交流异步电动机的工作原理

1.转子电磁转矩的产生

交流异步电动机的基本组成部件是转子和定子。三相交流异步电动机的工作原理如图5-28所示。

当三相正弦交流电输入到定子绕组中时,就会在电动机内部形成一个旋转磁场。在这个旋转磁场的作用下,转子绕组切割磁力线而产生感应电动势,并形成感应电流。当转子绕组通电后,在磁场中受电磁力的作用而产生电磁转矩,并使转子沿着定子旋转磁场的旋转方向转动。

从三相交流异步电动机电磁转矩产生的工作原理可知,只有当转子的转速低于定子旋转磁场的转速时,转子绕组才会切割磁力线而产生成应电流,才有可能产生电磁转矩而使转子转动起来。也就是说,电动机能够工作的基本条件是。因此,这种电动机被称为交流异步电动机。和差值()与的比值称为转差率三相交流异步电动机转子的转速随着负载的变化而改变,因此,电动机工作中的转差率随着负载的变化而变化。

图5-28　相交流异步电动机的工作原理

1－磁路;2－转子绕组;3－定子;4－转子;5－定子绕组

2.定子旋转磁场的产生

交流异步电动机转子产生的电磁转矩源于定子的旋转磁场,那么,定子的旋转磁场是如何产生的呢?定于绕组通人的是三相交流电(见图5-29),对称布置的三相定子绕组通电后磁场方向的变化如图5-30所示。

图5-29　输入定子绕组的三相交流电波形

图5-30　对称布置的三相定子绕组通电后磁场方向的变化

A、B、C三相交流电分别输入U、V、W三相绕组,通过对几个特殊时刻电枢三相绕组形成磁场方向的变化情况进行分析,就可了解定子绕组旋转磁场形成的原理。

当时,相绕组电流为相绕组电流方向为相绕组电流方向为。于是,三相绕组产生合成磁场的方向如图5-30a所示。

当相绕组电流为相绕组电流方向为U相绕组电流方向为U1→U2。于是,三相绕组产生合成磁场的方向如图5-30b所示。

当相绕组电流为相绕组电流方向为相绕组电流方向为U1→U2。于是,三相绕组产生合成磁场的方向如图5-30c所示。

相绕组电流为相绕组电流方向为相绕组电流方向为V1→V2。于是,三相绕组产生合成磁场的方向如图5-30d所示。

于是,当三相交流电持续输入定子绕组时,就会形成一个按顺时针方向转动的旋转磁场。通过电动机正反转控制电路改变接入三相交流电的相序,就可使磁场旋转的方向改变,实现电动机的反转控制。