三相异步电动机的旋转原理

三相异步电动机的旋转原理



1.定子旋转磁场产生的原理
我们知到,交流电是大小和方向都随时间变化的电流,他们的变化规律在相位上互差120度.假如:A相电流为最大值时,B,C相电流较小;B相电流为最大值时,A,C相电流较小;C相电流为最值时,A,B相电流又变小.这样,在三组线圈中轮流通过最大电流,轮流建立较大的磁场.
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，即有对称的三相绕组,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(任意一相绕组通以交流电流时产生的是脉振磁场)交流电，则在定子与转子的空气隙中产生一个旋转磁场(旋转磁场：交流电机气隙中的磁场.指磁场的轴线位置随时间而旋转的磁场,因其沿定、转子铁心圆柱面不断旋转而得名).旋转磁场是电能和转动机械能之间互相转换的基本条件.
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.磁场的对称轴线φ随时间而转动.理论分析证明，三相对称绕组通以平衡的三相电流时，产生的是一个振幅不变的旋转磁场.
2.旋转磁场的旋转方向
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） 旋转磁场的旋转方向为逆时针旋转。一般说来，旋转磁场的转向总是从电流超前的相移向电流滞后的相。如果将三相的 3个引出线任意两个对调再接向电源，即通入三相绕组的电流相序相反，则旋转磁场的转向也跟着相反.
3.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，即n1= 60 f1/2 =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。
正常情况下，转子转速n总是略低于旋转磁场转速即同步转速n1，若n= n1 ，则旋转磁场和转子导体间将不存在相对运动，因而转子导体电动势为零 。n和n1总存在差异，异步电动机的名称由此而来。异步电动机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理产生感应电动势和电流，故又可称为感应电动机.