浅析三相异步电动机论文

浅析三相异步电动机论文

出处：
三相异步电动机的原理与结构

摘要：
作电动机运行的三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运三相异步电动机而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。
关键词 三相异步电动机；基本结构；工作原理；选用
一、三相异步电动机的基本结构
1、定子（静止部分）
（1）定子铁心
　　作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
　　构造：定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。
　　定子铁心槽型有以下几种：半闭口型槽，半开口型槽，开口型槽。
（2）定子绕组
　　作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。
构造：由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
（3）机座
作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。
2、转子（旋转部分）
（1）三相异步电动机的转子铁心：
　　作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
（2）三相异步电动机的转子绕组
　　作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。
构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。
3、三相异步电动机的其它附件
　　端盖：支撑作用。
　　轴承：连接转动部分与不动部分。
　　轴承端盖：保护轴承。
　　风扇：冷却电动机
二、三相异步电动机的工作原理
定子绕组接上三相电源后，电动机便产生旋转磁场，所谓旋转磁场就是指电动机内定子和转子之间气隙的圆周上按正弦规律分布的，能够围绕着电动机在空间不断旋转的磁场。转子与旋转磁场之间存在相对运动。转子导条被旋转磁场的磁力线切割而产生感应电动势，它在转子绕组中感应出电流，两者相互作用产生电磁转矩，使转子转动起来。从而将电能转化为转轴的机械能。
当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
三、三相异步电动机的选用
三相异步电动机应用广泛，是一种主要的动力源。在此，要特别强调合理选择电动机的额定功率，如额定功率选择过大，不仅造成设备投资费用增加，而且电动机长期处于低效率低功率因数点运行，是很不合理很不经济的。
1、三相异步电动机的选用要点
(1)根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标，合理选择电动机的类型。
(2)根据机械负载所要求的过载能力、启动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，使功率匹配合理，并具有适当的备用功率，力求运行安全、可靠而经济。
(3)根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构形式。
(4)根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速。
(5)根据使用的环境温度，维护检查方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式。
(6)根据电网电压、频率、选择电动机的额定电压以及额定频率。
2、三相异步电动机的选用步骤：
选电动机类型→选电动机容量→校核启动转矩最大转矩→等效发热校核→经济性综合指标校核→电动机机械特性与负载特性对比→电动机电压等级与频率→决定
核→电动机机械特性与负载特性对比→电动机电压等级与频率→决定
3、三相异步电动机的维护保养
启动前的准备和检查
(1)检查电动机和启动设备接地是否可靠和完整，接线是否正确与良好。
(2)检查电动机铭牌所示额定电压，额定频率是否与电源电压、频率相符合。
(3)新安装或者长期停用的电动机(停用三个月以上)，启动前应检查绕组相对相、相对地的绝缘电阻值。(用1000伏兆欧表测量)。绝缘电阻应该大于0.5兆欧。如果低于这个值，应该将绕组烘干。
(4)对绕线型转子应该检查其集电环上的电刷以及提刷装置是否能正常工作，电刷的压力是否能符合要求。电刷压力为1.5N/cm-2.5 N/cm。
(5)检查电动机的转子转动时候灵活可靠，滑动轴承内的油时候达到规定的油位。
(6)检查电动机所用的熔断器的额定电流是否符合要求。
(7)检查电动机的各个紧固螺栓以及安装螺栓是否牢固并符合要求。
4、运行中的故障处理
(1)启动时的故障
当合上断路器或自动开关后，电动机不转，只听到嗡嗡的声响，或者不能转到全速，这种故障原因可能是：
定子回路一相断线，如低压电动机熔断器一相熔断，或高压电动机短路器以及隔离开关的一相接触不良，不能形成三相旋转磁场。
转子回路断线或接触不良，使转子绕组内无电流或电流减小，因而电动机不转或者转动很慢。
在传动机械中，有机械上的卡阻现象，严重时电动机就不转，且异常声响。
电压过低使电动机转矩减小，启动困难或不能启动。
电动机定子，转子铁心相摩擦，增加了负载，使转动困难。
运行人员发现上述故障时，对高压电动机来讲，应立即拉开电动机的断路器以及隔离开关，检查其定子、转子回路。
(2)定子绕组单相接地故障。
电动机绕组由于受到各种因素的侵蚀，使其绝缘水平降低。此外，由于电动机长期过负荷运行，会使绕组的绝缘体因长期过热而变的焦脆或脱落。这都会造成电动机定子绕组的单相接地。
(3)三相电动机单相运行的故障三相电动机在运行中，如果一相熔断器烧坏或接触不良，隔离开关，熔断器，电缆头以及导线一相接触松动以及定子绕组一相断线，均会造成电动机的单相运行。
运行人员根据电动机所产生的异常现象，确认电动机为单相运行时，则应切断电源，使其停止运行。并用兆欧表测量定子回路电阻值，若电阻值很大或无穷大时，则说明该相断线。然后检查定子回路中的熔断器，断路器，隔离开关，电缆头以及接线盒内接线接触是否良好。
四、三相异步电动机的铭牌
每台电动机的机壳上都有一块铭牌，上面标明该电动机的规格、性能及使用条件，它是我们正确使用电动机的依据。这里对铭牌上主要的技术参数介绍如下。
　　1、型号为了适应不同用途和工作环境需要，三相异步电动机制成不同系列和型号，不同型号的电动机的机座长度、中心高度、转速等技术参数不相同，使用或选购时应注意型号或根据需要查阅相应产品目录和技术手册。
　　2、功率电动机在铭牌规定的运行条件下，正常工作时的输出功率(kw)。
　　3、电压电动机定子绕组的额定线电压(v)。
　　4、电流电动机在额定工作状况下运行时流入定子绕组的线电流(a)。
　　5、转速电动机在额定工作状况下运行时转子每分钟的转数(r/min)。
6、接法电动机的接线盒有六个接线端子，需要改变转子当前的转向时，只要把电动机的三根电源线中的任意两根对调一下，就能改变电动机的转向。
结论：
实践证明，在工农业生产中，根据实际需要，科学地选用三相异步电动机可以提高生产效率，收到很好的经济效益。在运行中对电动机进行科学的维护保养，使电动机长期处于非常好的技术状态，延长使用寿命，提高工农业生产的的效率。是非常有必要的。
参考文献:
[1] 才家刚.电动机使用与维理技术. 北京：水利水电出版社，1998.
[2] 付家才.电机工程实践技术.北京：化学工业出版社，2003
[3] 张曾常.电机绕组接线速成.北京：机械工业出版社，1996
[4] 松柏.三相电动机修理自学指导.北京：北京科学技术出版社，2001

三相异步电动机电机论文

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学习三相异步电动机有什么心得

（一）定子旋转磁场产生的原理

旋转磁场：指磁场的轴线位置随时间而旋转的磁场。
（二）旋转磁场的旋转方向

U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iB、iC。

三相交流电的相序A —— B ——C。

旋转磁场的旋转方向为U相—— V相—— W相（顺时针旋转）

若 U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iC、iB（即任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序）

旋转磁场的旋转方向为逆时针旋转。

综上所述，旋转磁场的旋转方向决定于通入定子绕组中的三相交流电源的相序。只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。

（三）旋转磁场的旋转速度

两极三相异步电动机（即2P=2）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。

故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度，即n1=60f1=3000转\分。

四极三相异步电动机（即2P=4）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场只旋转了半圈。

故在四极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度的一半，即n1= 60 f1/2 =1500转/分。

综上所述，当三相异步电动机定子绕组为p 对磁极时，旋转磁场的转速为 n1 = 60f1/p

式中 n1:旋转磁场转速（又称同步转速），转/分

f1:三相交流电源的频率，赫； p:磁极对数。

二、三相异步电动机的转动原理

问题：为什么称“异步”电动机？

正常情况下，转子转速n总是略低于旋转磁场转速即同步转速n1，若n= n1 ，则旋转磁场和转子导体间将不存在相对运动，因而转子导体电动势为零 。n和n1总存在差异，异步电动机的名称由此而来。异步电动机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理产生感应电动势和电流，故又可称为感应电动机。

三、异步电动机的转差率

分析n和n1间的关系：

1、当n=0，转子切割旋转磁场的相对转速n1－n= n1为最大，故转子中的感应电动势和电流最大。

2、当转子转速n增加时，则n1－n开始下降，故转子中的感应电动势和电流下降。

3、当n= n1，则n1－n=0，转子导体不切割定子旋转磁场，故转子中

没有感应电动势。

转差率：同步转速n1与转子转速 n之差对同步转速之比值，用S表示。

S是恒量异步电动机性能的一个重要参数，分析几个特定工作状态下的S值。

1、电动机静止或在启动的瞬间，n=0，S=1。

2、电动机空载时，需克服的阻力很小，故转速很高，S很小。

3、电动机额定负载时的转差率S约为0.01~0.07。

4、电机处于电动机状态运行时0﹤S﹤1。

三项异步电动机的工作原理简单说应该是：
当向三项定子绕组中通过入对称的三项交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子 沿着旋转磁场方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

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