三相交流電動機(jī)復(fù)習(xí)進(jìn)程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。三相交流電動機(jī)-三相交流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場（三相交流電動機(jī)系列之一）應(yīng)用最廣泛的電動機(jī)就是三相交流電動機(jī)，三相交流電動機(jī)是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的。三相交流電由A、B、C三相組成，按每個交流周期360度算，每相間距120度，下面是三相交流電的波形圖，黃色為A相波形，綠色為B相波形，紅色為C相波形，我國使用的三相交流電頻率是50赫茲。三相交流電通過三個線圈來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，線圈嵌在定子鐵芯上，下面是一個三相交流電動機(jī)模型的定子，在定子內(nèi)圓有6個嵌線槽，分別嵌有A、B、C三相線圈，三個線圈

2、按120度分布，黃色是A相線圈，綠色是B相線圈，紅色是C相線圈。在三個線圈通上三相交流電后，在定子鐵芯中間會形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，下圖展示三相交流電與旋轉(zhuǎn)磁場的動畫截圖。在A相線圈端口輸入的是A相電流IA，在端口有箭頭標(biāo)明電流的方向；在B相線圈端口輸入的是B相電流IB，在端口有箭頭標(biāo)明電流的方向；在C相線圈端口輸入的是C相電流IC，在端口有箭頭標(biāo)明電流的方向。在定子鐵芯中間有A相電流形成的黃色磁場箭頭，其長度代表磁場強(qiáng)度，指向為磁場的方向；同樣綠色與紅色箭頭分別代表B相與C相的磁場強(qiáng)度與方向；紫藍(lán)色的箭頭是A、B、C三相的合成磁場，其長度代表磁場強(qiáng)度，指向為磁場的方向。在動畫中可看到三相電流的變化

3、、三相磁場的變化及合成的旋轉(zhuǎn)磁場。這里展示四幅截圖，以A相起點(diǎn)為0度，第1幅是是0度的截圖：第2幅是是105度的截圖：第3幅是是180度的截圖：第4幅是是255度的截圖：第5幅是是300度的截圖：交流電每變化一周磁場旋轉(zhuǎn)一周，輸入的三相交流電是50赫茲，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是每秒50周。三相交流電與旋轉(zhuǎn)磁場的動畫見下載視頻文件。三相交流電與旋轉(zhuǎn)磁場的動畫還有用磁力線表示的動畫，下圖為其截圖三相交流同步電動機(jī)原理（三相交流電動機(jī)系列之二）三相交流電動機(jī)是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的，有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場的介紹在前面已作介紹，在這里介紹電機(jī)轉(zhuǎn)子是如何在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下旋轉(zhuǎn)的。最簡單的方法是在產(chǎn)

4、生旋轉(zhuǎn)磁場的空間放一永久磁鐵，該磁鐵就會跟著磁場旋轉(zhuǎn)了。下圖就是這樣一個永久磁鐵轉(zhuǎn)子。把永久磁鐵轉(zhuǎn)子放在有旋轉(zhuǎn)磁場的定子鐵芯中，它將跟隨旋轉(zhuǎn)磁場一同旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場一致，故稱之為同步電動機(jī)，下圖便是這樣一個模型的示意圖。下面是該三相交流同步電動機(jī)模型的動畫截圖，為看清線圈與磁力線，定子與轉(zhuǎn)子用半透明顯示。動畫中有輸入三相電流的變化波形，有旋轉(zhuǎn)磁場與跟著旋轉(zhuǎn)的永磁轉(zhuǎn)子。需要觀看永磁轉(zhuǎn)子同步電動機(jī)原理模型動畫請下載動畫文件觀看實際上的三相交流同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子多數(shù)是電磁的，轉(zhuǎn)子上有勵磁繞組，用直流勵磁電源產(chǎn)生固定磁場，下圖是一個三相交流同步電動機(jī)原理模型旋轉(zhuǎn)動畫的截圖。需要觀看動畫請點(diǎn)擊下載按鈕

5、下載動畫文件觀看三相交流同步電動機(jī)的起動較麻煩，因為三相交流旋轉(zhuǎn)磁場的速度很快，起動時轉(zhuǎn)子不可能立即加速跟上磁場旋轉(zhuǎn)，所以是轉(zhuǎn)不起來的。比較簡單的辦法是在轉(zhuǎn)子上加上鼠籠，使之有異步電動機(jī)功能，在起動時勵磁繞組不通電，相當(dāng)異步電動機(jī)起動，待轉(zhuǎn)速接近磁場轉(zhuǎn)速時再接通勵磁電源，就進(jìn)入同步運(yùn)行。三相交流異步電動機(jī)原理（三相交流電動機(jī)系列之三）三相交流異步電動機(jī)也是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子不是永磁的也不是線繞電磁的，在轉(zhuǎn)子鐵芯上鑲嵌著一個“鼠籠”。下圖是一個銅制的鼠籠，由多根銅條與兩個銅端環(huán)組成，銅條與銅端環(huán)有良好的電連接。把鼠籠放在有旋轉(zhuǎn)磁場的定子鐵芯中間，在定子芯繞組通

6、上三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，會看到鼠籠會跟著旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)。因為磁場旋轉(zhuǎn)時，鼠籠的銅條切割磁力線產(chǎn)生電流，而有電流的銅條又受到磁力的作用，于是鼠籠便旋轉(zhuǎn)起來。下面四幅圖是鼠籠隨磁場旋轉(zhuǎn)的動畫截圖，為使畫面清楚，僅顯示旋轉(zhuǎn)磁場與鼠籠電流的方向。感生電流的方向可用右手定則判斷，銅條受力方向按左手定則判斷。圖中標(biāo)有磁力線與旋轉(zhuǎn)方向，銅條的顏色代表電流的方向。綠色表示電流指向屏幕外，紅色表示電流指向屏幕內(nèi)，黃色表示無電流，電流變化用顏色變化表示。第一幅是電流變化周期為0度時磁場與電流方向：第2幅是電流變化周期為90度時磁場與電流方向：第3幅是電流變化周期為180度時磁場與電流方向：第4幅是電流變化周期為2

7、70度時磁場與電流方向：顯然，鼠籠是不可能與磁場同步旋轉(zhuǎn)的，鼠籠比磁場轉(zhuǎn)的慢時，才有鼠籠與磁場的相對轉(zhuǎn)動，才能感生電流。鼠籠與磁場轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差大則感生電流大，電流大則力大，力大則增加鼠籠轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差與力會形成平衡，鼠籠轉(zhuǎn)速將穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)差值。（觀看鼠籠隨磁場旋轉(zhuǎn)動畫）為增大導(dǎo)磁率，鼠籠是嵌裝在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的，下圖是一個嵌有銅制鼠籠的轉(zhuǎn)子：把鼠籠轉(zhuǎn)子插入定子鐵芯中，組成一個三相交流異步電動機(jī)原理模型。通上三相交流電，電機(jī)就旋轉(zhuǎn)了，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度比旋轉(zhuǎn)磁場慢，故稱之為異步電動機(jī)。需要觀看三相交流異步電動機(jī)原理模型旋轉(zhuǎn)動畫請單擊下載按鈕下載動畫文件三相交流異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)（三相交流電動機(jī)系列之

8、四）前面章節(jié)已經(jīng)介紹三相交流旋轉(zhuǎn)磁場與三相交流異步電動機(jī)的原理，這里介紹實際的三相交流異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)。三相交流異步電動機(jī)的定子鐵芯由硅鋼片疊成，在鐵芯內(nèi)圓有許多槽，嵌放著定子繞組，即三相交流線圈。定子鐵芯固定在機(jī)座上，機(jī)座外面有散熱筋（散熱片）幫助定子散熱，機(jī)座由鑄鐵或鑄鋼鑄造。下圖是剖面的定子與機(jī)座圖。三相交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯也由硅鋼片疊成，在鐵芯外周也有許多槽，用來嵌放著轉(zhuǎn)子繞組，即鼠籠。鼠籠由銅條（鋁條）與銅端環(huán)（鋁端環(huán)）組成，但應(yīng)用最廣的小型異步電動機(jī)采用在轉(zhuǎn)子鐵芯上直接澆鑄熔化的鋁液形成鼠籠轉(zhuǎn)子，并同時鑄出散熱的風(fēng)葉，簡單又結(jié)實。給轉(zhuǎn)子裝上轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸上還有電動機(jī)散熱的風(fēng)扇，這就是異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分。把轉(zhuǎn)子插入定子中間，裝上軸承，用端蓋把轉(zhuǎn)子支撐起來，裝上風(fēng)扇與風(fēng)罩，一個三相交流異步電動機(jī)就組成了。機(jī)座裝上端蓋后，轉(zhuǎn)子與定子與定子繞組都密封在機(jī)座內(nèi)，能較好的防塵。定子與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量由機(jī)座外殼散熱，轉(zhuǎn)子上的風(fēng)葉攪動機(jī)內(nèi)空氣使熱量盡快傳到外殼上，外殼上的散熱片加大了散熱面積。這還不夠，在電機(jī)端蓋外還裝有風(fēng)扇，并有風(fēng)罩，風(fēng)