三相异步电动机的转动原理-旋转磁场

n0nei三相异步电动机的转动原理NSf磁铁闭合线圈磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势vlBe导线长度磁感应强度切割速度（右手定则）闭合导线产生电流i（左手定则）通电导线在磁场中受力ilBfn0neiNSf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→两者转动方向一致结论：异步2.线圈比磁场转得慢0nnn0neiNSf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n=n1，则磁场与转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可能等于磁场速度。因此，这种电动机一般也叫做异步电动机。三相感应电动机的转速小于磁场速度复习右手安培定则：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、旋转磁场的产生AYCBZ在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极AiBiCimIt0n(•)电流出()电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：向下180tXBZ0nAYC60tAXYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：AiBiCitmI三相感应电动机的工作原理（图解）nNSTfn1fU1V1W1U2V2W2WVUit分析规定：电流I为正时，从首端流入、末端流出；电流I为负时，从首端流出、末端流入。1旋转磁场的定性分析图解1232344NS5566U1V1W1U2V2W2旋转磁场的连续观察NSNSNS旋转方向：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向的方法：改变相序（换接其中两相）AiBiCimItAiCiBimIt2、旋转磁场的旋转方向方法：将与电源相接的任意两相互换(改变相序)，就可实现反转。三相异步电动机的正、反转正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源3、极对数（P）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法（每相绕组只有一组线圈）下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：AXYCBZNSC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiBiCi将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。'X'AAXBY'B'YCZ'C'Z极对数2pA'XX'ANSSNZC'Z'CBY'B'YC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AiCiBiAiBiCimIt3、旋转磁场的转速大小分）转/(600fn一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°。则同步转速（旋转磁场的速度）为：AXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZSN0n60AiBiCimItXNSASNZB'X'AYC'Z'B'C'Y0t分）转/(600pfn60t'A0nAZ'XXC'Z'CSNSN30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：分）转/(600pfn2p180分）转/(50011p360分）转/(0003极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速)50(Hzf0n3p120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:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但异步电动机0nn无转距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）无转子电流提示：如果0nn5、转差率的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中:%9~%1s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:1,0sn（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()电流入（3）电流的波形图UiViWimIti3.旋转磁场的产生（2）当ωt=120°时，iv=0，iu＜0，iw＞0；（3）当ωt=240°时，iw=0，iu＜0，iv＞0；（4）当ωt=360°时，iu=0，iv＜0，iw＞0；与ωt=0时刻相比较，顺时针旋转了120°（A相→B相）。与ωt=120°时刻相比较，顺时针旋转了120°（B相→C相）。与ωt=240°时刻相比较，顺时针旋转了120°（C相→A相）。（1）当ωt=0时，iu=0，iv＜0，iw＞0；4.小结◆1.三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。◆3.产生的旋转磁场有一对磁极（一个N极，一个S极）。◆2.电流变化一周期（360°），旋转磁场也旋转一周（360°）。◆4.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1.电源以正序U、V、W接入定子时，旋转磁场的旋转方向：2.电源以相序U、W、V接入定子时，旋转磁场的旋转方向：电源电压相序：U→V→W绕组内电流相序：iA→iB→iC电源电压相序：U→V→W绕组内电流相序：iA→iC→iB磁场的旋转方向：A→B→C（顺时针）磁场的旋转方向：A→C→B（逆时针）AXBYCZAiWVUBiCiCBiAiAXBYCZCiWVU3.任意对换两根电源相线（如对调U、V或者U、W）,旋转磁场的旋转方向：4.小结：◆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（U/V）AiCiAXBYCZBiWVUA对调（U/W）BiAiXBYCZCiWVU三、旋转磁场的磁极对数与旋转速度1.两极旋转磁场的转速2.四极旋转磁场的转速磁极对数p=11160fn→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正比，与磁极对数成反比。3.推论：当有p对磁极时，旋转磁场的转速pfn1160例：我国交流电的工频是50Hz,则转子的转速与极对数的关系为：p123…n1(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。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。3.旋转磁场的转速与极对数的关系：pfn1160六、作业课后习题：判断题（1、2）、选择题（1、2）、问答题（1、2）P98面填空题（1、2、3）五、随堂练习AYCBZX0tNSiU=0，iV＜0，iW＞0UiViWimItiAXYCBZ120tSN120iV=0，iU＞0，iW＜0UiViWimItiAXYCBZASN120240tiW=0，iU＜0，iV＞0UiViWimItiAYCBZX360tNSiU=0，iV＜0，iW＞0120UiViWimItiAYCBZXNSAXYCBZSN120AYCBZXNS120AXYCBZASN120120t0t240t360tXAZB'X'AYC'Z'B'C'Y0tUiViWimItiiU=0，iV＜0，iW＞0C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'UiviwiNSSN60t电流变化，磁场旋转3060iW=0，iU＞0，iV＜0'AAZ'XXC'Z'CSNSNBZBZCCYY30°BUiViWimIti120t电流变化，磁场旋转12060iV=0，iU＞0，iW＜0NSASNZB'X'AYC'Z'B'C'Y60UiViWimIti以此类推：360tiU=0，iV＜0，iW＞0'XXAZB'AYC'Z'B'C'YNSSN180电流变化一个周期，旋转磁场在空间转了1/2转UiViWimIti