三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理
異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組通入三相電流，便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（導(dǎo)體切割磁力線），在轉(zhuǎn)子電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，載流轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中受力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，所以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的先決條件。
1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相對(duì)稱繞組AX、BY、CZ在空間互差,將其星形接法（Y接），即X、Y、Z連接在一起，A、B、C分別接到三相電源上，便有對(duì)稱的三相交變電流通入相應(yīng)的定子繞組。即
通入電機(jī)的三相電流波形如下圖所示：
為了便于分析，取,,三個(gè)時(shí)刻進(jìn)行分析。
（1）時(shí)，，根據(jù)右手螺旋定則：是負(fù)值，是正值，此時(shí)，電流從Y、C流入，從Z、B流出，AX線圈中沒有電流，磁力線分布由上到下，從而形成的磁場(chǎng)方向上面是N級(jí)下面是S級(jí)。
（2）時(shí)， 是負(fù)值，，磁場(chǎng)方向如下圖所示，逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)
（3）時(shí)，是正值，是負(fù)值，是正值，磁場(chǎng)方向如下圖所示，逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)。
結(jié)論：當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨電流交變而在空間不斷旋轉(zhuǎn)著，這就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同磁極在空間旋轉(zhuǎn)所起的作用是一樣的。
產(chǎn)生條件：三相對(duì)稱電流通過三相對(duì)稱繞組。
2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與通入繞組的三相電流的相序有關(guān)。如果將三根導(dǎo)線中的任意兩根對(duì)調(diào)位置（例如對(duì)調(diào)了B和C兩相），則電動(dòng)機(jī)三相繞組的B相與C相對(duì)調(diào)（注意：電源三相端子的相序未變），旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。
3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù) 每相繞組只有一個(gè)線圈，繞組的始端之間相差120°空間角，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)極，即（p是磁極對(duì)數(shù)）。如將定子繞組安排成每相有兩個(gè)線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差60°空間角，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有兩對(duì)極，即
顯然，p與定子繞組的安排有關(guān)?！∫话愕碾妱?dòng)機(jī)制造好以后，從型號(hào)上即可判斷磁極對(duì)數(shù)。
例：Y132M-4→
Y180L-6→
4、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 根據(jù)上面的分析，電流變化一個(gè)周期，兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周。若電流的頻率為，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為每秒f轉(zhuǎn)。若以表示旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min），則。
如果每相繞組有兩個(gè)線圈（四個(gè)圈邊），適當(dāng)?shù)匕才爬@組的分布，可以形成四個(gè)極（兩對(duì)極）的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即。時(shí)，電流變化一個(gè)周期，合成磁場(chǎng)在空間只旋轉(zhuǎn)180°，其轉(zhuǎn)速為，由此可以推廣到p對(duì)極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為。
由上式可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（亦稱同步轉(zhuǎn)速）取決于電源頻率和電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p。
我國(guó)的電源頻率為50Hz，則無(wú)論電動(dòng)機(jī)多么復(fù)雜，若p一定則一定。
下表為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)與同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
5、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原理
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其磁通切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一定低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，故稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因轉(zhuǎn)子中的電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，故又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
下圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理示意圖，其中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)用一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁鐵表示：
兩極（一對(duì)級(jí)，p=1）三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理如圖所示，N、S表示兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子中只畫出兩根導(dǎo)條。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子與磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，導(dǎo)體沿逆時(shí)針切割磁力線，從而在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則確定。在電動(dòng)勢(shì)作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流，而載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力F，電磁力方向可用左手定則來(lái)確定。由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)了。
6、轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同。但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即。因?yàn)?，如果兩者相等，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而磁通就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩就都不存在了，這樣，轉(zhuǎn)子就不可能繼續(xù)以的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之間必須有差別。這就是異步電動(dòng)機(jī)名稱的由來(lái)。
我們用轉(zhuǎn)差率來(lái)表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速相差的程度，即。
轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要的物理量。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越接近磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)差率越小。由于三相異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相近，所以它的轉(zhuǎn)差率很小。通常異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率為1%～9%。當(dāng)n=0時(shí)（起動(dòng)初始瞬間），s=1，這時(shí)轉(zhuǎn)差率zui大。
也可寫成
例：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=970r/min，電源頻率50HZ。那么電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)是多少？額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率如何確定？
解：因?yàn)閚=970r/min，這是電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速應(yīng)該略小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速。而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速根據(jù)極對(duì)數(shù)不同，當(dāng)電源頻率50HZ時(shí)，分別為3000、1500、1000、750等幾個(gè)數(shù)值，因此970接近于其中的1000轉(zhuǎn)/分（3對(duì)磁極），故電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)為p=3，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為。
額定轉(zhuǎn)差率為
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