，說明引3相雙順層繞組爹的排列叉和聯接糧。1、計算極距2、選擇紹節距選擇短節距3、計算每極每相槽數并且計算槽距角畫出槽內線圈邊（上層邊用實線，下層邊用虛線表示），并且編號4、畫績展開圖4.3遍三相月異步電勸動機的甩定子繞收組4.3揪.4粱三相雙廳層繞組相帶槽號AZBXCY第一對極1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,18第二對極19,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36按每極每挎相槽數劃達分相帶4.3識三相疑異步電上動機的圍定子繞功組4.3.術4三相狐雙層繞組（1)讓根據節給定的系線圈節乎距連線萬圈（上武層邊與為下層邊喪合一個恨線圈）笑；（2)甩以上層邊所在槽串號標記線圈編號；將同一極域內屬于同一相的某兩個線圈裁邊連成一個線圈（共有猴q個線網圈，為朝什么？哨）；(3)逗將同一極域內屬于同一相的q個線哪圈連成一個線圈組（共有多受少個線圈既組？）；（4）以徒上連接應斗符合電勢廉相加原則邪。連接線業圈4.3牲三相仇異步電軟動機的圈定子繞蹦組4.3.沉4三相撇雙層繞組將屬于競同一相辨的2p個線圈組縫連成一相許繞組，并聽標記首尾沉端。串聯與旗并聯，土依照電杰勢相加墳原則。郵最大并沖聯支路咐數a＝2p按照同樣雖的方法構蕉造其他兩瞎相。連三相繞兼組。將三個構妥造好的單投相繞組連芝成完整的白三相繞組腥。連相繞余組4.3朋三相胳異步電車動機的巨定子繞裳組4.3.河4三相怪雙層繞組A相連接三相Y連接三相連接連三相炭繞組4.3溝三相唱異步電臨動機的布定子繞偽組4.3.勁4三相緣瑞雙層繞組4.3仆三相騙異步電咽動機的娘定子繞動組組成線圈弊組4.4鬧三相忠異步電漲動機的野定子磁街動勢及季磁場1、單個夠整距集中棄繞組的磁金勢一個整距峽線圈在異頁步電機中泉產生的磁慮勢4.4.挑1單相繞灘組的磁動懇勢–脈舊振磁動勢整距線圈磁動勢分布曲線整距線圈所建立的磁場分布ωt=0,i=Imωt=90°,i=0整距線圈略所形成的宏磁動勢在希任何瞬時薦，空間的古分布總是理一個矩形朋波。這種從買空間上亡看位置呈固定，殿從時間耍上看大納小在正宣負最大奶值之間斤變化的朱磁動勢絨，稱為脈振磁動罷勢。脈振示的頻率玻就是交裝流電流裁的頻率裳。4.4口三相悟異步電美動機的憑定子磁丈動勢及文磁場四極整距倉線圈的磁輔動勢磁場分布磁動勢分布把以2τ為周期的矩形磁動勢波用傅氏級數分解應用傅氏番級數對矩售形波進行亞分解。矩抓形波中含臨有1，3暗，5，…瞎奇次諧波惕，又對稱足于縱軸。由q個線圈構蓬成的線圈籠組，由于逐線圈與線午圈之間錯日開一個槽狂距角，稱嚼為分布繞伙組。取單個困線圈的恥基波進徑行分析西（為正好弦脈振滔磁勢）招，q個正弦舒脈振磁登勢在空堂間依次末錯開一聰個槽距脅角；4.4樸.2照線圈組速的磁動綢勢4.4匹三相室異步電牙動機的覆定子磁翠動勢及民磁場1、整坐距線圈遮的線圈組至磁動勢各線圈磁動勢波合成磁動勢的基波基波磁動勢矢量相加

線圈組的合成基波磁動勢為為基波磁動勢的分布因數整距線桑圈的線懂圈組的坦磁動勢[例4-渠2]一臺四礎極三相獅異步電違動機，拖定子槽譯數為3涼6，計算其硬基波和錫5次、鄉豐7次諧葵波磁動芒勢的分晶布因數壞。解:計算每跑相每極喘槽數q和α值基波分布因數五次諧波分布因數七次諧波分布因數2、短距鬧線圈的線叮圈組磁動臣勢雙層整距苗繞組可以催等效為兩聚個整距單漂層繞組兩個等效競單層繞組坦在空間分目布上錯開臣一定的角龍度，這個糖角度等于芹短距角；雙層短盛距繞組傻的磁勢典等于錯摘開一個裙短距角忌的兩個場單層繞躍組的磁藍勢在空盤間疊加留。q=2,τ=6,y1=5的雙層短距疊繞組短距線鑒圈節距薯縮短的歇角度式中稱為基波忠磁動勢的村節距因數同理，仰對于v次諧波稱為諧波太磁動勢的劉節距因數3、相繞組燈的磁動卵勢繞組由集半中的改為粥分布的，自基波合成溫磁動勢幅露值應該打碼一個折扣kq1；線圈判由整距改醫為短距的俊基波合成欣磁動勢幅挖值應該打瓶一個折扣ky1；因此南，由短徐距線圈微組成的密分布繞盡組的基君波合成釋磁動勢糟幅值等掛于具有露相同匝臥數的整肉距集中改繞組的棗基波合岔成磁動訴勢幅值朱乘以系籌數kw1=kq1ky1，稱為文基波繞虜組因數千。對于v次諧波kwv段=kq茄vky脹v如果只看慌每對極產令生的磁動恐勢，與薦上面的兩培極電機完圖全一樣，壓所以多剛極電機只阻研究每對澇極磁動勢奴就行了。一相繞媽組的總它磁動勢晶平均作泊用于各法個磁極販，單閉相繞組田磁動勢未，不啊是一相硬繞組的瞇總磁動勸勢，室而是作礙用于一服個磁極油的磁動術勢。-9009002700單相繞啞組磁勢兄的統一臂表達式為了統一斑表示相繞覺組的磁勢尚，引入每嗚相電流I、每相串聯突匝數N1等概念圣。統一公式濕：單相繞識組產生液的基波級磁勢仍膚然是正暑弦脈振焦磁勢，儉磁勢幅銀值位置遭與繞組激軸線重紐奉合，時搖間上按勒正弦規味律脈振城。單相繞去組產生褲的諧波掀磁勢也扣是正弦貿脈振磁嚼勢，時摘間上按此正弦規厲律脈振每。考慮單竟相繞組頁電流產慌生的諧遠波磁勢良，其繭統一表拋達式為宜：單相正譯弦脈振李磁勢的酒分解：設A相繞組通早過電流：其基波粗磁勢為:F＋最高點的雷運行軌跡彈為x＝t，即最高點族的位置隨烈時間以角布速度ω運動。F－最高點的蘇運行軌跡笨為x＝－t，即最高跳點的位置歐隨時間以鏡角速度－ω運動。F+波是一個擔旋轉波，酷在氣隙空蒙間以角度涼速ω旋轉，轉律速為：單相正弦古脈動磁勢損可以分解網為兩個轉辮向相反的龍旋轉磁勢金。4.4透.2三緣瑞相繞組業的磁動啟勢–壯旋轉磁凱動勢取A相繞組的偏軸線處作軋為空間坐械標的原點塑，并且以衛正相序方蛋向作為x的正方餓向，同徐時選擇A相電流取達到最竄大值的租瞬間為耽時間的千起始點怠，則三秩相的基餅波磁動旺勢為：利用三角公式將三相基波磁勢相加，得出三相繞組的基波合成磁動勢式中（m1為相數）

三相繞組合成磁動勢是一個大小不變、旋轉的行波，可以按以下方法確定其轉速。對于波幅這一點，其幅值恒為F1，cos(ωt-πx/τ)=1,即

ωt-πx/τ=0，ωt=πx/τ，θ=πx/τ，三相繞組基波磁勢合成圓形旋轉磁動勢旋轉磁場轉速可以得悠出結論鞋，當某豆相電流牧達到最條大值，旋旋轉磁革動勢的貍幅值就朗將轉到肌該相繞動組的軸免線處。如果電流煮是正序的番，則磁動駱勢波旋轉叫方向是從A相轉向B相，再轉甜向C相。如果堤電流是負廉序的，則要磁動勢波孟旋轉方向丹是從A相轉向C相，再轉席向B相。因磚此，如滔果要改箭變三相緒異步電棄動機磁納場的旋勁轉方向替，只要央改變定幫子電流距的相序之，把定熊子繞組應三個出沃線端的愚任意兩辣個（例壘如B端和C端）對調盒即可。從而可得出從上式帽可以看別出，一莫個正弦嗚分布的形幅值為FΦ1,的脈振殺磁勢波可啞以分解為欄兩個幅值誓相等、轉態速相同、份轉向相反評的旋轉磁坦動勢波，漂其幅值均獲為FΦ1/2，轉速均描為同步裝轉速。三相基波合成磁動勢具有以下特性：1）是一個旋轉磁動勢，轉速均為同步轉速，旋轉方向決定于電流的相序。2）幅值F1不變，為各相脈振磁動勢幅值的1.5倍，旋轉幅值軌跡是一個圓。3）三相電流中任意一相電流瞬時值達到最大值時，三相基波合成磁動勢的幅值，恰好在這一組繞組的軸線上。ωt=0°,iA=Imωt=120°,iB=Imωt=240°,

iC=Imωt=360°,iA=Im需要指出你,m相洪對稱繞組渡中通以m豎相對稱電炭流時，所速形成的m梨相合成磁才動勢也是鏡圓形旋轉悟磁動勢，葛其幅值為骨各相脈振技磁動勢幅脾值的m/滾2，其轉息速仍為同壟步轉速。用同樣喉方法可咸以分析食各次諧孝波磁動血勢。當v=6K-1,猾(K=1、構2、3侄、…)（即：v=5剛、11、…），諧波合成惜磁動勢的縫旋轉方向態與基波合亂成磁動勢賄的方向相撒反；當v=6K+1,三(K=1、努2、3改、…)（即：v=7、熟13、…），諧波合成傍磁動勢的斤旋轉方向棒與基波合鬧成磁動勢傅的方向相錢同；諧波合成崇磁動勢的貧轉速為n0v=n0/v；當v=6K-3,(K=1、柜2、3躺、…)（即：v=3剃、9、…），諧波合成孩磁動勢等咐于零。例如，三漁次諧波表佛達式為：4.4.3三相異步電動機的定子磁場

當對稱三相繞組接通對稱三相電源后，在氣隙內建立一種以同步轉速旋轉的磁場。它是異步電動機的主磁場。諧波磁動勢建立的諧波磁場也匝鏈定轉子，但是對轉子的作用不會產生有效的轉矩，定子繞組產生的感應電動勢的頻率與基波頻率一致，影響定子回路的電壓平衡，作為漏磁場處理。轉子繞組漢切割主磁載通并在轉癥子中產生干感應電流顫；感應的轉晉子電流在塊磁場中受孫到電磁力亡的作用而泡形成驅動姻轉矩，使趨電機旋轉被.