三相异步电动机详解
三相异步电动机详解
1、三相异步电动机的工作原理
西游记的作者是谁1.1 三相异步电动机转差率及公式
电动机旋转磁场转速n1与转子实际转速n之差(n1-n)称为旋转差,转速差与同步转速之比的百分比叫做转差率,用符号S表示。转差率计算公式为:
S=(n1-n)/n1×100%。
转差率是异步电动机的一个重要参数,习惯上用转差率的大小来说明电动机的运行速度。电动机空载时转差率很小,即转子的转速接近同步转速。随着负载的增加,转差率也增大。就是说,转子的转差速随负载而变。三相异步电动机的额定负载运行时,其转差率很小,约为2%~6%。
1.2 通电后三相异步电动机的运行工作原理
如下示意图所示的三相异步电动机工作原理,当电机定子绕组接通三相电源后,绕组中便有
三相交流电流通过,并在空间产生一个旋转磁场。设旋转磁场按顺时针方向旋转,则静止的转子同旋转磁场之间就有了相对运动,转子导体因切割磁力线二产生感应电动势。
由于转子导体构成闭合回路。因此在这电动势的作用下,转子导体内就有感应电流产生,此电流又与旋转磁场相互作用而产生电磁力,这样异步电动机的工作原理转子就顺着旋转磁场的旋转方向转动起来。
                   
为什么叫异步电动机:上述工作原理中转子的速度总是小于同步转速,否则,转子导体与磁场之间无相对运动,也就无感应电流产生,转子也转不起来。正因为如此,我们才把这种交流电动机叫做异步电动机。又因为这种电动机的转子电流时由电磁感应产生的,所以又把它叫做感应电动机。
1.3 三相异步电动机的工作原理(如何产生旋转磁场并转动)
三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的,当定子绕组通过三相对称交流电,则在定子与转子间产生旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,在转子回路中产生感应电动势和电流,转子导体的电流在旋转磁场的作用下,受到力的作用而使转子旋转。下面,我们分析旋转磁场的产生,电动机的旋转、转差率及转向。
(1)旋转磁场产生原理
三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W,各相绕组在空间上互差120°电角度,如下图所示,向这三相绕组通入对称的三相交流电,如图(b)(c)所示。下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时,磁场在空间的位置。
下图(b)所示,假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入,(用〇中间加个×表示),末端流出(用“⊙”表示),当电流为负值时,于此相反。
在ωt=0的瞬间,iu=0,iv为负值,iw为正值,如图(c)所示,则V相电流从V2流进,V1流出,而W相电流从W1流进,W2流出。利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所
产生的合成磁场方向,如图(d)①所示。可见这时的合成磁场是一对磁极,磁场方向与纵轴线方向为一致,上方式北极,下方是南极。
在ωt=π/2时,经过了四分之一周期,iu由零变为最大值,电流由首端U1流入,末端U2流出;iv仍为负值,U相电流方向与(1)时一样;iw也变为负值,W相电流由W1流出,W2流入,其合成磁场方向如图(d)②所示,可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°。
应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场,分别如图(d)③ ④ ⑤ 所示,由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转,共计转过360°,即旋转了一周。
               
(a)简化的三相绕组分布图
(b)按星形连接的三相绕组接通三相电源
(c)三相对称电流波形图
(d)两极绕组的旋转磁场
由此可以得出如下结论:在三相交流电动机定子上布置有结构完全相在空间位置各相差120度电角度的三相绕组,分别接入三相对称交流电,则在定子与转子间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的,我们称此为旋转磁场。
(2)旋转磁场的方向
由上图可以看出,三相交流电按U-V-W相序变化,则产生的旋转磁场在空间上以顺时针方向旋转。
若我们任意对调电动机两相绕组的电流相许,如:U-W-V相序,则由理论分析和实践证明,产生的旋转磁场以逆时针方向旋转。由此可知,旋转磁场的旋转方向取决于通入绕组
中的三相交流电源的相序,只要任意对调电动机的相序,则可改变旋转磁场的方向。
(3)旋转磁场的速度
以上是以两极为例,如果想要获得四极旋转磁场,则应把线圈的数目增加一倍,其布置如下图(a)(b)所示。并按上述方法分析得出,合成磁场在空间的示意图(C)。
       
我们比较一下这图和上文中的那个图中磁场的旋转速度,不难得出:旋转磁场的速度不仅与电流的频率有关,还与磁极对数有关。上文图(d)中,当三相交流电变化一周后(即每相经过360°电角),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
旋转磁场的速度等于三相交流电变化速度的一半,即n1=(60/2)f1=1500转/分。故当磁极对数增加一倍,则旋转磁场的速度减少一半。
同理,通过理论分析可得出旋转磁场的转速为:n1=60f1/P,上述公式中
dnf装备镶嵌
n1:表示旋转磁场的转速,单位转/分;
f1:表示三相交流电源的频率,单位赫兹;
P:表示磁极对数;
60:表示一分钟的60秒
旋转磁场的转速n1又称为同步转速。我国三相交流频率规定50Hz(每秒50次交变),因此两极旋转速度是3000转/分,四极的为1500转/分,六极为1000转/分等。
1.4 三相异步电动机的结构原理(定子、转子)讲解
电动机是一种将电能转换为机械能的电器设备,按使用电能的种类不同,电动机可分为直流电动机和交流电动机和交流电动机两大类。
按其工作原理的不同,交流电动机可分为同步电动机和异步电动机。按电源相数的不同,交流电动机又可分为单相电动机和三相电动机两大类。下面为大家介绍三相异步电动机的结构原理(定子和转子两个组成部分)。
(1)三相异步电动机定子
电动机的静止部分称为定子,其组成部分主要包括定子铁芯、定子绕组、机座等部分。定子铁芯冲片
定子铁芯:定子铁芯的作用是作为电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。定子铁芯一般由0.35~0.5毫米厚,表面涂有绝缘漆的环状冲片槽的硅钢片叠压而成,如云顶之奕装备合成表5月1日放几天假>得组词语图所示。
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