電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理

感應(yīng)式電動機

1.3-7三相異步交流電動機基本知識主要內(nèi)容及重難點：一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（重點）二、三相異步電動機的工作原理（難點）三、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)（了解）四、電磁轉(zhuǎn)矩和機械轉(zhuǎn)矩（重點）五、特殊用途的電動機（了解）2024/4/112.導(dǎo)入新課：電機概述第9章電動機

電機——實現(xiàn)機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換。發(fā)電機——將機械能轉(zhuǎn)換為電能。電動機——將電能轉(zhuǎn)換為機械能。直流電動機交流電動機直流發(fā)電機交流發(fā)電機（三相和單相）（三相和單相）

電動機電機

發(fā)電機同步電動機異步電動機（籠型和繞線型）

動力電機電機

控制電機

:以高效率的能量轉(zhuǎn)換為目的。:以高靈敏度、高準(zhǔn)確度的信號轉(zhuǎn)換和傳遞為主要目的。2024/4/113.交流電動機感性認(rèn)識2024/4/114.

三相異步電動機的外形9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值2024/4/115.※部分額定值：UN690V，2kV~11kVfN

50/60HzPN

200kW~3000kW2p

2~12

籠型異步電動機外形9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值※

部分額定值：UN400V~690V

fN

50/60HzPN

200kW~2300kW2p

2~82024/4/116.2024/4/117.3-8三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)1.定子：指其固定不動部分，主要包括：(1)定子鐵心(2)定子繞組(3)機座和端蓋等2.轉(zhuǎn)子：指其旋轉(zhuǎn)部分，主要部件包括：(1)轉(zhuǎn)子鐵心(2)轉(zhuǎn)子繞組(3)轉(zhuǎn)軸等2024/4/118.

定子鐵心、定子繞組、機座和端蓋等。

定子鐵心的硅鋼片3-8-1定子2024/4/119.

定子鐵心9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值定子鐵芯內(nèi)圓沖有分布的槽。定子鐵芯硅鋼片：異步電動機的鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成的。作用：嵌放繞組，提供磁路；2024/4/1110.

定子繞組對稱三相繞組。9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值定子繞組是由漆包線繞制而成，嵌入到定子鐵芯槽中。作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，構(gòu)成電機電路的一部分。定子繞組2024/4/1111.機座和端蓋：機座機座是電動機的支架，通常用鑄鐵或鑄鋼制成。2024/4/1112.

定子接線盒U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1U2V2

W2U1V1

W1W2

U2V2星形(Y)聯(lián)結(jié)3~U1V1

W1W2

U2V2三角形(△)聯(lián)結(jié)3~9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值2024/4/1113.（1）轉(zhuǎn)子鐵心：嵌放繞組，提供磁路。（2）轉(zhuǎn)子繞組：感應(yīng)出電勢、電流。

（分為兩種類型：如下）繞線型：對稱三相繞組?；\型：對稱多相繞組。（3）轉(zhuǎn)軸（4）風(fēng)扇等。

轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片3-8-2轉(zhuǎn)子9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值轉(zhuǎn)子鐵芯一般用45號鋼制成，用來傳遞電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有銅條制成的籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成電動機電路的另一部分。轉(zhuǎn)子繞組2024/4/1114.

鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子

導(dǎo)條

端環(huán)

風(fēng)扇圖1銅條籠型轉(zhuǎn)子圖2鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子2024/4/1115.

繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子9.1三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和額定值集電環(huán)2024/4/1116.

由于繞線式異步電動機能采用轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動和調(diào)速，因此起動性能和調(diào)速性能均比鼠籠式異步機優(yōu)越。2024/4/1117.播放視頻講解電動機結(jié)構(gòu)2024/4/1118.3-7-1異步電動機旋轉(zhuǎn)原理模型圖2024/4/1119.模型說明ei蹄形磁鐵閉合線圈人為轉(zhuǎn)動感應(yīng)電流受力而旋轉(zhuǎn)感生電流2024/4/1120.異步電動機原理模型圖通電導(dǎo)體的受力方向用“左手定則”判斷導(dǎo)線內(nèi)感應(yīng)電流方向用“右手定則”判斷人為轉(zhuǎn)動對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸形成一個順時針方向的轉(zhuǎn)矩

結(jié)論：轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向和磁場旋轉(zhuǎn)方向一致模型示意圖2024/4/1121.異步電動機轉(zhuǎn)動模型原理總結(jié)如下：第6章電動機

機械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來對稱定子三相繞組通入對稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場（磁場能量）

磁感線切割轉(zhuǎn)子繞組

轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生e和

i

轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用

轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來

三相交流電能電磁轉(zhuǎn)矩感應(yīng)

相當(dāng)于變壓器的原邊

相當(dāng)于變壓器的副邊2024/4/1122.轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的原理：在旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子之間要有相對運動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體要切割磁力線，如果n=n1,它們之間就沒有相對運動了，不可能產(chǎn)生e,i,F,T。因此n與n1之間一定存在差異，所以叫異步電動機。異步電動機的由來

2024/4/1123.下面就先來討論異步電動機中的旋轉(zhuǎn)磁場是怎樣建立起來的。

模型中靠磁鐵的轉(zhuǎn)動來獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，它是用機械能換取機械能，沒有實際意義。注意：磁場的旋轉(zhuǎn)是電機旋轉(zhuǎn)的前提！?。?024/4/1124.3-7-2三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場

實際的異步電動機中的旋轉(zhuǎn)磁場是利用三相交流電通過固定在定子上的三相對稱繞組來獲得的。旋轉(zhuǎn)磁場的作用就是相當(dāng)于模型中的蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的磁場。2024/4/1125.AXBYZCA

B

CXYZ

電流流出

電流流入

4、定子三相繞組中電流的標(biāo)注方法

一.定子繞組的放置方式1、先以每相繞組中只有一個繞組的簡單電路來說明

定子鐵芯

定子繞組2、三相對稱繞組每相繞組由一個線圈組成3、設(shè)三相電流的參考方向為從繞組的首端指向尾端2024/4/1126.對稱的三相電流通入對稱的三相繞組中，它們的合成磁場、合成磁通就是一個旋轉(zhuǎn)磁場！?。∵@個結(jié)論怎么得到的呢？？？？？選定電流的幾個特殊值加以分析，就能得出結(jié)論了?。?、以三相繞組結(jié)成Y型為例來討論2024/4/1127.U←V←W←AXBYZCi1=Imsin

ti2=Imsin(

t－120O)i3=Imsin(

t＋120O)i1

i2

i3

t=0O

時i1=0i2＜0(尾端流入、首端流出）i3

＞0（首端流入、尾端流出）××NSIm

tOi1二、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生相鄰線圈電流流向一致，在氣隙中生成合成磁場，方向如上所示：A

B

CXYZi的參考方向:首端指向尾端

電流流入

電流流出2024/4/1128.

t=0O

時i1=0，i2＜0，i3＞0U1U2V1V2W2W1NS

t=120O

時i1＞0，i2=

0，i3＜

0U1U2V1V2W2W1NS9.2三相異步電動機的工作原理

顯然，電流隨時間變化120°電角，電動機的氣隙磁場在空間的位置也隨之旋轉(zhuǎn)了120°。2024/4/1129.U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NS

t=240O

時i1＜

0，i2＞0，i3=0

t=360O

時i1=0，i2＜0，i3＞0NS9.2三相異步電動機的工作原理電流隨時間變化一周，電動機的氣隙磁場在空間的位置也順時針旋轉(zhuǎn)了360°。2024/4/1130.

tOi1

i2

i3ImU1U2V1V2W2W1××NS

快速瀏覽--------i的一個周期內(nèi)不同時間段旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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i3ImU1U2V1V2W2W1××NS

不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置

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t=360o9.2三相異步電動機的工作原理2024/4/1143.9.2三相異步電動機的工作原理當(dāng)P=1時，結(jié)論:i

變化一周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈。旋轉(zhuǎn)磁場的作用就是相當(dāng)于模型中的蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的磁場。

只要三相異步機的對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電，就會在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個隨時間、空間、位置不斷變化的旋轉(zhuǎn)磁場。2024/4/1144.ωt0iωt=360°AXBYCZωt=360°時電流和磁場情況×××NSn0

結(jié)論：

可見，工程實際中，三相異步電動機定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場代替了模型電機定子的轉(zhuǎn)動磁極。歸納：只要三相異步機的對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電，就會在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個隨時間空間位置不斷變化的旋轉(zhuǎn)磁場。2024/4/1145.河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院n1n1×

××

×NSn三、運行原理見下圖：2024/4/1146.電動機轉(zhuǎn)動（運行）的原理（一）、基本工作原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體是閉合，該圖為剖面圖。）3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)。U2U1W2V1W1V2n2024/4/1147.AXBYCZ×××n0（二）三相異步電動機工作原理概括

在電動機對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電流產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場NS轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場相切割感應(yīng)電動勢，由于閉合生成感應(yīng)電流載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力偶力偶對電機轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使固定不動的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。FF

若要改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，只需任調(diào)通入定子繞組中兩相電流的相序即可。2024/4/1148.i

變化一周對50Hz的工頻交流電來說

i每秒鐘變化50周對50Hz的工頻交流電來說i每分鐘變化(50×60)周→旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈→旋轉(zhuǎn)磁場每秒鐘轉(zhuǎn)50圈→旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘轉(zhuǎn)3000圈四、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1

——同步轉(zhuǎn)速n1=60f1

能否得到不同轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場呢？用什么方法呢？由以上兩極（磁極對數(shù)p=1）旋轉(zhuǎn)磁場的分析可知:1、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1的大小

2024/4/1149.經(jīng)過分析和實驗，得到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1不僅和電源頻率f有關(guān)，還和磁極對數(shù)p有關(guān)。以上分析的是兩極（磁極對數(shù)p=1）的旋轉(zhuǎn)磁場，怎么增加旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)呢？如果三相對稱繞組中每項繞組是有兩個線圈組成，就可形成4極旋轉(zhuǎn)磁場。P=2自行分析，不做討論?。。。。。。。。。。。?！2024/4/1150.四極旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的分析AA'B'Y'C'Z'XX'BYCZ

相鄰線圈電流的流向一致，其合成磁場的分布情況為：ωt0iωt=0°時××××ωt=120°時AA'B'Y'C'Z'XX'BYCZ××××

電流變化120°，旋轉(zhuǎn)磁場在空間的位置僅轉(zhuǎn)過了60°；當(dāng)電流變化360°時，四極電動機的旋轉(zhuǎn)磁場才能旋轉(zhuǎn)180°。顯然，四極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是二極電機的1/2。2024/4/1151.

依此類推，可得電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與極對數(shù)之間的關(guān)系為：

電動機通常工作在50Hz的工頻情況下，因此：

即：異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電機的極對數(shù)(出廠時就已經(jīng)確定)成反比。顯然，改變電機的極對數(shù)，可以得到不同的轉(zhuǎn)速。2024/4/1152.

U(i1)→V(i2)→W(i3)

由超前相轉(zhuǎn)向滯后相。

即由通入三相繞組中的電流的相序決定的。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向決定了電動機的轉(zhuǎn)動方向。

電動機怎樣改變轉(zhuǎn)向呢？

只需要改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向即可。

怎樣改變旋轉(zhuǎn)磁場n1的方向?

只需要調(diào)換任意兩項繞組與電源的連線，就可改變通入三相繞組中的電流的相序，例如：原來：A(i1)→B(i2)→C(i3)后來：C(i1)→B(i2)→A(i3)

此為電機正反轉(zhuǎn)的原理2、旋轉(zhuǎn)磁場n1的的方向（轉(zhuǎn)向）2024/4/1153.3.旋轉(zhuǎn)磁場如何改變方向？？（電動機的轉(zhuǎn)向改變問題）電動機轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同。順時針方向旋轉(zhuǎn)怎樣改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向?3~M3~UVW3~M3~UVW逆時針方向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向？2024/4/1154.注意：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向與磁場旋轉(zhuǎn)方向相同，但轉(zhuǎn)速總是低于磁場轉(zhuǎn)速！?。。。《x磁場轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速，用表示n1；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n,則轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是電機一個重要參數(shù)，其值范圍0﹤S≤12024/4/1155.五、有關(guān)轉(zhuǎn)差率的討論

電動機的轉(zhuǎn)差速度與磁場轉(zhuǎn)速n0之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示：

顯然，電動機的轉(zhuǎn)差率隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高而減小。(1)電動機起動瞬間，電動機轉(zhuǎn)速n=0，轉(zhuǎn)差率s=1；(2)電動機理想空載時，轉(zhuǎn)速n≈n0，轉(zhuǎn)差率s≈0；(3)電動機運行過程中，轉(zhuǎn)速0<n<n0，轉(zhuǎn)差率0<s<1；問題與討論

電動機的轉(zhuǎn)速n能等于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1嗎？分析如果二者相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間產(chǎn)生感應(yīng)電流成為載流導(dǎo)體→不是載流導(dǎo)體就無法在磁場中n≠n1，異步！就沒有了相對切割→轉(zhuǎn)子不切割磁場就不能受力→不受力電動機就永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)運不起來。正常運行時，轉(zhuǎn)差率一般在0.01~0.06之間，即電機轉(zhuǎn)速接近同步速。2024/4/1156.六、異步電機的三種運行狀態(tài)—了解，知識拓展根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù),異步電機有三種運行狀態(tài)機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能能量關(guān)系制動制動驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機快速旋轉(zhuǎn)外力使電機沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實現(xiàn)發(fā)電機電磁制動電動機狀態(tài)2024/4/1157.可逆電機

可逆電機，一方面通電的時候，可以帶動電機專用。另一方面，當(dāng)外力使電機轉(zhuǎn)動的時候可以產(chǎn)生電，這個時候就是個發(fā)電機。和它相對應(yīng)的就是“定向電機”，現(xiàn)在可逆電機的應(yīng)用主要是為了節(jié)省能源和環(huán)保，在一些高檔的汽車上有用到。直流電動機可以作發(fā)電機使用,而直流發(fā)電機也可以作電動機使用。一般應(yīng)按銘牌規(guī)定使用...如果直流電動機要當(dāng)發(fā)電機使用時，為了能達(dá)到發(fā)電機規(guī)定的額定電壓，就應(yīng)適當(dāng)提示機組的轉(zhuǎn)速，但不能超過額定值的10%；或者增大其勵磁電流，但注意不要超過電機2024/4/1158.電動機能當(dāng)發(fā)電機用嗎？聽父輩的中學(xué)物理張老師說過，1972年農(nóng)村沒電的時候他曾經(jīng)用木制的水輪帶動電動機發(fā)電，輸出近1KW。

我想電動機和發(fā)電機的結(jié)構(gòu)（原理）不一樣，不一定可逆，不知壇里有老前輩DIY過類似的，請介紹一下，謝謝！

我試過用一臺單相電動機同軸帶動一臺三相電動機，結(jié)果只是空轉(zhuǎn)，什么電都發(fā)不出來。

電動機和發(fā)電機沒有本質(zhì)的區(qū)別,完全是可逆的,同步電機就不說了,那就是一樣的,異步電動機做發(fā)電機,電機不用任合改動,每一相并上合適的電容就行了.電容是為了建立磁場,你不給電機并電容,當(dāng)然就發(fā)不出電啦,我們用195柴油機帶10KW電機發(fā)電,這種異步發(fā)電機還有一個最大的優(yōu)點,不怕短路,短路放掉了電容的電,電機失磁,電流也就消失了,短路消失又能發(fā)電了.直流的電動機只要很簡單的稍微調(diào)整一下電刷架的位置就是一臺直流發(fā)電機了（如果不調(diào)整刷架位置也能發(fā)點，就是電刷反應(yīng)大一些，電刷間的花火大）

交流電動機尤其是三相異步電動機，直接轉(zhuǎn)是不可能發(fā)點的....

交流發(fā)電機一般都是同步的

說的超級簡單點吧，您把三相電動機內(nèi)的鼠籠轉(zhuǎn)子換成磁鐵，再轉(zhuǎn)起來就能發(fā)電了，磁鐵的磁極要跟定子繞組垂直。當(dāng)年下鄉(xiāng)在農(nóng)場當(dāng)放映員時，停電頻繁。為解決電源問題就是用的三相異步電動機（3KW）接三個電容（1000V，8MF，星形接法），用打藥水的汽油機或手扶拖拉機拖動來發(fā)電的，效果相當(dāng)?shù)暮谩?/p>

由于農(nóng)場各隊均有鉆床，用鉆床上的電機是最理想的了，電機上面帶的塔形皮帶輪可和拖拉機的皮帶輪隨意連接，以后干脆只帶內(nèi)裝三個電容的配電盒就可以了，到現(xiàn)場后臨時把電機拆下裝到拖拉機上，一套發(fā)電設(shè)備很快就完成了。

2024/4/1159.剛剛用三個2.2uF/450V電容并在三相電機的繞組上（三相異步，三角接法），果然發(fā)出電來了

我用的是一臺480W洗衣機（南韓Goldstar）電機同軸（10mm）連接一臺110W三相異步電機（法國FWV，型號：635-4PR35），負(fù)載是三盞25W/230V電燈。感覺發(fā)這種電的質(zhì)量很差，負(fù)載的輕重直接嚴(yán)重影響輸出電壓和頻率。

電是發(fā)出來了，加電容的原理還是不很清楚---正在學(xué)習(xí)中....效果不好，負(fù)載調(diào)整率差，適合固定負(fù)載照明，別的最好不用。如果手頭有動力設(shè)備和電機（應(yīng)該是常見的），此法適合應(yīng)急。完全可以在急需時臨時拼湊一套發(fā)電設(shè)備在用后恢復(fù)，而無須投資備用一套常年閑置的專用設(shè)備。

最好用功率遠(yuǎn)大于電力輸出的動力設(shè)備拖帶發(fā)電的電機，用電負(fù)荷穩(wěn)定較好。一般的單相電機只要把4個繞組交叉并聯(lián)起來再接上一個30微發(fā)的工作電容就可以了老技術(shù)了，文革前、甚至于解放前，窮對付的老技術(shù)了2024/4/1160.直流電機的可逆原理

直流電機在一定的條件下，可作為發(fā)電機運行，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o直流負(fù)載；而在另外的條件下又可把電能轉(zhuǎn)換為機械能拖動機械負(fù)載。任何直流電機都是可逆的，但這并不是說是廠商提供的直流機可以不分發(fā)電機和電動機了。因為電機是有額定工作狀態(tài)的，這也是制造廠家為該電機設(shè)計的最佳工作狀態(tài)，若混用，會不同程度的偏離最佳工作狀態(tài)，使電機的性能變壞。

2024/4/1161.

電動機和發(fā)電機的工作原理分別是什么？

電動機：電生磁，磁生力。（是磁場對通電導(dǎo)線有作用力-電流通過線圈產(chǎn)生磁力驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動）發(fā)電機：力生磁，磁生電。（電磁感應(yīng)-機械力驅(qū)動轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)動切割磁場發(fā)生電磁感應(yīng)后而發(fā)電。閉合電路中一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流）在結(jié)構(gòu)上來說，發(fā)電機和電動機是完全相同的，通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋.電刷.機座及軸承等部件構(gòu)成。定子由機座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子磁極（有磁扼.磁極繞組)、滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán))、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。發(fā)電機和電動機是完全可逆的，在發(fā)電機和電動機的定子上加上額定電壓，轉(zhuǎn)子就會旋轉(zhuǎn)，用外力使發(fā)電機或電動機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，達(dá)到額定同步轉(zhuǎn)速，定子就會產(chǎn)生電壓，發(fā)出電來。三相異步電動機的工作原理：

三相交流電流的電動機的定子繞組通入三相交流電，就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，旋放磁場的磁力線通過定子鐵芯、氣隙和轉(zhuǎn)子鐵苡構(gòu)成回路。異步電動機轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體由于相對于旋轉(zhuǎn)磁場運動，就會因切割磁力線而感應(yīng)電動勢，因而轉(zhuǎn)子繞組就會流過電流。載流的轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中會受到電磁力的作用。在電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下，電動機轉(zhuǎn)子就沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方風(fēng)轉(zhuǎn)動起來。同步發(fā)電機的工作原理:

同步發(fā)電機的工作原理轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的,其中裝設(shè)的轉(zhuǎn)子勵磁繞組線圈兩端與兩個彼此絕緣的滑環(huán)連接,外界是通過壓在滑環(huán)上的電刷將直流電送給勵磁繞組的,當(dāng)轉(zhuǎn)子勵磁繞組得電后,就會產(chǎn)生磁場,有N極S極。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動機的帶動下旋轉(zhuǎn)時,三相定子電樞繞組就處在旋轉(zhuǎn)磁場中切割磁力線而感應(yīng)電勢,輸出端接入負(fù)荷,發(fā)電機就會向負(fù)載供電。2024/4/1162.發(fā)電機分同步和異步，都是發(fā)交流電。電動機做發(fā)電機，屬于異步發(fā)電機，需要轉(zhuǎn)子有剩磁，同時需要電容；直接的發(fā)電機，轉(zhuǎn)子帶磁（永磁或者電磁），不需要電容。原則上要想發(fā)電，首先要建立磁場，因為沒有線圈切割磁力線的過程就無法發(fā)出電來。而電動機的磁場可以直接由電源建立出來。所以要想把電動機變成發(fā)電機，首要條件是具備自我建立磁場的能力。盡管電動機可以變成發(fā)電機，但許多參數(shù)并不是處在最佳狀態(tài)下，而發(fā)電機是專為發(fā)電而設(shè)計的，各項參數(shù)都做了最佳選擇。所以電動機雖然能夠發(fā)電，但還是不如發(fā)電機的效率高。2024/4/1163.1、發(fā)電機原理：導(dǎo)體在外力作用下切割磁力線，導(dǎo)體內(nèi)會感應(yīng)出電動勢，可以用右手定則來判別。2、電動機原理：通電導(dǎo)體在磁場中會運動，運動方向可以用左手定則來判別。3、如果電動機用作發(fā)電機時是可以的，但是電動機設(shè)計時在定子上有專門換向補償繞組，它是去磁作用，可減少換向電流及火花，改成發(fā)電機使用，換向電流可能較大，從而產(chǎn)生火花比正規(guī)發(fā)電機要大。4、并激電動機只要有其他電動機拖動就能作發(fā)電機使用，而發(fā)電機只要通電就會成為電動機旋轉(zhuǎn)。里面不存在再需要外加勵磁電壓，（他激式電機除外）2024/4/1164.1.異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩3-9異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和機械轉(zhuǎn)矩電動機的結(jié)構(gòu)常數(shù)每極下工作主磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路功率因數(shù)

異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。上式中各參數(shù)：每極下工作主磁通遵循主磁通原理。轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)和轉(zhuǎn)子電流均隨轉(zhuǎn)差率的變化而變化。2024/4/1165.

將公式中各量的計算式代入電磁轉(zhuǎn)矩公式，即可得到電磁轉(zhuǎn)矩的另一種表達(dá)形式：

電磁轉(zhuǎn)矩T正比電源電壓U12的平方，反映了電動機的電磁轉(zhuǎn)矩在負(fù)載不變情況下，其大小取決于電源電壓的高低。但這并不意味電動機的工作電壓越高，電動機實際輸出的電磁轉(zhuǎn)矩就越大。上式說明，只要電機參數(shù)不發(fā)生變化，電磁轉(zhuǎn)矩

電動機拖動機械負(fù)載運行時，輸出機械轉(zhuǎn)矩的大小，實際上決定于來自于電動機軸上負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的大小。換言之，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩T等于負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩TL時，電動機就會在某一速度下穩(wěn)定運行；若T>TL，電動機就會加速運行；若T<TL，電動機則要減速運行直至停轉(zhuǎn)。2024/4/1166.2、異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩特性電磁轉(zhuǎn)矩有三個重要值，分別為：Tmsm1T0sn=0n=n0根據(jù)公式可得異步機的電磁轉(zhuǎn)矩特性曲線：最大電磁轉(zhuǎn)矩對應(yīng)最大電磁轉(zhuǎn)矩的臨界轉(zhuǎn)差率。(1)額定轉(zhuǎn)矩TN

電動機額定電壓下以額定轉(zhuǎn)速nN運功率單位若為W時，9550改為9.55行，輸出額定機械功率PN時，電機轉(zhuǎn)軸上對應(yīng)輸出的機械轉(zhuǎn)矩為額定電磁轉(zhuǎn)矩TN。2024/4/1167.

最大轉(zhuǎn)矩反映了電動機帶最大負(fù)載的性能，我們把它與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱為電動機的過載能力，即：TMT0s最大電磁轉(zhuǎn)矩起動電磁轉(zhuǎn)矩(2)最大轉(zhuǎn)矩TM

起動轉(zhuǎn)矩反映了異步機帶負(fù)載起動時的性能。起動轉(zhuǎn)矩與額定電磁轉(zhuǎn)矩之比稱作電動機的起動能力，即：Tst(3)起動轉(zhuǎn)矩Tst

λm通常在1.6~2.0之間。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過了最大轉(zhuǎn)矩，電動機將停轉(zhuǎn)。

λst通常在1.4~1.8之間。如果電機的起動轉(zhuǎn)矩Tst小于電動機軸上的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩TL時，電動機將無法起動。2024/4/1168.3.異步電動機的機械特性n0T機械特性曲線額定工作點NnNTNTstTM額定轉(zhuǎn)矩

電動機運行在AB段，其電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。ABC

機械特性曲線可分為穩(wěn)定運行區(qū)AB段和非穩(wěn)定運行區(qū)BC段兩部分。

電機穩(wěn)定運行時TL=TN。當(dāng)負(fù)載增加時，TL'>TN動力小于阻力

電機穩(wěn)定運行狀態(tài)被破壞

轉(zhuǎn)速n下降

轉(zhuǎn)差率s上升

轉(zhuǎn)子電路感應(yīng)電動勢增加

電流I2增大

定子電流I1隨之增大

電磁轉(zhuǎn)矩T增大至T′

當(dāng)T′=TL′時

電動機轉(zhuǎn)速重新穩(wěn)定在n'上，此時n′<n。特性曲線的N點向右移。

顯然，把轉(zhuǎn)矩特性曲線旋轉(zhuǎn)90°后即可得到機械特性曲線。額定轉(zhuǎn)速最大電磁轉(zhuǎn)矩起動電磁轉(zhuǎn)矩分析

電機穩(wěn)定運行在TL=TN。當(dāng)負(fù)載減少時，TL″<TN動力大于阻力

電機的穩(wěn)定運行狀態(tài)被破壞

轉(zhuǎn)速n上升

轉(zhuǎn)差率s下降

轉(zhuǎn)子電路感應(yīng)電動勢減小

電流I2減小

定子電流I1隨之減小

電磁轉(zhuǎn)矩T減小至T″

當(dāng)T″=TL″時

電動機轉(zhuǎn)速重新穩(wěn)定在n″上，此時n″>n。沿特性曲線左移。N′N″2024/4/1169.4、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機型號Y132M-4功率7.5KW頻率50Hz電壓380V

電流15.4A

接法Δ轉(zhuǎn)速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)編號工作制S1

B級絕緣年月編號××電機廠Y表示異步機，132(mm)表示機座中心高；M代表中機座(L長機座、S短機座)，-4代表4極電機。額定功率指的是電動機輸出的機械功率。額定電壓、電流均指電動機額定運行情況下的定子線電壓、線電流的數(shù)值。額定轉(zhuǎn)速指的是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。

三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：Y形和Δ形

。

三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，如圖示：Y形接線Δ形接線2024/4/1170.3-10三相異步電動機的控制見另一課件2024/4/1171.一、.單相異步電動機簡介

實驗室、家庭及辦公場所通常是單相供電，因此實驗室的很多儀器、各種電動小型工具、家用洗衣機、電冰箱、電風(fēng)扇等，都采用單相異步電動機。單相異步機采用鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，一般容量多在0.75KW以下（小功率）。電容運轉(zhuǎn)單相機洗衣機電動機電風(fēng)扇電動機制冷壓縮機單相異步電動機產(chǎn)品圖

三相異步電動機只所以能夠轉(zhuǎn)動，是因為它的定子繞組通入對稱三相交流電后產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。那么，單相異步電動機通入單相交流電后，產(chǎn)生的是一個什么樣的磁場呢？3-11.單相異步電動機2024/4/1172.二、單相異步電動機的定子磁場單相機定子單相機轉(zhuǎn)子ωt0i在定子繞組中通入單相交流電×××電流正半周，線圈導(dǎo)體中通過的電流始終為正值，如圖示：

相鄰導(dǎo)體中電流方向相同，電流的合成磁場方向一致。

合成磁場隨時間大小不斷變化，但磁場軸線的位置始終不變。NS電流的負(fù)半周，線圈導(dǎo)體中通過的電流方向始終為負(fù)，如圖：×××SN

相鄰導(dǎo)體中電流方向相同，電流的合成磁場方向一致。

合成磁場隨時間大小不斷變化，但磁場軸線的位置始終不變。結(jié)論：顯然，單相異步電動機的定子磁場是一個大小和方向隨時間不斷變化、但磁場軸線位置始終不變的脈動磁場。2024/4/1173.單相異步電動機脈動磁場的分析

脈動磁場可以分解為兩個大小相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場B1和B2。

順時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場B1對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩；逆時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場B2對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。由于在任何時刻這兩個電磁轉(zhuǎn)矩都大小相等、方向相反，所以單向異步機的轉(zhuǎn)子不會自行起動，也就是說單相異步電動機的起動轉(zhuǎn)矩為零。2024/4/1174.2024/4/1175.2024/4/1176.2024/4/1177.如何使單相異步電動機旋轉(zhuǎn)起來呢？為何電容分相法可讓單相異步機轉(zhuǎn)動？

電容分相式異步電動機的定子有兩個繞組：一個是工作繞組；另一個是起動繞組，兩個