三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理 旋轉(zhuǎn)磁場

1、n0nei三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理NSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈磁極旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢vlBe導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度切割速度切割速度（右手定則）（右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）（左手定則）通電導(dǎo)線在磁場中受力通電導(dǎo)線在磁場中受力ilBfn0neiNSf用右手,先讓大拇指與四指垂直,讓磁感線垂直穿過手心,大拇指的指向與導(dǎo)線運(yùn)動方向一致,那么四指的指向就是感應(yīng)電流的方向.1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動方向一致兩者轉(zhuǎn)動方向一致 結(jié)論：結(jié)論：異步異步2. 線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢線圈

2、比磁場轉(zhuǎn)得慢0nnn0neiNSf 由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向是一致的，所以如果向是一致的，所以如果n=n1，則磁場與轉(zhuǎn)，則磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運(yùn)動，它們之間就不存子之間就沒有相對運(yùn)動，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電感應(yīng)電動勢、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。所以，感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不磁轉(zhuǎn)矩。所以，感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不可能等于磁場速度。因此，這種電動機(jī)一可能等于磁場速度。因此，這種電動機(jī)一般也叫做般也叫做異步電動機(jī)異步電動機(jī)。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)右手安培定則：右手安培

3、定則： 用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向與電流的方向一致，那么四指的彎曲方向就是磁感線的環(huán)繞方向。1 1、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ在異步機(jī)中在異步機(jī)中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極AiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方向：Ai

4、BiCitmIn nN NS ST Tf fn n1 1f fU1V1W1U2V2W2WVUit分析規(guī)定：分析規(guī)定： 電流電流 I 為正時，從首端流入、末端流出；為正時，從首端流入、末端流出； 電流電流 I 為負(fù)時，從首端流出、末端流入。為負(fù)時，從首端流出、末端流入。1NS1 2 32NS3NS4 4NS5 5NS6NS6U1V1W1U2V2W2NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序改變相序（換接其中兩相）

5、（換接其中兩相）AiBiCimItAiCiBimIt2 2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向 方法：方法：將與電源相接的將與電源相接的任意兩相互換任意兩相互換(改變相序改變相序)，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)A B CM3電電 源源ABCM3電電 源源3 3、極對數(shù)（、極對數(shù)（P P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法（此種接法（每相繞組只有一組線圈每相繞組只有一組線圈）下，合成磁場）下，合成磁場只有只有一對磁極一對磁極，則極對數(shù)為，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiC

6、i 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是形成的磁場則是兩對磁極兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt3 3、旋轉(zhuǎn)磁場的、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZSN0n60AiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/(

7、600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：AiBiCimIt三相異步電動機(jī)的同步（旋轉(zhuǎn)磁場）轉(zhuǎn)速：三相異步電動機(jī)的同步（旋轉(zhuǎn)磁場）轉(zhuǎn)速：分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)50(Hzf 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 0001電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系：電動機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系：電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)轉(zhuǎn)速:n電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步

8、電動機(jī)電動機(jī)0nn無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn 5 5、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機(jī)運(yùn)行中異步電機(jī)運(yùn)行中:%9%1s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機(jī)轉(zhuǎn)速之差。即：電動機(jī)起動瞬間電動機(jī)起動瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）（轉(zhuǎn)差率最大）（1）電路圖 定子的末端（X、Y、Z）連接在一起，首端（A、B、C）分別接入三相對稱電源，三相電源相序?yàn)閁、V、W，三個繞

9、組中就會產(chǎn)生三相對稱電流iu、iv、iw。（2）三相對稱電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式 以Iu 為初始相量，則：240sin120sinsintIitIitIimWmVmU 2.定子中通入三相對稱電流定子中通入三相對稱電流AXBYCZi （4）電流的參考方向當(dāng)電流i為正時，由首端流入尾端流出；當(dāng)電流i為負(fù)時，由尾端流入首端流出 。YCBZXA()電流出電流出( )電流入電流入（3）電流的波形圖UiViWimIti3.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生（2）當(dāng)t=120時，iv=0，iu0，iw0； （3）當(dāng)t=240時，iw=0，iu0，iv0；（4）當(dāng)t=360時，iu=0，iv0，iw0；與t=0時刻相比較，

10、順時針旋轉(zhuǎn)了120（A相B相）。與t=120時刻相比較，順時針旋轉(zhuǎn)了120（B相C相）。與t=240時刻相比較，順時針旋轉(zhuǎn)了120（C相A相）。（1）當(dāng)t=0時，iu=0，iv0，iw0；4.4.小結(jié)小結(jié)1.1.三項(xiàng)對稱定子繞組通入三相對稱電流后，三項(xiàng)對稱定子繞組通入三相對稱電流后，定子中產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。定子中產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場。 3.3.產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場有一對磁極（一個產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場有一對磁極（一個N N極，極， 一個一個S S極）。極）。 2.2.電流變化一周期（電流變化一周期（360360），旋轉(zhuǎn)磁場也），旋轉(zhuǎn)磁場也旋轉(zhuǎn)一周（旋轉(zhuǎn)一周（360360）。）。 4.4.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流

11、相序一致。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流相序一致。 二、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向二、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向1. 1. 電源以正序電源以正序U U、V V、W W接入定子時，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向：接入定子時，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向：2. 2. 電源以相序電源以相序U U、W W、V V接入定子時，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向：接入定子時，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向：電源電壓相序：UVW繞組內(nèi)電流相序：iAiBiC電源電壓相序：UVW繞組內(nèi)電流相序：iAiCiB磁場的旋轉(zhuǎn)方向：ABC （順時針）磁場的旋轉(zhuǎn)方向：ACBACB （逆時針）AXBYCZAiWVUBiCiCBiAiAXBYCZCiWVU3.3.任意對換兩根電源相線（如對調(diào)任

12、意對換兩根電源相線（如對調(diào)U U、V V或者或者U U、W W）, ,旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 磁場的旋轉(zhuǎn)方向：磁場的旋轉(zhuǎn)方向：4.4.小結(jié)：小結(jié)：由上面分析可知：要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向（亦由上面分析可知：要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向（亦即改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向）時，只要把定子繞組接即改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向）時，只要把定子繞組接到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對調(diào)即可。到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對調(diào)即可。繞組內(nèi)電流相序:iB iA iC磁場旋轉(zhuǎn)方向：逆時針繞組內(nèi)電流相序:iC iB iA磁場旋轉(zhuǎn)方向：逆時針對調(diào)（對調(diào)（U/VU/V）AiCiAXBYCZBiWVUA對調(diào)（對調(diào)（U/WU/W）BiAiXBYCZCiWVU

13、三、旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)速度三、旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)速度1.1.兩極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速兩極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速2.2.四極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速四極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速磁極對數(shù)p=11160 fn 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速磁極對數(shù)p=226011fn 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速同理分析可知，當(dāng)p=3時，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 當(dāng)p=4時，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速36011fn 46011fn 也就是說，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率成也就是說，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與磁極對數(shù)成反比。正比，與磁極對數(shù)成反比。3.3.推論：推論：當(dāng)有當(dāng)有p p對磁極時，對磁極時， 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速pfn1160例：例：我國交流電的工頻是50Hz,則轉(zhuǎn)子

14、的轉(zhuǎn)速與極對 數(shù)的關(guān)系為：p123n1(r/min)300015001000經(jīng)過計(jì)算，交流電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速用表格表示為：四、總結(jié)四、總結(jié)1.1.三相對稱的定子繞組中通入三相對稱電流時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相對稱的定子繞組中通入三相對稱電流時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。2.2.旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向與三相對稱電流相序一致。要改變旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)方向與三相對稱電流相序一致。要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，也就是電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需要把定磁場的旋轉(zhuǎn)方向，也就是電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需要把定子繞組接到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對調(diào)即可。子繞組接到電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對調(diào)即可。3.3.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與極對數(shù)的關(guān)系：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與

15、極對數(shù)的關(guān)系：pfn1160六、作業(yè)六、作業(yè)課后習(xí)題：判斷題（課后習(xí)題：判斷題（1 1、2 2）、選擇題（）、選擇題（1 1、2 2）、問答題（、問答題（1 1、2 2）P P9898面面 填空題（填空題（1 1、2 2、3 3）五、隨堂練習(xí)五、隨堂練習(xí)AYCBZX0tNSiU=0，iV0，iW0UiViWimItiAXYCBZ 120tSN120iV=0，iU0，iW0UiViWimItiAXYCBZASN120 240tiW=0，iU0，iV0UiViWimItiAYCBZX 360tNSiU=0，iV0，iW0120UiViWimItiAYCBZXNSAXYCBZSN120AYCBZXNS120AXYCBZASN120120t 0t 240t 360tXAZBX AYCZBCY0tUiViWimItiiU=0，iV0，iW0CYABCXYZAXBZUiviwiNSSN