三相异步电动机的转动原理旋转磁场

Im
iA iB iC
n0 60 f (转/分）
t
A YN Z
CS
B
X
n0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
A YS Z
CN
B
X
极对数和转速的关系：
Y' C'
A Z
N B

X' S

B'
N
S
X C
30
CS'
X'
ZN'
A
n0
NZ
X
SC
Z'
A' Y t 0
A' t 60
n0

60 f p
(转/分）
I m iA iB iC t
三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：
n0

60 f p
(转/分）
每个电流周期 极对数 磁场转过的空间角度
同步转速 n0
( f 50Hz)
p 1
360
3000 (转/分）
p2 p3
180 120
1500 (转/分） 1000 (转/分）
A
Y'
Z'
C'
B
X'
X
B'
C
Z A' Y
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C'
Z C
Y' B'
Y
B
iB
I m iA iB iC t
A Y'
C'
N
X' S

B'
N

Z
A'
Z'

B

SX
C Y
极对数 p 2
3、旋转磁场的转速大小
一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：
s


n0 n0
n

100%
异步电机运行中: s 1% ~ 9% 电动机起动瞬间: n 0, s 1（转差率最大）
2.定子中通入三相对称电流
（1）电路图
定子的末端（X、Y、Z）连接在一起，首端（A、B、
C）分别接入三相对称电源，三相电源相序为U、V、W，
三个绕组中就会产生三相对称电流iu、iv、iw。
反转
M 3~
3、极对数（P）的概念
iA
A
A
Y NZ
iC C iB
ZX Y B
C
B
S
X
此种接法（每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场
只有一对磁极，则极对数为1。
即：
p 1
将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。 形成的磁场则是两对磁极。
iA
A
X A'
Z' X'
iC
C' Y' Y Z B'
C
B
iB
◆4.旋转磁场的旋转方向与三相电流相序一致。
二、旋转磁场的旋转方向
1. 电源以正序U、V、W接入定子时，旋转磁场的旋转方向：
2. 电源以相序U、W、V接入定子时，旋转磁场的旋转方向：
C
B
iA iB iC
Im
X
t
()电流入
iA
iC C
iB
A
ZX Y B
Y
t 0
C
iA iB iC
Im
t
A
NZ
B
S
X
合成磁场方向：
向下
同理分析，可得
其它电流角度下 的磁场方向：
Im
iA iB iC t
n0 60
A
Y
Z
N
CS
B
X
t 60
Байду номын сангаасn0
A
Y
Z
C
B
X
t 120
n0
A
Y
Z
C
B
X
W1 V1
U2
S
N
2、旋转磁场的旋转方向
旋转方向：取决于三相电流的相序。
iA iB iC
iA iC
Im
Im
t
iB t
n0
n0
改变电机的旋转方向的方法：改变相序（换接其中两相）
三相异步电动机的正、反转
方法：将与电源相接的任意两相互换(改变相序
)，就可实现反转。
电源
电源
A BC
A BC
正转 M 3~
()电流入
Y
A Z
i iU iV iW
Im
C
B
t
(•)电流出
X
3.旋转磁场的产生
（1）当ω t=0时，iu=0，iv＜0，iw＞0；
（2）当ω t=120°时，iv=0，iu＜0，iw＞0； 与ω t=0时刻相比较，顺时针旋转了120° （A相→B相）。
（3）当ω t=240°时，iw=0，iu＜0，iv＞0； 与ω t=120°时刻相比较，顺时针旋转了120° （B相→C相）。
通电导线在磁场中受力
N
f Bli
n0 f
n
ei
（左手定则）
S
结论：1. 线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致
n n 2. 线圈比磁场转得慢
0
N
n0 f
n
ei
异步
S
三相感应电动机的转速小于磁场速度
由于转子转动的方向与磁场旋转的方 向是一致的，所以如果n=n1，则磁场与转 子之间就没有相对运动，它们之间就不存 在电磁感应关系，也就不能在转子导体中 感应电动势、产生电流，也就不能产生电 磁转矩。所以，感应电动机的转子速度不 可能等于磁场速度。因此，这种电动机一 般也叫做异步电动机。
（4）当ω t=360°时，iu=0，iv＜0，iw＞0； 与ω t=240°时刻相比较，顺时针旋转了120° （C相→A相）。
4.小结
◆1.三项对称定子绕组通入三相对称电流后， 定子中产生了旋转磁场。
◆2.电流变化一周期（360°），旋转磁场也 旋转一周（360°）。
◆3.产生的旋转磁场有一对磁极（一个N极， 一个S极）。
复习
右手安培定则：
用右手握住导线，让伸直的大 拇指所指的方向与电流的方向 一致，那么四指的弯曲方向就 是磁感线的环绕方向。
1、旋转磁场的产生
在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极
(•)电流出
Y
n A
0
Z
iA Im sin t
iB Im sint 120 iC Im sint 240
三相异步电动机的转动原理
磁铁
N
n0 f
ei
n
闭合
S
线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势
用右手,先让大拇指
e B l v （右手定则）与线四垂指直垂穿直过,手让心磁,感大
拇指的指向与导线
磁感应强度 导线长度
切割速度
运动方向一致,那么 四指的指向就是感 应电流的方向.
闭合导线产生电流 i
t 180
三相感应电动机的工作原理（图解）
N n1 f
T n
f S
S N
旋转磁场的定性分析图解
i U VW
U1
V2 W2
t
W1 V1
123 4 5 6
U2
分析规定： 电流 I 为正时，从首端流入、末端流出； 电流 I 为负时，从首端流出、末端流入。
旋转磁场的连续观察
S N
S
U1
N
V2 W2
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：
电动机转速: n
电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，
但 n n0
异步电动机
提示：如果 n n0
转子与旋转磁场间没有相对运动
无转子电动势（转子导体不切割磁力线）
无转子电流
无转距
(s) 5、转差率 的概念：
转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：
（2）三相对称电流的数学表达式 i
A
以Iu 为初始相量，则：
iU Im sin t
iV Im sint 120 iW Im sint 240
ZX Y
C B
（3）电流的波形图
（4）电流的参考方向
当电流i为正时，由首端流入尾端流出； 当电流i为负时，由尾端流入首端流出 。