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三相异步电动机旋转原理是什么?

2021-4-21 20:59| 编辑:电工学习网| 查看: 3843| 评论: 0

三相交流电动机由静止的定子和旋转的转子两个重要组成,定子和转子之间由气隙将其分开。
电动机按转子结构也叫笼型感应电机,它是交流电动机的一种,也有叫交流异步电动机或者交流感应电动机。它是伟大的科学家特斯拉在1887年发明的。日常生活中应用的90%的工业电机都是感应电机,也是最常用的电动机。它具有结构简单,扭矩高价格低,结实耐用等特点。全球约50%的电力消耗都是由感应电机造成的。
首先简单说说它的结构,感应电动机有两个主要部分,定子和转子。绕组穿过定子硅钢片的凹槽,三线圈绕组依次接入三相交流电源。凹槽由高磁导率的硅钢片叠成,这样能大大的增强磁感应强度,同时也能有效减小涡流损耗。

定子是一个三线圈的绕组,同时三个线圈之间的夹角为120⁰度。电机旋转部分的转子是由导电条组成,导电条的两侧有端盖,其外形酷像松鼠笼的外观,从而有它的另一个称号,笼型感应电机。导电条也是嵌在硅钢片的凹槽中,硅钢片的作用也是增大磁感应强度和转矩。

三相感应电机的工作原理,定子中的旋转磁场是一个很重要的概念,旋转的磁场是怎么产生的呢?首先我们用一个直流的线圈来解释,当这个线圈通入直流电源时,会产生一个稳定不变的磁场,通电导体会产生磁场,右手定则可以判别磁场方向。
如果在这个线圈通入的是交流电的,可以看到由于电源的不断变化,这个磁场也随之不断变化,变化的频率和电源频率有关。不过这个变化的磁场是垂直变化的,接下来我们接入三根线圈,线圈夹角互为120⁰,通入三相交流电,三相电源的相位角也是120⁰度,这样三个线圈产生的磁场叠加,正好是一个旋转的磁场。
此时转子旋转磁场会起到什么作用呢?我们来看看转子会怎样?磁场围绕转子旋转时又会怎么样?
导体切割磁力线会产生电流,电磁感应现象同样是用右手定则来判断。
通电导体在磁场中会受到安培力作用,连锁反应这个力就让转子转动起来。
★三相异步电机接通三相交流电源后,内部在产生感应电流后才能有反应,安培力才会旋转。
简单理解为,三相电源会使定子绕组有电流通过,产生一个转数为n₀的旋转磁场。在旋转磁场的作用下,电动机转子受电磁力的作用,以转数n开始旋转。这里的n始终不会加速到n₀,因为只有这样转子绕组导体与旋转磁场之间才会有相对运动面来切割磁力线,这样转子导体中才能够产生感应电动势和电流,从而产生电磁转矩,使转子按照定子产生的旋转磁场方向连续旋转。
也就是说转子的转速始终小于旋转磁场的转速,这两个之差叫做转差率。电机的转差率一般控制在2%~6%之间,这样不难理解,为什么也叫异步电机了吧。
由于没有直流电机中的永磁铁,没有电刷换向器,没有位置传感器,中间的联系全是由电磁感应来产生互动,所以我们叫只为交流感应电机。

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