三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理介紹

三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理一、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)是依靠磁場(chǎng)的作用產(chǎn)生的。那么，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是怎樣產(chǎn)生的呢？在一個(gè)模型異步電動(dòng)機(jī)定子內(nèi)圓上，均勻地開了6個(gè)槽，安放三相繞組，每相繞組由一個(gè)線圈組成，3個(gè)線圈在空間彼此相隔120°，三相繞組作星形連接。把三項(xiàng)交流電源接入三相繞組的A、B、C端（見圖1-6），則定子繞組中便通過三相對(duì)稱的電流iA、iB、iC；其波形如圖1-7所示。

圖1-6模型異步電動(dòng)機(jī)定子

圖1-7三相定子電流波形圖假定三相交流電的正方向從繞組始端流入（用符號(hào)×表示），末端流出（用符號(hào)·表示），下面從幾個(gè)不同時(shí)刻來分析三相交流流入定子繞組產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)方向。當(dāng)t=0時(shí)，iA=0，A相繞組內(nèi)沒有電流；iB是負(fù)值，B相繞組電流由Y端流進(jìn)，B端流出；iC為正值，C相繞組的電流由C端流進(jìn)Z端流出。用右手螺旋定則可確定合成磁場(chǎng)方向，如圖1-8（a）所示。t=T/6時(shí)，iC=0，iA是正值，電流由A端流進(jìn)，X端流出；iB是負(fù)值，電流由Y的端流入，B端流出，此時(shí)合成磁場(chǎng)方向如圖1-8（b）所示。從圖中可知，合成磁場(chǎng)的方向在空間按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了60°。t=T/3時(shí)，iB=0；iC是負(fù)值，iA是正值。合成磁場(chǎng)如圖1-8（c）所示，其方向又順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了60°。t=T/2時(shí)，與前同理，隨著定子繞組中的三相電流的不斷變化，它所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)也在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，因此三相交流電通入定子繞組能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖1-8(d)所示。

圖

1-8兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（a）t=0；（b）t=T/6；（c）t=T/3；（d）t=T/2從上面還可以看出：①磁場(chǎng)是個(gè)兩極磁場(chǎng)；②旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與通入線圈中的三相電流相序A→B→C是一致的。若要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，只需把通入定子繞組的電流相序改變，即交換任意二根電源線進(jìn)線即可。上面例子中表明，在定子中安排一組ABC線圈能產(chǎn)生兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如果對(duì)稱地安排兩組ABC線圈即可獲得四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，安排不同組數(shù)ABC線圈可相應(yīng)獲得6極、8極、10極、12極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。圖1-9是四極繞組的布置示意圖，在該圖中，用相同的分析方法我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通入三相交流后，產(chǎn)生一個(gè)四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與二極磁場(chǎng)不同的是當(dāng)電流變一周時(shí)，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)了半周，其轉(zhuǎn)速為如果旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有P對(duì)磁極，電流變化1Hz，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就在空間轉(zhuǎn)過1/P轉(zhuǎn)。如果定子繞組的電流頻率為∫1，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的轉(zhuǎn)速n1為

式中：P為定子繞組的磁極對(duì)數(shù)，如兩極，P=1，四極P=2；n1為同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，r/min；∫1為三相交流電的頻率，Hz/s。

圖1-9四極繞組的布置利用上式可求出在工頻50Hz時(shí)不同極數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，列于表1-3。表1-350Hz時(shí)不同極數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速

二、三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理電動(dòng)機(jī)在未接通電源前，轉(zhuǎn)子是靜止不動(dòng)的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組接三相電源后，在定子內(nèi)的空氣隙中便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。假定旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于磁場(chǎng)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線以逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)切割磁力線，按照右手定則可以確定轉(zhuǎn)子上半部導(dǎo)線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向是出來的（·），下班部導(dǎo)線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向是進(jìn)去的（×）。由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，因此，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下轉(zhuǎn)子導(dǎo)線內(nèi)有感應(yīng)電流通過，稱為轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受力，其方向由左手定則決定。這些電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)轉(zhuǎn)矩，稱為電磁轉(zhuǎn)矩，其作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一致，因此轉(zhuǎn)子就順著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，如圖1-10所示。

圖

1-10異步電動(dòng)機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n2=n1，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線也就不切割磁力線