电动机原理
三相异步电动机的工作原理
简介：三相电流通过定子绕组所产生的合成磁场，是随电流的交变而在空间旋转的磁场。这种旋转磁场与蹄形磁铁在空间旋转所起的作用是相同的。
关键字：三相异步电动机，工作原理
一、鼠笼式转子的转动原理
三相异步电动机是利用旋转磁场工作的，其工作原理可通过以下演示实验来直观地了解。 一个装有手柄的蹄形磁铁以轴座o1为支撑自由转动；在蹄形磁铁两磁极之间有一个鼠笼转子，鼠笼转子以轴座o2为支撑自由转动；轴座o1和轴座o2在同一条轴线上。蹄形磁铁和鼠笼转子之间没有摩擦力和机械连动关系，二者均可各自独立自由转动或保持静止。当摇动手柄使蹄形磁铁顺时针方向旋转时，磁场的磁感线就切割鼠笼转子上的铜条，相当于转子铜条逆时针方向切割磁感线，闭合的铜条中就会产生感生电流，其方向可用右手定则判定。由于感生电流处在蹄形磁铁的磁场中，因此铜条要受到磁场力f 的作用而使转子转动，磁场力f 的方向可根据左手定则判定，从判定的结果可知转子转动方向与蹄形磁铁旋转方向一致。手柄摇得快，转子转得也快；手柄摇得慢，转子转得也慢。同理，让蹄形磁铁逆时针方向旋转时，转子也随之按逆时针方向旋转。在上述演示过程中，是由蹄形磁铁旋转产生的旋转磁场使鼠笼转子转动的，而在实际的异步电动机中，并没有永久磁铁旋转，其旋转磁场是如何产生的呢? 以下讨论三相异步电动机定子绕组产生旋转磁场的具体过程。
二、旋转磁场的产生
设将定子三相绕组联成星形接法，三相绕组的首端u1、v1、w1分别与三相交流电的相线a 、b 、c 相连接。为了讨论方便，选定交流电在正半周时，电流从绕组的首端流入，从末端流出；反之，在负半周时，电流流向相反。定子绕组在三相交流电不同相位时合成旋转磁场。当ωt=0时，a 相电流为零；b 相电流为负值，电流由v2端流进，v1端流出；c 相电流为正，电流从w1端流进，w2端流出，根据右手螺旋法则，可以判定出此时定子三相绕组电流产生
的合成磁场方向。当ωt=90o时，此时a 相电流为正，电流由u1端流入，u2端流出；b 相为负，电流由v2端流进，v1端流出；c 相为负，电流从w2端流入，w1端流出，这一时刻合成磁场方向已顺时针方向在空间转过了90o 。同理，可分别得出ωt=180o、ωt=270o和ωt=360o时定子三相绕组电流产生的合成磁场方向，ωt=36oo时与ωt=0o时的合成磁场方向相同。
由此可见，电流变化一个周期，合成磁场在空间也旋转了一周。电流继续变化，磁场也不断地旋转。从上述分析可知，三相电流通过定子绕组所产生的合成磁场，是随电流的交变而在空间旋转的磁场。这种旋转磁场与蹄形磁铁在空间旋转所起的作用是相同的。
三相异步电动机的型号及选用
三相异步电动机的分类
三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。
1、按电动机尺寸大小分类
大型电动机：定子铁心外径D ＞1000mm 或机座中心高H ＞630mm 。
中型电动机：D=500~1000mm或H=355~630mm。
大型电动机：D=120~500mm或H=80~315mm。
2、按电动机外壳防护结构分类
3、按电动机冷方式分类
电动机按冷却方式可分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可参见国家标准GB/T1993-93《旋转电机冷却方式》。
4、按电动机的安装形式分类
IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。
IMB5：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。
IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。
5、按电动机运行工作制分类
S1；连续工作制
S2：短时工作制
S3~S8：周期性工作制
6、按转子结构形式分类
三相笼型异步电动机
三相绕线型异步电动机
三相异步电动机的型号及选用
我国电机产品型号的编制方法是按国家标准GB4831-84《电机产品型号编制方法》实施的，即有汉语拼音字母及国际通用符号和阿拉伯数字组成，按下列顺序排列。
1产品（类型）代号
CHANPINGUI 异步电动机 同步电动机同步发电机 直流电动机 直流发电机 汽轮发电机 水轮发电机 测功机 潜水电泵 纺织用电机 交流换向器电动机
产品代号YTTFZZFQFSFCQFH
2特殊环境代号
使用场合热带用湿热带用干燥带用高原用船用户外用化工防腐用
汉语拼音字母TTHTAGHWF
产品规格代号：L －－－－-长机座；M －－－－-中机座；S －－－－-短机座。 下面为两个产品举例：
（1）三相异步电动机
Y2－－-132M －－-4规格代号，中心高132mm ，M 中机座，4极
产品代号，异步电动机，第二次改型设计
（2）户外防腐型三相异步电动机
Y －－-100L2－－-4－－-WF1特殊环境代号，W 户外用，F 化工防腐用，1中等防腐
规格代号，中心高100，长机座第二铁心长度，4极
产品代号，异步电动机
3高效三相异步电动机YX
(IP44)H100~280
1.5~90KW用冷轧硅钢片及新工艺降低电动机损耗，效率较Y 基本系列平均高3% 适用于重载启动的场合, 如起重设备、卷扬机、压缩机、泵类等
4绕线型三相异步电动机 YR(IP44)
(IP23)JRO2
JR2H132~280
4~75KW 转子为绕线型，可通过转子外接电阻获得大的启动转矩及在一定范围内分级调节电动机转速
5变频多速三相异步电动机 YD
(IP44)JDO2H80~280
0.55~90KW在Y 基本系列上派生，利用多套定子绕组接法来达到电动机的变速适合于万能、组合、专用切削机床及需多级调速的传动机构
6高转差率三相异步电动机YH
(IP44)JHO2H80~280
0.55~90KW在Y 系列上派生，用转子深槽及高电阻率转子导体结构、堵转转矩大，转差率高，堵转电流小，机械特性软，能承受冲击负载 用于传动飞轮力矩较大及不均匀冲击负载，如锤击机、剪切机、冲压机、锻冶机等
7电磁调速三相异步电动机YCTJZTH112~335
0.55~90KW 由Y 系列电动机与电磁离合器组合而成。为恒转矩无级调速电动机用于恒转速无级调速场合，尤适用于风机、水泵等负载
8电磁制动三相异步电动机YEJH80~225
0.55~45KW在Y 系列电动机一端加直流圆盘制动器组合而成，能快速停止，正确定位用于升降机械、运输、包装、建筑、食品、木工机械等
9增安型三相异步电动机YAJAO2H80~280
0.55~75KW 在Y 基本系列上对结构及防护上加强措施 适用于有爆炸危险的场合
10隔爆型三相异步电动机YBBJO2H80~315
0.55~220KW 在Y 基本系列上派生，按隔爆标准规定生产用于煤矿及有可燃性气体的工厂
11户外型三相异步电动机Y-WJO2-WH80~315
0.55~160KW在Y 基本系列上派生，采取加强结构密封和材料、工艺防腐措施。Y-W 用于户外机械，Y-F 用于有化学腐蚀介质的机械，Y-WF 用于户外有化学腐蚀的各种机械用于石油、化工、化肥、制药、印染等企业用水泵、油泵、鼓风机、排风扇等机械设备上
12防护型三相异步电动机Y-FJO2-F
13户外防腐型三相异步电动机Y-WFJO2-WF
14船用三相异步电动机 Y-H JO2-H H80~315
0.55~220KW在Y 基本系列上派生，按船上使用特点制造 用于海洋、江河船舶上的各种机械，如泵、通风机、分离器、液压机械等
15起重冶金用三相异步电动机YZ
YZRJZ2
JZR2 YZ 系列：
H112~250
1.5~30kw
YZR 系列：
H225~400
1.5~200KWYZ为笼型转子，YZR 为绕线转子，环境温度为40℃时用F 级绝缘，为60℃时用H 级绝缘，同步转速有1000、750、600r/min三种，工作制为S3~S5 用于各种起重机械及冶金辅助设备的电力传动上
16换向器三相异步电动机ZS2JZSH225~475
3/1~160/53.3KW为恒转矩交流调速电动机，调速比通常为3：1. 本系列电动机效率高、功率因数较高，无级调速 用于印染、印刷、造纸、橡胶、制糖、制塑机械及试验设备机械中
17力矩三相异步电动机YLJJLJH63~180
输出转矩：
IP21
2~200N·m
IP44 0.3~25N·mYLJ 系列电动机的机械特性是通过增加转子电阻来实现的。其中IP44防护结构加装离心鼓风机进行强迫通风用于造纸、电线电缆、印染、橡胶等部门作卷绕、开卷、堵转和调速等设备的动力
18电梯用三相异步电动机YTDJTDH200~250
0.67~22KW笼型转子，定子绕组有两套，分别为6极和24极用于交流客、货电梯及其他升降机械
19激振三相异步电动机YJZ
YZ0激振力各为：
1~100KN
1~100KN通过安装在转轴两侧的偏心块在旋转时产生离心力做激振源用于各类振动机械
20夯实三相异步电动机YZHH145~155
2.2~4KW与可逆式电动振动实现夯实机配套使用 用于建筑行业及其他夯实作业上
2 辊道用三相异步电动机YGJG2H112~225
堵转转矩：
16~800N·m 为IP54防护，采用H 级绝缘用于冶金工业的工作辊道驱动 22制冷用耐氟里昂三相异步电动机 YSR(三相)
YLRB(单相)0.6~180kw电机绝缘材料及绝缘结构能保证在制冷机和冷冻机的混合物中安全可靠地使用供全封闭和半封闭制冷压缩机特殊配套用
23交流变频调速三相异步电动机YVP
YTP0.55~4.5kw
0.75~90kw笼型转子带轴流风机低速时能输出恒转矩，调速效果好，节能效果明显用于恒转矩调速和驱动风机、水泵等递减转矩场合
24船用起重三相异步电动机YZ-H 分单速、双速、三速等 机壳由钢板焊成，采用ZYZ 型直流圆盘式电磁制动器用于各类船舶作短时定额的甲板机械电力拖动，如锚机、绞盘机、绞车等
25井用潜水三相异步电动机YQS2JQS 进径
150~300mm
3~185kw充水式密封结构，与潜水泵组合，立式运行，电动机外径尺寸小，细长 专用于驱动井下水泵，可潜入井下水中工作，汲取地下