三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理（如何產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并轉(zhuǎn)動(dòng)）文章目錄旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生原理■旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是根據(jù)電磁感應(yīng)原理而工作的，當(dāng)定子繞組通過(guò)三相對(duì)稱交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，受到力的作用而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。下面，我們分析旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)差率及轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生原理三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯中放置三相結(jié)構(gòu)完全相同的繞組U、V、W，各相繞組在空間上互差120°電角度，如下圖所示，向這三相繞組通入對(duì)稱的三相交流電，如圖（b）（c）所示。下面我們以兩極電動(dòng)機(jī)為例說(shuō)明電流在不同時(shí)刻時(shí)，磁場(chǎng)在空間的位置。下圖（b）所示，假設(shè)電流的瞬時(shí)值為正時(shí)是從各繞組的首端流入，（用O中間加個(gè)x表示），末端流出（用“?！北硎荆?，當(dāng)電流為負(fù)值時(shí)，于此相反。在et=O的瞬間,iu=0,iv為負(fù)值,iw為正值，如圖（c）所示，則V相電流從V2流進(jìn),V1流出,而W相電流從W1流進(jìn),W2流出。利用安培右手定則可以確定31=0瞬間由三相電流所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)方向，如圖（d）①所示?？梢娺@時(shí)的合成磁場(chǎng)是一對(duì)磁極/磁場(chǎng)方向與縱軸線方向?yàn)橐恢?，上方式北極，下方是南極。在31=n/2時(shí)，經(jīng)過(guò)了四分之一周期，iu由零變?yōu)樽畲笾?，電流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍為負(fù)值，U相電流方向與（1）時(shí)一樣；iw也變?yōu)樨?fù)值，W相電流由W1流出，W2流入，其合成磁場(chǎng)方向如圖（d丿②所示，可見磁場(chǎng)方向已經(jīng)較31=0時(shí)按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過(guò)90°。應(yīng)用同樣的分析方法可畫出31=n,31=2/3*n,31=2n時(shí)的合成磁場(chǎng)，分別如圖（d丿③④⑤所示，由圖中可明顯地看出磁場(chǎng)的方向逐步按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，共計(jì)轉(zhuǎn)過(guò)360°，即旋轉(zhuǎn)了一周。U1UsViioif(JiUiU2?②③方向旋轉(zhuǎn)，共計(jì)轉(zhuǎn)過(guò)360°，即旋轉(zhuǎn)了一周。U1UsViioif(JiUiU2?②③W1（a）簡(jiǎn)化的三相繞組分布圖(b)按星形連接的三相繞組接通三相電源(c)三相對(duì)稱電流波形圖(d)兩極繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由此可以得出如下結(jié)論：在三相交流電動(dòng)機(jī)定子上布置有結(jié)構(gòu)完全相在空間位置各相差120度電角度的三相繞組，分別接入三相對(duì)稱交流電，則在定子與轉(zhuǎn)子間所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是沿定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的，我們稱此為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向由上圖可以看出，三相交流電按U-V-W相序變化，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間上以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。若我們?nèi)我鈱?duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)兩相繞組的電流相許，如：U-W-V相序，則由理論分析和實(shí)踐證明，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由此可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于通入繞組中的三相交流電源的相序，只要任意對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)的相序，則可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度以上是以兩極為例，如果想要獲得四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，則應(yīng)把線圈的數(shù)目增加—倍，其布置如下圖(a)(b)所示。并按上述方法分析得出，合成磁場(chǎng)在空間的示意圖(C)。忡（Jreft'5忡（Jreft'5（C四極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)我們比較一下這圖和上文中的那個(gè)圖中磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度，不難得出：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度不僅與電流的頻率有關(guān)，還與磁極對(duì)數(shù)有關(guān)。上文圖（d）中，當(dāng)三相交流電變化一周后（即每相經(jīng)過(guò)360°電角），其所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也正好旋轉(zhuǎn)一周。故在兩極電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速等于三相交流電的變化速度。即n1=60f1=3000轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度等于三相交流電變化速度的一半，即n1=（60/2）f1=1500轉(zhuǎn)/分。故當(dāng)磁極對(duì)數(shù)增加一倍，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度減少一半。同理，通過(guò)理論分析可得出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：n1=60f1/P，上述公式中n1:表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，單位轉(zhuǎn)/分；fl:表示三相交流電源的頻率，單位赫茲；P:表示磁極對(duì)數(shù)；60：表示一分鐘的60秒旋轉(zhuǎn)磁