三相异步电动机转动原理 旋转磁场

1、n0nei三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理NSf磁铁磁铁闭合闭合线圈线圈磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生导线切割磁力线产生感应电动势感应电动势vlBe导线长度导线长度磁感应强度磁感应强度切割速度切割速度（右手定则）（右手定则）闭合导线产生电流闭合导线产生电流 i（左手定则）（左手定则）通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力ilBfn0neiNSf用右手,先让大拇指与四指垂直,让磁感线垂直穿过手心,大拇指的指向与导线运动方向一致,那么四指的指向就是感应电流的方向.1. 线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：异步异步2. 线圈比磁场转得慢线圈

2、比磁场转得慢0nnn0neiNSf 由于转子转动的方向与磁场旋转的方由于转子转动的方向与磁场旋转的方向是一致的，所以如果向是一致的，所以如果n=n1，则磁场与转，则磁场与转子之间就没有相对运动，它们之间就不存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，这种电动机一可能等于磁场速度。因此，这种电动机一般也叫做般也叫做异步电动机异步电动机。复习复习右手安培定则：右手安培

3、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 1、旋转磁场的产生、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极旋转磁场代替了旋转磁极AiBiCimIt0n()电流出电流出( )电流入电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：Ai

4、BiCitmIn nN NS ST Tf fn n1 1f fU1V1W1U2V2W2WVUit分析规定：分析规定： 电流电流 I 为正时，从首端流入、末端流出；为正时，从首端流入、末端流出； 电流电流 I 为负时，从首端流出、末端流入。为负时，从首端流出、末端流入。1NS1 2 32NS3NS4 4NS5 5NS6NS6U1V1W1U2V2W2NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向的方法：改变电机的旋转方向的方法：改变相序改变相序（换接其中两相）

5、（换接其中两相）AiBiCimItAiCiBimIt2 2、旋转磁场的旋转方向、旋转磁场的旋转方向 方法：方法：将与电源相接的将与电源相接的任意两相互换任意两相互换(改变相序改变相序)，就可实现反转。，就可实现反转。 三相异步电动机的正、反转三相异步电动机的正、反转正转正转反转反转A B CM3电电 源源ABCM3电电 源源3 3、极对数（、极对数（P P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法（此种接法（每相绕组只有一组线圈每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场）下，合成磁场只有只有一对磁极一对磁极，则极对数为，则极对数为1。即：即：AXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiC

6、i 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是形成的磁场则是两对磁极两对磁极。X AAXBYBYCZCZ极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimIt3 3、旋转磁场的、旋转磁场的转速大小转速大小分）转 /( 600fn 一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360。则。则 同步转速（旋转磁场的速度）为：同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZSN0n60AiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY0t分）转/(

7、600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系：极对数和转速的关系：AiBiCimIt三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：三相异步电动机的同步（旋转磁场）转速：分）转/( 600pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)50(Hzf 0n3p120分）转/( 0001电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速和旋转磁场同步转速的关系：电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步异步

8、电动机电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动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）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 5 5、转差率、转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中:%9%1s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:1 , 0sn（转差率最大）（转差率最大）（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

9、组中就会产生三相对称电流iu、iv、iw。（2）三相对称电流的数学表达式 以Iu 为初始相量，则：240sin120sinsintIitIitIimWmVmU 2.定子中通入三相对称电流定子中通入三相对称电流AXBYCZi （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 。YCBZXA()电流出电流出( )电流入电流入（3）电流的波形图UiViWimIti3.旋转磁场的产生旋转磁场的产生（2）当t=120时，iv=0，iu0，iw0； （3）当t=240时，iw=0，iu0，iv0；（4）当t=360时，iu=0，iv0，iw0；与t=0时刻相比较，

10、顺时针旋转了120（A相B相）。与t=120时刻相比较，顺时针旋转了120（B相C相）。与t=240时刻相比较，顺时针旋转了120（C相A相）。（1）当t=0时，iu=0，iv0，iw0；4.4.小结小结1.1.三项对称定子绕组通入三相对称电流后，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。定子中产生了旋转磁场。 3.3.产生的旋转磁场有一对磁极（一个产生的旋转磁场有一对磁极（一个N N极，极， 一个一个S S极）。极）。 2.2.电流变化一周期（电流变化一周期（360360），旋转磁场也），旋转磁场也旋转一周（旋转一周（360360）。）。 4.4.旋转磁场的旋转方向与三相电流

11、相序一致。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二、旋转磁场的旋转方向1. 1. 电源以正序电源以正序U U、V V、W W接入定子时，旋转磁场的旋转方向：接入定子时，旋转磁场的旋转方向：2. 2. 电源以相序电源以相序U U、W W、V V接入定子时，旋转磁场的旋转方向：接入定子时，旋转磁场的旋转方向：电源电压相序：UVW绕组内电流相序：iAiBiC电源电压相序：UVW绕组内电流相序：iAiCiB磁场的旋转方向：ABC （顺时针）磁场的旋转方向：ACBACB （逆时针）AXBYCZAiWVUBiCiCBiAiAXBYCZCiWVU3.3.任意对换两根电源相线（如对调任

12、意对换两根电源相线（如对调U U、V V或者或者U U、W W）, ,旋转旋转 磁场的旋转方向：磁场的旋转方向：4.4.小结：小结：由上面分析可知：要改变旋转磁场的旋转方向（亦由上面分析可知：要改变旋转磁场的旋转方向（亦即改变电动机的旋转方向）时，只要把定子绕组接即改变电动机的旋转方向）时，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。到电源的三根导线中的任意两根对调即可。绕组内电流相序:iB iA iC磁场旋转方向：逆时针绕组内电流相序:iC iB iA磁场旋转方向：逆时针对调（对调（U/VU/V）AiCiAXBYCZBiWVUA对调（对调（U/WU/W）BiAiXBYCZCiWVU

13、三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度1.1.两极旋转磁场的转速两极旋转磁场的转速2.2.四极旋转磁场的转速四极旋转磁场的转速磁极对数p=11160 fn 旋转磁场的转速磁极对数p=226011fn 旋转磁场的转速同理分析可知，当p=3时，旋转磁场的转速 当p=4时，旋转磁场的转速36011fn 46011fn 也就是说，旋转磁场的转速与电源频率成也就是说，旋转磁场的转速与电源频率成正比，与磁极对数成反比。正比，与磁极对数成反比。3.3.推论：推论：当有当有p p对磁极时，对磁极时， 旋转磁场的转速旋转磁场的转速pfn1160例：例：我国交流电的工频是50Hz,则转子

14、的转速与极对 数的关系为：p123n1(r/min)300015001000经过计算，交流电机的同步转速用表格表示为：四、总结四、总结1.1.三相对称的定子绕组中通入三相对称电流时产生旋转磁场。三相对称的定子绕组中通入三相对称电流时产生旋转磁场。2.2.旋转磁场旋转方向与三相对称电流相序一致。要改变旋转旋转磁场旋转方向与三相对称电流相序一致。要改变旋转磁场的旋转方向，也就是电动机的旋转方向，只需要把定磁场的旋转方向，也就是电动机的旋转方向，只需要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。3.3.旋转磁场的转速与极对数的关系：旋转磁场的转速与

15、极对数的关系：pfn1160六、作业六、作业课后习题：判断题（课后习题：判断题（1 1、2 2）、选择题（）、选择题（1 1、2 2）、问答题（、问答题（1 1、2 2）P P9898面面 填空题（填空题（1 1、2 2、3 3）五、随堂练习五、随堂练习AYCBZX0tNSiU=0，iV0，iW0UiViWimItiAXYCBZ 120tSN120iV=0，iU0，iW0UiViWimItiAXYCBZASN120 240tiW=0，iU0，iV0UiViWimItiAYCBZX 360tNSiU=0，iV0，iW0120UiViWimItiAYCBZXNSAXYCBZSN120AYCBZXNS120AXYCBZASN120120t 0t 240t 360tXAZBX AYCZBCY0tUiViWimItiiU=0，iV0，iW0CYABCXYZAXBZUiviwiNSSN