三相異步電動機的工作原理

本節(jié)要點：一、三相異步電動機的種類及用途二、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場1、定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生2、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速3、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向三、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理㈠轉(zhuǎn)動原理㈡轉(zhuǎn)差率四、異步電機的三種運行狀態(tài)§4－1三相異步電動機的工作原理§4－1三相異步電動機的工作原理一、三相異步電動機的種類及用途1、根據(jù)防護形式分類（P88、表4—1）分為：開啟式(IP11)、防護式(IP22、IP23)、封閉式（IP44）2、根據(jù)轉(zhuǎn)子形式分類（P89、表4—2）分為：籠型和繞線轉(zhuǎn)子型二、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場1、定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生§4－1三相異步電動機的工作原理⑴何謂旋轉(zhuǎn)磁場？

就是一種極性和大小不變，且以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。⑵旋轉(zhuǎn)磁場形成條件

在三相對稱繞組中通以三相對稱交流電。⑶旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的原理（如圖4—3）以2P=2為例A、各相電流的瞬時函數(shù)表達式

iU=ImsinωtiV=Imsin(ωt－120°)iW=Imsin(ωt－240°)=Imsin(ωt+120°)§4－1三相異步電動機的工作原理B、假定正電流為流進，用表示，負電流為流出，用⊙表示。C、三相交流電通入定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。ωt=0°、90°、180°、270°、360°2、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1=1/P/T=1/PT=f/P(轉(zhuǎn)/秒）=60f/P(轉(zhuǎn)/分）3、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向⑴從以上的分析可知，旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向旋轉(zhuǎn)。⑵改變通入定子繞組的電流相序，即任意調(diào)換二根電源線就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向。(n1=1000轉(zhuǎn)/分，改變相序n1=－1000轉(zhuǎn)/分)，旋轉(zhuǎn)磁場按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。三、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理

當三相交流異步電動機的定子繞組通入三相交流電時，定子繞組將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組（導條），轉(zhuǎn)子繞組將產(chǎn)生感應電流，轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，將產(chǎn)生與磁場旋轉(zhuǎn)方向相同的電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來?！?－1三相異步電動機的工作原理§4－1三相異步電動機的工作原理U2U1W2V1W1V2n㈠轉(zhuǎn)動原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體感應電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流(有功分量電流)體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能?！?－1三相異步電動機的工作原理4、轉(zhuǎn)子繞組(導條)受力情況⑴轉(zhuǎn)子感生電流方向右手定則：大姆指代表運動方向，四指代表感生電流方向，手掌心向N極。⑵轉(zhuǎn)子受力方向左手定則：手掌心向N極，四指代表感生電流方向，大姆指代表受力方向。5、重要結(jié)論：轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生一個與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同的速度（n）?！?－1三相異步電動機的工作原理㈡轉(zhuǎn)差率1、轉(zhuǎn)速差：△n=n1(同步轉(zhuǎn)速)－n(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)2、轉(zhuǎn)差率（S）

S=△n/n1=1－n/n1

n=n1(1－S)0<S≤1，n↑→S↓⑴異步電動機靜止或啟動瞬間，n=0，S=1.⑵異步電動機在空載時，S約0.4%~0.7%。⑶異步電動機在額定負載下運行時，S約1%~7%。⑷異步電動機在最大轉(zhuǎn)矩下運行時S約4%~14%。§4－1三相異步電動機的工作原理3、常見的同步轉(zhuǎn)速磁極對數(shù)P1對2對3對4對5對旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n13000r/min1500r/min1000r/min750r/min600r/min§4－1三相異步電動機的工作原理舉例

若電源頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)差率為2%,求四極和六極三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速及額定轉(zhuǎn)速。解：f=50Hz，SN=2%2P=4，n1=60f/P=1500rpm。nN=n1(1－SN)=1500×(1－2%)=1470rpm2P=6，n1=60f/P=1000rpm。nN=n1(1－SN)=1000×(1－2%)=980rpm§4－1三相異步電動機的工作原理四、異步電機的三種運行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負,異步電機有三種運行狀態(tài)機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能能量關(guān)系制動制動驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機快速旋轉(zhuǎn)外力使電機沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實現(xiàn)發(fā)電機