交流电动机-三相异步电动机的转动原理

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1、2三相异步电动机的转动原理图2.1所示是异步电动机转子转动的演示。图中，磁极与转子之间无任何机械联系，但转动磁极时，转子会随着磁极的转动而转动。若磁极转得快，转子也转得快；磁极转得慢，转子也转得慢；若磁极反向旋转，转子也随即反向旋转。图2.1异步电动机转子转动的演示转子（鼠笼型）磁极nn02.1旋转磁场异步电动机转子的转动原理与图7.2.1所述演示相似。第一需有一个旋转磁场；第二是转子跟着旋转磁场转动。1.旋转磁场的产生三相异步电动机定子铁心中放有AX，BY，CZ三相对称绕组。若将三相绕组联接成星形，接在三相交

2、流电源上，绕组中便会形成三相对称的交变电流。iCiAiBCAXZYB三相定子绕组iA=ImsinωtiB=Imsin(ωt－120°)iC=Imsin(ωt+120°)图7.2.3三相电流产生的旋转磁场（p=1）图7.2.2定子绕组中的三相对称电流iCiAiBCAXZYB三相定子绕组×AXBCYZNSn0(c)ωt=90°××××AXBCYZNSn0(b)ωt=60°××n0AXBCYZSN(a)ωt=0iA定子绕组中电流的相序0ωt60°90°iBiCi2.旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向与定子绕组中的电

3、流相序有关。若将图7.2.3中电动机三相绕组的任意两相对调位置，例如将B相与C相对调后(如图7.2.4所示)，则旋转磁场反向（逆时针方向）旋转。图2.4任意对调两相绕组后旋转磁场的反转iA定子绕组中电流的相序0ωt60°90°iBiCiiCiAiBCAXZYBB相与C相对调后××n0AXBCYZSNωt=0××AXBCYZNSn0ωt=60°3.旋转磁场的对极数二个N极和二个S极称作二对极。如图所示，磁场的对极数为p=2一个N极和一个S极称作一对极，旋转磁场的对极数用p表示，如图p=1NSSNSN下图所示，定子

4、三相绕组的每相绕组由一个线圈组成，定子三相绕组共有三个线圈。P=1旋转磁场的对极数为三个线圈的始端分布为iCiAiBCAXZYB三相定子绕组××n0AXBCYZSNωt=0120°120°如图所示，定子三相绕组中的每相绕组是由两个线圈串联组成，定子三相绕组共有六个绕组线圈。形成的旋转磁场的对极数为P=2绕组线圈的始端分布为AXBYCZiAiBiC60°60°BACXYZ图2.6两对（p=2）磁极的旋转磁场iA定子绕组中电流的相序0ωt60°90°iBiCiAXBYCZiAiBiCabcxyzωt=0n0×Y×B

5、AXCZ××NNSSaxbyzcn0×YBAXCZ×NNSS××ωt=60°xaybzc30°4.旋转磁场的转速n0设旋转磁场的转速为n0，它与旋转磁场的对极数P（即定子绕组中每相绕组的线圈数）及频率f相关。（1）一对极（p=1）旋转磁场的转速n0×AXBCYZNSn0(c)ωt=90°××××AXBCYZNSn0(b)ωt=60°××n0AXBCYZSN(a)ωt=060°90°iA定子绕组中电流的相序0ωt60°90°iBiCi当电流从ωt=0到ωt=60°时，旋转磁场（N-S极）在空间旋转了60°；当电流

6、从ωt=0到ωt=90°时，旋转磁场（N-S极）在空间旋转了90°。依次类推可知，当电流交变一周时，磁场旋转一转。依据以上分析，设电流的频率为f1，可得一对极（P=1）旋转磁场的转速为转/分钟（r/min）（2）二对极（p=2）旋转磁场的转速n0iA定子绕组中电流的相序0ωt60°90°iBiCiωt=0n0×Y×BAXCZ××NNSSaxbyzcn0×YBAXCZ×NNSS××ωt=60°xaybzc30°（p=2）两对极旋转磁场的转速当电流从ωt=0到ωt=60°时，旋转磁场（N-S极）在空间旋转了30°即

7、依次类推，电流从ωt=0到ωt=360°时，旋转磁场（N-S极）在空间旋转的角度为因此，若旋转磁场的对极数为p，则定子旋转磁场转速的计算式为转/分钟（r/min）即电流交变一周，磁场旋转了半周。若定子绕组中电流的频率为f1，依据以上分析可得二对极（P=2）旋转磁场的转速为注：定子旋转磁场转速n0是定子旋转磁场相对于定子的转速2.2电动机的转动原理电动机的转动原理，如图2.7所示。图中N、S表示定子绕组产生的一对极旋转磁场，转子导条如同一闭合的线圈。当旋转磁场顺时针方向旋转时，相当于转子导条逆时针方向切割磁力线→

8、导条中形成感应电流，（感应电流的方向依据右手定则确定，如图中所示）→电流与旋转磁场相互作用，导条受到电磁力F（方向依据左手定则确定）→由电磁力F产生电磁转矩，使转子转动。可见，转子跟着旋转磁场转动，其旋转方向和旋转磁场的方向相同，当旋转磁场反转时，电动机也跟着反转。图2.7转子的转动原理图旋转磁场转子导条及电流的方向×NSn0n0n转子FF2.3异步电动机的转差率转差率——是表示转子与