第五章交流电动机的工作原理及特性•掌握实现三相异步电动机启动、调速和制动的各种方法及它们的使用场所；•掌握三相异步电动机启动、调速和制动等各种特性；•了解同步电动机的结构、工作原理、运行特性和启动方法。5.1三相异步电动机的基本结构和工作原理1.定子定子绕组是电动机的电路部分。三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁心上，称为三相绕组，分别用AX、BY、CZ表示，其中，A、B、C称为首端，而X、Y、Z称为末端。机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。2.转子鼠笼式异步电动机转子绕组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，如图所示。二、三相异步电动机的工作原理假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相绕组的电流作为参考正弦量，即iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图（a）箭头所示。iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；此时的合成磁场如图（b）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了/3。iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；此时的合成磁场如图（c）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了2/3。iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；按以上分析可以证明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，如图所示。此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2/3，而C相绕组内的电流又超前B相绕组内的电流2/3，用上述同样的分析方法可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为A→C→B，即向逆时针方向旋转，如图所示，即与未对调前的旋转方向相反。由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。3.旋转磁场的极数与旋转速度从上述分析可以看出，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，即：其中，每相绕组由两个部分串联组成，再将这三相绕组接到对称三相电源使通过对称三相电流，便产生具有两对磁极的旋转磁场。如图所示。从图可以看出，对应于不同时刻，旋转磁场在空间转到不同位置，此情况下电流变化半个周期，旋转磁场在空间只转过了/2，即1/4转，电流变化一个周期，旋转磁场在空间只转了1/2转。由此可知，当旋转磁场具有两对磁极（p=2）时，其旋转速度仅为一对磁极时的一半。依次类推，当有p对磁极时，其转速为：在旋转磁场的作用下，转子导体切割磁力线（其方向与旋转磁场的旋转方向相反），因而在导体内产生感应电动势e从而产生感应电流i。根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力F（其方向用左手定则决定），这力在转子的轴上形成电磁转矩，且转矩作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转矩的作用，按旋转磁场的旋转方向旋转起来。转子的旋转速度称为电动机的转速，用n表示。5.转差率S定义：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，用表示S，即5.2三相异步电动机的额定参数三相电动机的定子绕组有星形（Y型）和三角形（△形）两种不同的接法，如图所示。2．线电压与相电压3．线电流与相电流二、额定参数1.额定功率PN：2.额定电压UN：在额定运行情况下，定子绕组端应加的线电压值。如标有两种电流值（例如10.35/5.9A），则对应于定子绕组为/Y连接的线电流值。6.额定功率因数：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时，定子相电流与相电压之间相位差的余弦。三、定子绕组连线方法的选用例电源线电压为380V，现有两台电动机，其铭牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。解：J32-4电动机应接星形（Y），如图(a)所示。J02-21-4电动机应接成三角形（），如图所示。5．3三相异步电动机的转矩特性和机械特性设定子和转子每相绕组的匝数分别为N1和N2，如图所示电路图是三相异步电动机的一相电路图。定子每相绕组中产生的感应电动势为：定子每相绕组中还要产生漏磁电动势如用复数表示，则为二、三相异步电动机的转子电路在n=0，即S=1时，转子电动势为因此，对于转子每相电路，有转子每相电路的电流为三、转矩特性……转矩特性四．机械特性从特性曲线上可以看出，其上有四个特殊点可以决定特性曲线的基本形状和异步电动机的运行性能，这四个特殊点是：电动机额定工作点。此时额定