新能源汽车电机驱动系统 课件 2.2.3 交流感应电机的工作原理

交流异步电机的工作原理主讲人：赵怀钰新能源汽车驱动电机及控制技术IMPORT导入新能源纯电电动车是用驱动电机代替传统发动机作为汽车的心脏。在乘用车领域，目前应用的驱动电机主要分为异步电机与永磁同步电机两大流派。而特斯拉汽车就是使用交流异步电动机作为驱动电机的典型代表。CONTENTS目录1.交流异步电机的基本原理2.旋转磁场的产生及转差率3.转差率LEARNINGOBJECTIVES学习目标1、掌握交流异步电机的基本原理2、理解旋转磁场的产生过程3、学会计算转差率交流异步电机交流异步电机的基本原理01交流异步电机的基本原理ei蹄形磁铁闭合线圈人为转动感应电流受力而旋转感应电流交流异步电机旋转的条件：有旋转的磁场和闭合的转子绕组旋转的磁极和转子有一定的相对运动（两者转速不同）交流异步电机旋转磁场的产生02交流异步电机旋转磁场的产生U1U2V1V2W2W1

定子铁芯

定子绕组Y接与电源

对称的三相电流通入对称的三相绕组中，它们的合成磁场、合成磁通就是一个旋转磁场。这个结论怎么得到的呢？交流异步电机旋转磁场的产生电流流入电流流出设三相电流的参考方向为：从绕组的首端指向尾端

tOii1

i2

i3

Im

t=0时i1=0i2＜0(尾端流入、首端流出)i3

＞0(首端流入、尾端流出）右手螺旋定则合成磁场方向向下U1U2V1V2W2W1××NS交流异步电机旋转磁场的产生

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i2

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60o

t=60o时i1

＞0(首端流入、尾端流出）i2＜0(尾端流入、首端流出)i3=0U1U2V1V2W2W1××NS电流流入电流流出设三相电流的参考方向为：从绕组的首端指向尾端顺时针旋转了60°右手螺旋定则交流异步电机旋转磁场的产生

tOii1

i2

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120o

t=120o时i1

＞0(首端流入、尾端流出）i2=0i3

＜0(尾端流入、首端流出)U1U2V1V2W2W1××NS电流流入电流流出设三相电流的参考方向为：从绕组的首端指向尾端顺时针旋转了120°右手螺旋定则交流异步电机旋转磁场的产生【结论】当定子绕组中电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间上旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断做周期性变化，产生的合成磁场也不断旋转，形成了旋转磁场。电流流入电流流出U1U2V1V2W2W1××NS

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120o设三相电流的参考方向为：从绕组的首端指向尾端交流异步电机旋转磁场的产生FNS转子F

逆时针旋转的定子磁场切割转子绕组转子绕组顺时针切割定子磁场（右手定则）转子绕组产生的感应电流（左手定则）转子绕组在磁场中受到电磁力的作用形成电磁转矩驱动电机旋转交流异步电机的转差率03交流异步电机的转差率异步电机的旋转磁场与转子之间存在转速差。

转差率是异步电机的一个重要物理量：电动机起动瞬间，电动机转速n=0，转差率s=1；电动机理想空载时，转速n≈n0，转差率s≈0；在额定工况下，异步电机的转差率一般在1.5%-6%之间。

小结交流异步电机的转动原理旋转磁场是如何产生的转差率

思考题最后，请同学们思考：如果想要改变交流异步电机的转动方向，应该怎么做？（参考答案）旋转磁场的方向是由