1、第3-4 課時 第1頁授課日期班級出勤情況復習舊課要點直流電動機的勵磁方式；同步發電機并聯運行的條件新課內容章、節標題課題名稱第四章 三相異步電動機第一節 三相異步電動機的工作原理授課目的1、 掌握旋轉磁場是怎樣產生的？2、 掌握三相異步電動機的工作原理新課重點及措施旋轉磁場是怎樣產生的？畫圖講解新課難點及措施旋轉磁場是怎樣產生的？畫圖講解備注 第2 頁教授內容與教法 第一節 三相異步電動機的結構和工作原理交流電機可分為同步電機和異步電機兩大類。同步電機的轉速與所接電源頻率之間存在嚴格不變的關系，主要用作發電機。異步電機的轉速與所接電源頻率之間不存在嚴格不變的關系，主要用于電動機。異步電動機是

2、生產設備中應用最廣泛的動力設備，如在工農業、交通運輸、日常生活等各個方面。異步電動機之所以獲得廣泛應用，是因為它和其它各種電機比較，具有結構簡單、制造方便、運行可靠等優點。如和同容量的直流電機相比，異步電機的重量約為直流電機的一半，而其價格約為直流電機的三分之一。但是異步電動機也存在一些缺點：不能經濟地實現范圍較廣的平滑調速，對電網永遠是一個感性負載，使電網的功率因數降低。1、三相異步電動機的工作原理由于三相定子繞組結構相同、彼此在空間位置互差120電角，為簡化分析，用彼此互隔120電角的三個線圈來表示。當三相定子繞組接上對稱的三相電源后，流過三相對稱電流，各相電流的瞬時表達式為：iU=Imc

3、ost iV =Imcos(t120) （2-4） iW=Imcos(t240) 圖2-16三相電流波形圖三相電流的波形如圖2-16所示。如果規定電流的正方向從繞組的首端流向尾端，那么當各相電流的瞬時值為正值時，電流從該相繞組的首端（U1、V1、W1）流入，從尾端（U2、V2、W2）流出。當電流的瞬時值為負時，電流從該相繞組的尾端流入，而從首端流出。分析時用符號表示電流流入，表示電流流出。圖2-172極旋轉磁場示意圖 第3頁教授內容與教法下面以t=0、t=120、t=240、t=360四個特定的時刻分析。當t=0時，U相電流為正且達到最大值，電流從U1流入，從U2流出，而V、W兩相電流為負，分

4、別從V2、W2流入，從V1、W1流出，如圖2-17a所示。根據右手螺旋定則，可知三相繞組產生的合成磁場的軸線與U相線圈的軸線相重合。合成磁場為2極磁場，磁場的方向從上向下，上方為N極，下方為S極。用同樣的方法可以畫出t=120、t=240、t=360這三個瞬時的電流分布情況，分別如圖2-17（b）（c）（d）所示。觀察圖2-17，發現當三相對稱電流流入三相對稱繞組后，所建立的合成磁場，并不是靜止不動的，而是旋轉的。電流變化一周，合成磁場在空間也旋轉一周。若電源的頻率為f，則2極磁場每分鐘旋轉60f周。 圖2-184極旋轉磁場示意圖2. 相異步電動機的工作原理當對稱的三相定子繞組通入三相對稱電流

5、后，定子繞組產生旋轉磁場 ,磁場的瞬時位置如圖2-19所示，設磁場為逆時針方向旋轉。該磁場的磁力線通過定子鐵心、氣隙和轉子鐵心而閉合。由于靜止的轉子繞組與定子旋轉磁場存在相對運動，轉子槽內的導體即要切割定子磁場而感應電動勢，電動勢的方向可根據右手定則確定。由于轉子繞組為閉合回路，在轉子電動勢的作用下，轉子繞組中就有電流通過，如不考慮電流與電動勢的相位差，則電動勢的瞬時方向就是電流的瞬時方向。根據電磁力定律，載流的轉圖2-19 三相異步電動機工作原理示意圖子導體在旋轉磁場中必然會受到電磁力，電磁力的方向可用左手定則確定。所有轉子導體受到的電磁力對轉軸便形成一逆時針方向的電磁轉矩。從圖2-19可知

6、，電磁轉矩的方向與旋轉磁場的方向一致。于是轉子在電磁轉矩作用下，便沿著旋轉磁場的方向旋轉起來。如果轉子與生產機械聯接，則轉子受到的電磁轉矩將克服負載轉矩而作功，從而實現了電能與機械能的轉換。由此可見，對稱的三相電流通入對稱的三相繞組后所形成的磁場是一個隨時間變化而旋轉的磁場。3. 三相異步電動機與旋轉磁場有關的因素 采用上面的分析方法，從圖2-18可知，產生的合成磁場為4極旋轉磁場，電流變化一周，磁場僅轉過1/2周，它的轉速為2極旋轉磁場轉速的1/2。依次類推，當電機的極數為2p時，旋轉磁場的轉速為2極磁場轉速的1/p，即每分鐘轉周。旋轉磁場的轉速稱為同步轉速，以n1表示。即： r/min 2

7、極 轉速 3000 r/min4極 轉速 1500 r/min6極 轉速 1000 r/min8極 轉速 750 r/min4. 三相異步電動機的轉差率 由于轉子的旋轉方向和旋轉磁場的方向是一致的，如果轉子的轉速n等于旋轉磁場的轉速即同步轉速n1，它們之間將不再有相對運動，轉子導體就不能切割磁場而產生感應電動勢、電流和電磁轉矩。所以異步電動機的轉速n總是小于同步轉速n1，即與旋轉磁場“異步地”轉動，故稱為異步電動機。轉子與旋轉磁場的相對速度，即同步轉速n1與轉子轉速n之差稱為轉差n，轉差即為轉子切割旋轉磁場的速度。n與n1之比稱為轉差率，用s表示，即：（2-6） 異步電動機的轉速隨負載的變化而變化，轉差率s也就隨負載的變化而變化。但正常工作時，轉差率變化不大，空載時s約在0.5%以下；額定負載時絕大部分電動機s約在1.5%6%范圍內第4頁本次課要點旋轉磁場是怎樣產生的課外作業D1 1. 直流電動機的勵磁方式有那些？2. 同