2013注评《机电设备评估基础》预习：三相异步电动机工作原理

第二章 传动装置与电机

　　知识点十四、三相异步电动机的工作原理

　　基本原理：通入定子绕组的三相电流共同产生的合成磁场随着电流的交变而在空间不断地旋转，称为旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体，在闭合的导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。

　　需要解决的两个问题：转子如何受力（分析转子绕组）；旋转磁场如何产生（分析定子绕组）。

　　转子如何受力：1.在旋转磁场的作用下，转子绕组的导体中会产生感应电流，方向由右手定则判定；2.感应电流在磁场中，会受力，力的方向用左手定则判定。

　　【拓展】右手定则判断感应电流。方法是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。

　　左手定则判断受力方向。方法是：伸开左手，让磁感线穿入手心（手心对准N极，手背对准S极），四指指向电流方向，那么大拇指的方向就是导体受力方向。

　　三相异步电动机的三相定子绕组U1－U2、V1－V2、W1－W2以Y形（星形）联接方式与三相电源相接，便有对称电流流入。

　　在ωt＝0的瞬间，定子绕组中电流的方向：U相电流为零；

　　V相电流自V2流向V1；

　　W相电流自W1流向W2。

　　将各相电流产生的磁场相加得到合成磁场，其方向由上向下。

　　【拓展】通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。

　　在ωt＝60°瞬间及ωt＝120°瞬间，定子中各相电流的方向及三相电流产生的合成磁场的方向在空间依次转过了60°。

　　旋转磁场的旋转方向与电流的相序一致，旋转磁场的速度正比于电源频率f，而与旋转磁场的磁极对数P成反比。当转速以每分钟计算时，旋转磁场的转速可表示为：

　　F─电源频率（50次/秒）；

　　P─磁极 对数

　　电动机的转子转速与旋转磁场的转速并不相等。因为转子的转速和旋转磁场的转速相等，则转子导体与旋转磁场间没有相对运动，导体内产生不了电动势和电流，因而也就没有电磁力，所以电动机转速与旋转磁场的差异是保证电动机旋转的必要条件。三相异步电动机转子的转n小于旋转磁场的转速，其相差的程度常用转差率S表示，即转差率

　　电机转速

　　转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。当电动机通电而转子未转动时（如在起动最初瞬间或电动机严重过载而堵转时），n＝0，则S＝1；当转子空载运行时，其转速非常接近旋转磁场转速，则S≈0.因此，异步电动机的转差率在0～1范围内变化，即0＜S＜1。

　　通常在额定负载下的转差率约为0.01～0.06.

　　【提示】若要使电动机转子反向转动，只需将接于三相电源的三相绕组中的任意两根对调位置，使旋转磁场反向旋转即可。