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第五章 交流电动机的工作 原理及特性;第五章 交流电动机的工作原理及特性;5.1 三相异步电动机的结构和 工作原理;1.定子 组成： 1）铁心—是电动机磁路的一部分，由0.5mm的硅刚片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗； 2）绕组—电动机的电路部分，由许多线圈连接而成； 3）机座—用于固定和支撑定子铁心。 4）端盖;图5.2 定子与转子的钢片;2. 转子组成： 1）铁心—也是电动机磁路的一部分，转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路。 2）绕组—多采用鼠笼式，它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;图5.3 鼠笼式转子; 绕线式 绕线式由线圈组成绕组放入转子铁心糟里 转子绕组一般是联接成星形的三相绕组，转 子绕组组成的磁极数与定子相同 线绕式转子通过轴上的滑环和电??在转子回路中介入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速;图5.5 绕线式转子绕组与外加变阻器的连接;三相异步电动机;5.1.2 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机是基于定子旋转磁场（定子绕组内三相电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用使转子旋转。 转子与旋转磁场之间的转差率是保证转子旋转的主要因素。 ;图5.6 三相异步电动机;;转差率：由于转子转速不等于同步转速，所以把这种电动机称为异步电动机，而把转速差(n0-n)与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用S表示。 （5.1） 在这种电动机中，转子电流的产生和电能的传递是基于电磁感应现象，所以异步电动机又称为感应电动机。;5.1.3 三相异步电动机的旋转磁场 1、旋转磁场的形成 当电动机定子绕组通以三相电流时，各相绕组中的电流都将产生自己的磁场。由于电流随时间变化，它们产生的磁场也将随时间变化，而三相电流产生的总磁场（合成磁场）不随时间变化，而且是在空间旋转，故称为旋转磁场。;图5.7 定子三相绕组;三相电流的瞬时值可表示为（相序为A-B-C）：;当三相电流随时间不断变化时，合成磁场的方向在空间也不断旋转，这样就产生了旋转磁场。;图5.9 两级旋转磁场顺时针转向;;图5.8 三相电流的波形图;2. 旋转磁场的旋转方向：;3、旋转磁场的极数与旋转速度;图5.13 四级旋转磁场逆时针旋转;具有一对磁极（磁极对数用p表示）即p=1。从上述分析可以得出，电流变化经过一个周期（变化360电角度），旋转磁场在空间也旋转了一转（转了360机械角度），若电流的频率为f，旋转磁场每分钟将旋转60f转，以n0表之，即： n0 =60f 当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度仅为一对磁场时的一半，即每分钟60f/2转。依此类推，当有p对磁极时，其转速为 （5.5） ; 旋转磁场的旋转速度（即同步转速）n0与电流的频率成正比而与磁极对数成反比。标准工业频率（即电流频率）为50Hz。 旋转磁场不仅可以由三相电流来获得，任何两相以上的多相电流，流过相应的多相绕组，都能产生旋转磁场。;5.1.4 定子绕组线端连接方式 定子三相绕组，须视电源的线电压，接为Y形或△形。 通常电动机的铭牌上标有符号“△/ Y”和数字220/380，前者表示定子绕组的接法，后者表示对应于不同接法应加的线电压值 如果电源的线电压等于电动机的额定相电压（即每相绕组的额定电压），那么，它的绕组应该接成三角形； 如果电源的线电压是电动机额定相电压的 倍，那么，它的绕组就应该接成星形。;图5.14 出线端的排列;图5.15 星形连接;Y90S-4 1.1KW △/ Y 220/380V 4.67/2.7A 1400r/min 功率因数0.79;5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路;;5.2.1 定子电路分析;;5.2.2 转子电路分析;转子电路电压方程： eL2:转子漏磁电动势 LL2:转子漏电感 i2:转子电流 R2: 转子电阻 转子电路电压方程的复数表示： (5-17) X2：转子漏磁感抗： (5-18) n=0时： (5-18)成为： ;转子每相的电流有效值：