交流电动机工作原理

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1、交流电动机分类及工作原理一、交流电机的分类　　交流电机是实现机械能与交流电能之间互相转换的一种装置，其分类可以分为以下几类：　　1.按其功能分交流发电机和交流电动机两大类，交流电动机是将交流电能转换成机械能的装置。　　2.按其原理不同，交流电动机可分为同步电动机和异步电动机两大类，同步电动机的旋转速度与交流电源的频率有严格的对应关系，在运行中转速严格保持恒定不变；异步电动机的转速随着负载的变化稍有变化。　　3.按所需交流电源相数的不同，交流电动机又可分为单相和三相两大类，目前使用最广泛的是三相异步电动机，这是由于三相异步电动机具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用维护方便等优点

2、。在没有三相电源的场合及一些功率较小的电动机则广泛使用单相异步电动机。　　4.三相异步电动机根据其转子结构的不同又可分鼠笼式和绕线式两大类，其中鼠笼式应用最为广泛。　　二、三相异步电动机的结构　　三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，结构如图1所示　　　　           图1 异步电动机结构　　1.定子部分　　包括机座，定子铁心和定子绕组。机座通常用铸铁或铸钢制成，铁心用硅钢片叠成圆筒形，铁心的内圆上有若干分布均匀的平行槽，槽内安装定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，三相电动机的定子绕组由三相对称的绕组组成。三相绕组的各相绕组彼此独立，按互差1200电角度嵌放在定

3、子，各绕组起绐端分别为U1、U2、V1、V2、W1、W2，从机座上的接线盒中引出。根据要求将三相定子绕组接成星形（Y形）或三角形（△形），具体接线方式如图2所示。图2  三相异步电动机定子绕组的接线图　　电动机如果接成星形，则电机每相绕组承受电压是电源的相电压，如果接成三角形，则电机每相绕组承受电压是电源的线电压。具体是星形连接还是三角形连接应考虑电机的额定电压值。　　例如：电机额定电压是220V应采用星形连接，如额定电压是380V应采用三角形连接。　　2.转子部分　　由转子铁心、转子绕组和转轴等部分组成。转子铁心也由硅钢片叠成，并固定在转轴上。转子的外圆周上也有若干分布均匀的

4、平行槽，用于安置转子绕组。　　转子绕组根据其结构可分为鼠笼式和绕线式两种　　（1）鼠笼式转子　　鼠笼式转子是在转子铁心的每一条槽内，插入一根裸导条，在铁心两端分别用两处短路环把导条连接成一个整体，形成一个自身闭合的短路绕组。如去掉铁心，整个绕组就像一个鼠笼，所以称为鼠笼式电动机，中小型电动机的笼型转子一般采用铸铝，大型电动机则采用铜导条，如图3所示。　　          图3  笼式转子示意图　　（2）绕线式转子　　绕线式转子是在平行槽内嵌入对称的三相绕组，并把它接成星形，其末端接在一起，首端分别接在转轴上的三个彼此绝缘的滑环上，经电刷与外电路连接，这种电动机称为绕线式电动机

5、。如图4所示图4  绕组式转子　　8.2.3三相异步电动机的工作原理　　1.三相绕组产生的磁场　　三相异步电动机定子三相对称绕组通入三相对称交流电产生的磁通势可以采用数学分析法和图解法进行分析，我们现在采用简单、形象的图解法分析磁场的性质。　　用图解法分析磁场的步骤是：　　（1）绘出对称三相交流电流波形。　　（2）选定ωt为0o，90o，180o，270o，360o几个瞬间，并将瞬时电流的实际方向标示在三相绕组中。　　（3）根据右手螺旋定则，确定各瞬间合成磁通合磁通势的方向。　　（4）观察各瞬时合成磁通势的方向，确定磁场性质。　　下面予以具体分析：　　图5为三相对称交流电的波形

6、。假定电流瞬时值为正时电流方向从绕组的首端流进，尾端流出。电流瞬时值为负时则尾端流进，首端流出。电流的注入端符号“”表示，流出端用“”表示。图6为定子绕组三相对称交流电的作用下一个周期内所对应的磁场分布情况，图中交流电机的定子上安放着三相对称绕组U1—U2、V1—V2、W1—W2。　　图5  三相对称交流电的波形　　当ωt=0o时，U相电流瞬时值为0，W相电流瞬时值为正，电流从首端W1流入，用“”表示，从尾端W2流出，用“”表示；V相电流为负，因此电流从绕组的尾端流入首端流出，故尾端V2应填上“”，首端V1应填上“”。从图可见，合成磁场的轴线正好位于U相绕组的界面上。如图6(a

7、)所示。图6 一个周期内定子合成磁场分布图　　（a）ωt=0o  (b)ωt=90o(c)ωt=180o  (d)ωt=270o   (e)ωt=360o　　当ωt=90o时，U相绕组电流瞬时值为正，V相和W相电流瞬时值为负，实际电流方向从U1流入U2流出后，分别再由V2、W2流入，V1、W1流出，电流合成磁场如图6(b)所示，可见磁场方向已较ωt=0o时顺时针转过90o。　　用同样方法，可以分别画出ωt为180o,270o,360o时合成磁场，如图6(c)、图6(d)、图6(e)所示。从图