三相交流電動機復(fù)習(xí)進程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。三相交流電動機-三相交流電動機的旋轉(zhuǎn)磁場（三相交流電動機系列之一）應(yīng)用最廣泛的電動機就是三相交流電動機，三相交流電動機是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電機轉(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相的磁場強度與方向；紫藍色的箭頭是A、B、C三相的合成磁場，其長度代表磁場強度，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原理（三相交流電動機系列之二）三相交流電動機是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電機轉(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，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原理模型旋轉(zhuǎn)動畫的截圖。需要觀看動畫請點擊下載按鈕

5、下載動畫文件觀看三相交流同步電動機的起動較麻煩，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，使之有異步電動機功能，在起動時勵磁繞組不通電，相當(dāng)異步電動機起動，待轉(zhuǎn)速接近磁場轉(zhuǎn)速時再接通勵磁電源，就進入同步運行。三相交流異步電動機原理（三相交流電動機系列之三）三相交流異步電動機也是用三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場來帶動電動機轉(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原理模型。通上三相交流電，電機就旋轉(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。需要觀看三相交流異步電動機原理模型旋轉(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結(jié)構(gòu)（三相交流電動機系列之

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的原理，這里介紹實際的三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)。三相交流異步電動機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。定子鐵芯固定在機座上，機座外面有散熱筋（散熱片）幫助定子散熱，機座由鑄鐵或鑄鋼鑄造。下圖是剖面的定子與機座圖。三相交流異步電動機的轉(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)軸上還有電動機散熱的風(fēng)扇，這就是異步電動機的轉(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就組成了。機座裝上端蓋后，轉(zhuǎn)子與定子與定子繞組都密封在機座內(nèi)，能較好的防塵。定子與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量由機座外殼散熱，轉(zhuǎn)子上的風(fēng)葉攪動機內(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，在電機端蓋外還裝有風(fēng)扇，并有風(fēng)罩，風(fēng)