第二十二章
三相异步电动机的结构
和基本工作原理
第一节 异步电动机的用途和分类（一）
三相异步电机主要用作电动机，拖动
各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、
机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒
机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。
在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱
和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。
第一节 异步电动机的用途和分类（二）
第一节 异步电动机的用途和分类（三）
异步电动机能在生产和生活领域
中得到广泛的应用，是有着众多 优点,
结构简单、制造容易、价格低廉、
运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并
具有适用的工作特性。
缺点,
功率因数较差，电机在运行过程
中必须从电网吸收感性无功功率，因
此它的功率因数总小于 1。
第一节 异步电动机的用途和分类（四）
第一节 异步电动机的用途和分类（五）
异步电动机的种类很多，从不同的角度看，
有不同的分类法，常见的有：
按定子相数分,
单相异步电动机 两相异步电动机 三相异步电动机
第一节 异步电动机的用途和分类（六）
按转子结构分,
绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机
第二节 三相异步电动机的结构（一）
下面是它主要部件的拆分图。
右图是一台三相鼠笼型异步电
动机的外形图。
第二节 三相异步电动机的结构（二）
三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电
机的定子部分完全相同。
对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三
相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活
地接成,Y”形或,D”形。
U1 V1 W1 U1 V1 W1
W2 U 2 V2 W2 U2 V2
D联结Y联结
第二节 三相异步电动机的结构（三）
三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两
种,鼠笼型 和 绕线型 。
鼠笼型转子 绕组由插入每个转子槽中的导条和
两侧的短路端环构成，如果去掉转子铁心，剩余的
转子绕组就像一个松鼠
笼子。
鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图
第二节 三相异步电动机的结构（四）
这种电机的特点是：可以在转子绕组中串入附加电
阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。
下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子
接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。
5）额定功率因数 指电动机在额定负载
时定子侧的功率因数；
co s N?
第三节 三相异步电动机的额定值（一）
1）额定功率 （ kW）指额定运行时转轴上的
输出机械功率；
NP
2）额定电压 （ V） 指加在绕组上的线电压；NU
3）额定电流 （ A） 指定子绕组中的线电流；NI
4）额定频率 （ Hz） 我国工业用频率为 50Hz；f
第三节 三相异步电动机的额定值（二）
6）额定转速 （ r/min） 指电机额定运行时转
轴的转速； N
n
2
()9550
( / m in)
N
N
N
P k WT
nr
? （ N m）
7）电动机的额定输出转矩计算式为
.
思考：如果转矩单位为 kg m，该如何计算？.
第三节 三相异步电动机的额定值（三）
2）如铭牌上标有,380V,D联结”时，表示电
机正常运行时只能采用,D”联结，但是在电动机起
动过程中可接 380V电源，绕组采用,Y”联结，起动
完毕，恢复,D”联结。
对高压电动机：
定子绕组只有三根出线，只要电源电压符合电
动机铭牌电压值便可使用。
对于中低压电动机：
1）如铭牌上标有,380/220V,Y/D联结”时，
表示电源电压为 380V时，电机绕组采用,Y”联结；
电源电压为 220V时，采用,D”联结。
两极异步电动机示意图
（图中气隙磁场形象地
用 N,S来表示）
N
1
n
1
nn?
S
1
60 fn
p?
( / min)r
定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，
气隙中建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转
速为同步速,
第四节
三相异步电动机的简单工作原理（一）
电动机运行时的基本电磁过程：
这个同步速的气隙磁场切割
转子绕组，产生感应电动势并在
转子绕组中产生相应的电流；
转子绕组在磁场中受到电磁
力矩作用，这个力矩驱动转子旋
转，实现电动机的工作过程。
第四节
三相异步电动机的简单工作原理（二）
思考, ① 能否等于？何谓异步？
②电机的转向由随决定？
n 1n
N
S
1
n
0n ?
两极发电机示意图 两极电机制动运行图
N
S
1
n
1
nn?
第四节
三相异步电动机的简单工作原理（三）
由于异步电动机的转速 总不等于同步
速,因此在描述异步电机转速时通常采用
转差率 的概念。
转差率的概念定义如下：把同步速 和
电机转子转速 之差与同步速 的比值称为
转差率,用 表示：
n
1n
1n
s
1
1
nn
s
n
?
?
n
1n
第四节
三相异步电动机的简单工作原理（四）
状 态 电动机 发电机 电磁制动
n与 s
关系
n<n1
0<s<1
n>n1
s<0
n与 n1反向，
n<0,s>1
E1的
性质
反电动势 电源电动势 反电动势
T的
性质
电磁驱动
力矩
电磁阻力矩 电磁阻力矩
能量
转换
电能 → 机
械能
原动机机械能
→ 电能
电能 +机械能 → 内
部损耗（短路）
注,表中, 电动机,,, 发电机,,, 电磁制动, 为超级链接热字
三相异步电动机的结构
和基本工作原理
第一节 异步电动机的用途和分类（一）
三相异步电机主要用作电动机，拖动
各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、
机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒
机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。
在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱
和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。
第一节 异步电动机的用途和分类（二）
第一节 异步电动机的用途和分类（三）
异步电动机能在生产和生活领域
中得到广泛的应用，是有着众多 优点,
结构简单、制造容易、价格低廉、
运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并
具有适用的工作特性。
缺点,
功率因数较差，电机在运行过程
中必须从电网吸收感性无功功率，因
此它的功率因数总小于 1。
第一节 异步电动机的用途和分类（四）
第一节 异步电动机的用途和分类（五）
异步电动机的种类很多，从不同的角度看，
有不同的分类法，常见的有：
按定子相数分,
单相异步电动机 两相异步电动机 三相异步电动机
第一节 异步电动机的用途和分类（六）
按转子结构分,
绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机
第二节 三相异步电动机的结构（一）
下面是它主要部件的拆分图。
右图是一台三相鼠笼型异步电
动机的外形图。
第二节 三相异步电动机的结构（二）
三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电
机的定子部分完全相同。
对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三
相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活
地接成,Y”形或,D”形。
U1 V1 W1 U1 V1 W1
W2 U 2 V2 W2 U2 V2
D联结Y联结
第二节 三相异步电动机的结构（三）
三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两
种,鼠笼型 和 绕线型 。
鼠笼型转子 绕组由插入每个转子槽中的导条和
两侧的短路端环构成，如果去掉转子铁心，剩余的
转子绕组就像一个松鼠
笼子。
鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图
第二节 三相异步电动机的结构（四）
这种电机的特点是：可以在转子绕组中串入附加电
阻，来改善电机的起动性能或作转速调节用。
下图是三相绕线型转子结构。绕组的三个出线端子
接到固定在转轴上的三铜环上，通过电刷引出。
5）额定功率因数 指电动机在额定负载
时定子侧的功率因数；
co s N?
第三节 三相异步电动机的额定值（一）
1）额定功率 （ kW）指额定运行时转轴上的
输出机械功率；
NP
2）额定电压 （ V） 指加在绕组上的线电压；NU
3）额定电流 （ A） 指定子绕组中的线电流；NI
4）额定频率 （ Hz） 我国工业用频率为 50Hz；f
第三节 三相异步电动机的额定值（二）
6）额定转速 （ r/min） 指电机额定运行时转
轴的转速； N
n
2
()9550
( / m in)
N
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7）电动机的额定输出转矩计算式为
.
思考：如果转矩单位为 kg m，该如何计算？.
第三节 三相异步电动机的额定值（三）
2）如铭牌上标有,380V,D联结”时，表示电
机正常运行时只能采用,D”联结，但是在电动机起
动过程中可接 380V电源，绕组采用,Y”联结，起动
完毕，恢复,D”联结。
对高压电动机：
定子绕组只有三根出线，只要电源电压符合电
动机铭牌电压值便可使用。
对于中低压电动机：
1）如铭牌上标有,380/220V,Y/D联结”时，
表示电源电压为 380V时，电机绕组采用,Y”联结；
电源电压为 220V时，采用,D”联结。
两极异步电动机示意图
（图中气隙磁场形象地
用 N,S来表示）
N
1
n
1
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S
1
60 fn
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( / min)r
定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，
气隙中建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转
速为同步速,
第四节
三相异步电动机的简单工作原理（一）
电动机运行时的基本电磁过程：
这个同步速的气隙磁场切割
转子绕组，产生感应电动势并在
转子绕组中产生相应的电流；
转子绕组在磁场中受到电磁
力矩作用，这个力矩驱动转子旋
转，实现电动机的工作过程。
第四节
三相异步电动机的简单工作原理（二）
思考, ① 能否等于？何谓异步？
②电机的转向由随决定？
n 1n
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S
1
n
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两极发电机示意图 两极电机制动运行图
N
S
1
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第四节
三相异步电动机的简单工作原理（三）
由于异步电动机的转速 总不等于同步
速,因此在描述异步电机转速时通常采用
转差率 的概念。
转差率的概念定义如下：把同步速 和
电机转子转速 之差与同步速 的比值称为
转差率,用 表示：
n
1n
1n
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1
1
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第四节
三相异步电动机的简单工作原理（四）
状 态 电动机 发电机 电磁制动
n与 s
关系
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n>n1
s<0
n与 n1反向，
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E1的
性质
反电动势 电源电动势 反电动势
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性质
电磁驱动
力矩
电磁阻力矩 电磁阻力矩
能量
转换
电能 → 机
械能
原动机机械能
→ 电能
电能 +机械能 → 内
部损耗（短路）
注,表中, 电动机,,, 发电机,,, 电磁制动, 为超级链接热字
