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三相交流异步电动机定子旋转磁场的形成

三相交流异步电动机定子旋转磁场的形成

2023-12-26 13:40:11

三相交流异步电动机定子旋转磁场的形成

如下图所示,当马蹄形永*磁铁旋转起来以后(图中是顺时针方向),其N极和S极之间的磁感线也随之旋转。处于N、S极之间的金属环的两个边就处于切割上述磁感线的状态中,只是切割的方向与磁铁旋转的方向刚好相反,即为逆时针方向。根据电磁感应定律,此时金属环中就会产生感应电流,它的方向为下图b所标出的方向(⊕表示进入导线,⊙表示从导线中出来)。

这样,金属环就成为一个处在磁场中的通电导体了。通电导体在磁场中将受到电磁力的作用。上图中金属环处在磁场中的两个边的受力方向刚好和磁铁旋转的方向相同,即顺时针方向。金属环受力后,产生一个力矩,并以其轴线为旋转中心沿顺时针方向旋转起来,但它的旋转速度始终不会达到磁铁旋转的速度。可以想象,如果达到了磁铁的旋转速度,它和磁铁之间就没有了相对运动,也就不再切割磁感线了,也就不会产生感应电流,当然也就没有了电磁力的作用,即没有了旋转的动力,势必使其减速和磁铁拉开一定的距离。这种金属环和磁铁旋转转速不相同的现象,被形象地称为”不同步“或”异步“。

如果设法用电能产生上述磁铁旋转带来的”旋转磁场“,就会出现一个电动机。交流电动机的定子就是为此而产生的。

上图是三相正弦交流电的波形图,下面是一台*简单的两极定子三相绕组,每一相只有一个线圈。规定U1、V1、W1分别为三相绕组的首端,U2、V2、W2分别为三相绕组的末端;三相电源正相序为A→B→C,分别对应着与绕组U1、V1、W1相连接(假设绕组的末端联结在一起,形成星形接法),电流在正半个周期时,从绕组的首端进入,用符号⊕(箭尾)表示,从绕组的末端流出,用符号⊙(箭头)表示。

当三相绕组通入三相交流电后,利用通电螺线管(将每一相绕组看成是一个螺线管)产生两个磁极的原理,用右手判定出三相绕组产生的磁场方向,或者说电磁铁的N、S极。通过图中电源变化一个周期5个时间段的电流变化,得到了三相绕组所形成的磁场的方向也刚好旋转了一圈,旋转方向是顺时针的,刚好与电源和三相绕组连接的相序方向相同。

四极电动机三相绕组形成旋转磁场的工作原理如上图所示,可以按上述两极的方法进行分析。可以看出,此时电源变化一个周期,三相绕组形成的磁场转过了半圈(机械角度为180度)。也就是说转速相当于两极电动机的二分之*。

如果对一台6极的电动机进行分析,得到的结论将是:电源变化一个周期,三相绕组形成的磁场将转过三分之*圈(机械角度为120度),也就是说转速相当于两极电动机的三分之*。


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