案例16 三项异步电动机-旋转磁场.doc

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1、案例十六（三项异步电动机-旋转磁场）（一）定子旋转磁场产生的原理旋转磁场：指磁场的轴线位置随时间而旋转的磁场。在三相异步电动机的定子铁心中放置三组结构完全相同的绕组U1U2、V1V2、W1W2，各相绕组在空间互差120°电角度，向这三相绕组中通入对称的三相交流电，则在定子与转子的空气隙中产生一个旋转磁场。以两极电机即2p=2为例说明，对称的三相绕组U1U2、V1V2、W1W2假定为集中绕组，三相绕组接成星形，并通以三相对称电流iA、iB、iC。如动画演示所示。假定电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入，末端流出。电流流入端用“×”表示，电流流出端用“﹒

2、”表示。wt=0时，iA=0；iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC为正值，即iC由首端W1流入，末端W2流出。电流流入端用“×”表示，电流流出端用“﹒”表示。利用右手螺旋定则可确定在wt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如动画演示所示。可见合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向一致，上方是北极，下方是南极。wt=π/2时，iA为正最大值，即iA由首端U1流入，末端U2流出；iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC为负值，即iC由W2流入，W1流出。可见合成磁场方向以较wt=0时按时针方向转过90o。同理可画出wt=π

3、，wt=3π/2，wt=2π时的合成磁场，可看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共转过360o，即旋转一周。综上所述，在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120o电角度的三相绕组，分别通入三相交流电，则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，故称旋转磁场。（二）旋转磁场的旋转方向U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iB、iC。三相交流电的相序A——B——C。旋转磁场的旋转方向为U相——V相——W相（顺时针旋转）若U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iC、iB（即任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序）旋转磁场

4、的旋转方向为逆时针旋转。综上所述，旋转磁场的旋转方向决定于通入定子绕组中的三相交流电源的相序。只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。（三）旋转磁场的旋转速度两极三相异步电动机（即2P=2）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，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。四极三相异步电动机（即2P=4）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场只旋转了半圈。故在四极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度的一半，

5、即n1=60f1/2=1500转/分。综上所述，当三相异步电动机定子绕组为p对磁极时，旋转磁场的转速为n1=60f1/p式中n1:旋转磁场转速（又称同步转速），转/分f1:三相交流电源的频率，赫；p:磁极对数。