三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机的工作原理（如何产生旋转磁场并转动）文章目录旋转磁场产生原理■旋转磁场的方向旋转磁场的速度三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的，当定子绕组通过三相对称交流电，则在定子与转子间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和电流，转子导体的电流在旋转磁场的作用下，受到力的作用而使转子旋转。下面，我们分析旋转磁场的产生，电动机的旋转、转差率及转向。旋转磁场产生原理三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电角度，如下图所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图（b）（c）所示。下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置。下图（b）所示，假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入，（用O中间加个x表示），末端流出（用“。”表示），当电流为负值时，于此相反。在et=O的瞬间,iu=0,iv为负值,iw为正值，如图（c）所示，则V相电流从V2流进,V1流出,而W相电流从W1流进,W2流出。利用安培右手定则可以确定31=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图（d）①所示。可见这时的合成磁场是一对磁极/磁场方向与纵轴线方向为一致，上方式北极，下方是南极。在31=n/2时，经过了四分之一周期，iu由零变为最大值，电流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍为负值，U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值，W相电流由W1流出，W2流入，其合成磁场方向如图（d丿②所示，可见磁场方向已经较31=0时按顺时针方向转过90°。应用同样的分析方法可画出31=n,31=2/3*n,31=2n时的合成磁场，分别如图（d丿③④⑤所示，由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。U1UsViioif(JiUiU2©②③方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。U1UsViioif(JiUiU2©②③W1（a）简化的三相绕组分布图(b)按星形连接的三相绕组接通三相电源(c)三相对称电流波形图(d)两极绕组的旋转磁场由此可以得出如下结论：在三相交流电动机定子上布置有结构完全相在空间位置各相差120度电角度的三相绕组，分别接入三相对称交流电，则在定子与转子间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，我们称此为旋转磁场。旋转磁场的方向由上图可以看出，三相交流电按U-V-W相序变化，则产生的旋转磁场在空间上以顺时针方向旋转。若我们任意对调电动机两相绕组的电流相许，如：U-W-V相序，则由理论分析和实践证明，产生的旋转磁场以逆时针方向旋转。由此可知，旋转磁场的旋转方向取决于通入绕组中的三相交流电源的相序，只要任意对调电动机的相序，则可改变旋转磁场的方向。旋转磁场的速度以上是以两极为例，如果想要获得四极旋转磁场，则应把线圈的数目增加—倍，其布置如下图(a)(b)所示。并按上述方法分析得出，合成磁场在空间的示意图(C)。忡（Jreft'5忡（Jreft'5（C四极旋转磁场我们比较一下这图和上文中的那个图中磁场的旋转速度，不难得出：旋转磁场的速度不仅与电流的频率有关，还与磁极对数有关。上文图（d）中，当三相交流电变化一周后（即每相经过360°电角），其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度。即n1=60f1=3000转/分旋转磁场的速度等于三相交流电变化速度的一半，即n1=（60/2）f1=1500转/分。故当磁极对数增加一倍，则旋转磁场的速度减少一半。同理，通过理论分析可得出旋转磁场的转速为：n1=60f1/P，上述公式中n1:表示旋转磁场的转速，单位转/分；fl:表示三相交流电源的频率，单位赫兹；P:表示磁极对数；60：表示一分钟的60秒旋转磁