首页-傲世皇朝平台-官方商务网站实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。 电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。 把机械能转换成电能的设备称为发电机， 而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。

　　在生产上主要用的是交流电动机， 特别三相异步电动机， 因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。

　　三相异步电动机的两个基本组成部分为定子 （固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分，如图 5-1所示。

　　鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。

　　为了保证转子能够自由旋转， 在定子与转子之间必须留有一定的空气隙， 中小型电动机的空气隙约在 0.2~1.0mm之间。

　　2．三相异步电动机的转动原理1）．基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理， 我们做如下演示实验， 如图 5-2 所示。

　　(1)．演示实验：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体， 当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时， 将发现导体也跟着旋； 若改变磁铁的转向， 则导体的转向也跟着改变。

　　(2)．现象解释：当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。 感应电流又使导体受到一个电磁力的作用， 于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来， 这就是异步电动机的基本原理。

　　图 5-3 表示最简单的三相定子绕组 AX、BY、CZ，它们在空间按互差 1200的规律对称排列。并接成星形与三相电源 U、V、W 相联。则三相定子绕组便通过三相对称电流： 随着电流在定子绕组中通过， 在三相定子绕组中就会产生旋转磁场 (图 5-4)。

　　图 5-3 三相异步电动机定子接线Ai ，AX 绕组中无电流； Bi 为负， BY 绕组中的电流从 Y 流入 B1流出； Ci 为正， CZ 绕组中的电流从 C 流入 Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图 5-4（a）所示。

　　当 t=1200 时， 0Bi ，BY 绕组中无电流； Ai 为正， AX 绕组中的电流从 A流入 X 流出； Ci 为负，CZ绕组中的电流从 Z流入 C流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图 5-4（b）所示。

　　当 t=2400 时， 0Ci ，CZ 绕组中无电流； Ai 为负， AX 绕组中的电流从 X流入 A 流出； Bi 为正， BY 绕组中的电流从 B 流入 Y 流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图 5-4（c）所示。

　　可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时， 合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周。 随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变化， 产生的合成磁场也不断地旋，因此称为旋转磁场。

　　旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序， 即将三根电源线中的任意两根对调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变。

　　三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。 旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关。

　　当每相绕组只有一个线圈， 绕组的始端之间相差 1200空间角时，产生的旋转磁场具有一对极，即 p=1；

　　当每相绕组为两个线圈串联，绕组的始端之间相差 600空间角时，产生的旋转磁场具有两对极，即 p=2；

　　同理，如果要产生三对极， 即 p=3的旋转磁场， 则每相绕组必须有均匀安排在空间的串联的三个线圈，绕组的始端之间相差 400（=1200/p）空间角。极数 p与绕组的始端之间的空间角 的关系为：

　　三相异步电动机旋转磁场的转速 n0与电动机磁极对数 p 有关，它们的关系是：

　　由（5-1）可知，旋转磁场的转速 n0决定于电流频率 f1和磁场的极数 p。对某一异步电动机而言， f1和 p通常是一定的，所以磁场转速 n0是个常数。

　　在我国，工频 f1=50Hz，因此对应于不同极对数 p的旋转磁场转速 n0，见表5-1

　　电动机转子转动方向与磁场旋转的方向相同， 但转子的转速 n不可能达到与旋转磁场的转速 n0 相等，否则转子与旋转磁场之间就没有相对运动，因而磁力线就不切割转子导体， 转子电动势、 转子电流以及转矩也就都不存在。 也就是说旋转磁场与转子之间存在转速差， 因此我们把这种电动机称为异步电动机， 又因为这种电动机的转动原理是建立在电磁感应基础上的，故又称为感应电动机。

　　转差率 s——用来表示转子转速 n与磁场转速 n0相差的程度的物理量。即：

　　当旋转磁场以同步转速 n0开始旋转时，转子则因机械惯性尚未转动， 转子的瞬间转速 n=0，这时转差率 S=1。转子转动起来之后， n0，（n0-n）差值减小，电动机的转差率 S1。如果转轴上的阻转矩加大，则转子转速 n降低，即异步程度加大，才能产生足够大的感受电动势和电流， 产生足够大的电磁转矩， 这时的转差率 S增大。反之，S减小。异步电动机运行时， 转速与同步转速一般很接近，转差率很小。在额定工作状态下约为 0.015~0.06之间。

　　有一台三相异步电动机，其额定转速 n=975r/min，电源频率 f=50Hz，求电动机的极数和额定负载时的转差率 S。解：由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应于不同的极对数有一系列固定 的数值。显然，与 975r/min 最相 近的同步转速n0=1000r/min，与此相应的磁极对数 p=3。因此，额定负载时的转差率为：

　　三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似， 定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组。给定子绕组接上三相电源电压，则定子中就有三相电流通过， 此三相电流产生旋转磁场， 其磁力线通过定子和转子铁心而闭合，这个磁场在转子和定子的每相绕组中都要感应出电动势。