三相异步电动机和单相异步电动机的转动原理介绍

三相异步电动机和单相异步电动机的转动原理介绍交流异步电动机可分为三相异步电动机和单相异步电动机两种，是生产与生活中广泛应用的电动机。异步电动机的转动原理，对使用和维修电动机十分重要，电工人员应当有所了解及掌握。三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理可用以下三点来说明。1．电生磁(即旋转磁场的产生)三相异步电动机的定子绕组接成星形，如图1(a)所示。当定子绕组中通入三相对称交流电流时，则在绕组中有对称三相电流流过，其波形图如图1(b)所示。设三相电流的相序为U-V-W，且iu的初相角为零，则各相电流的三角函数表示式为iu=Imsinωtiv=Imsin(ωt-120度)iw=Imsin(ωt+120度)为说明方便，现设定：三相交流电为正半周时，电流由绕组的首端流入，从末端流出；反之，电流从绕组的末端流入，从首端流出。这样，按不同时刻的电流方向，根据右手螺旋定则，即可画出ω=0、ωt=-60度、ωt=120度及ωt=-180度时电流产生的合成磁场，如图2所示。同理。可判断出定子空间在ωt=240度、ωt=300度及ωt=360度的磁场方向，是随定子绕组的三相电流不断地变化的，它所产生的合成磁场也将在空间不断地旋转，如同磁极在空间旋转一样，这个磁场称为旋转磁场。旋转磁场的转向与相序一致，为顺时针方向。若电源频率为f，定子绕组的磁极对数为p，则转速n1=60f／p。上述是两极旋转磁场，每相绕组即一个线圈，在空间位置互差120度。如果把线圈增加一倍，每相绕组由两个线圈组成，各线圈的始端(或末端)之间在定子内圆周上以互差60度的空间角度排列，并把两个沿轴线互差180度的两线圈串联成一相绕组，三相绕组连接成星形，如图3所示。当三相绕组通人三相正弦交流电时，便产生四极旋转磁场。若每相定子绕组由三个线圈串联组成，线圈在定子内圆周上以互差40度的空间角度排列，通入对称的三相交流电流时，就会得到六极旋转磁场。可见，适当布置定子绕组，便可得到具有不同个数磁极的旋转磁场。2．磁生电假定某瞬间定子空间磁场方向向下。定子旋转——磁场旋转切割转子绕组，根据右手螺旋定则，可确定转子绕中组感应电动势的方向。由于转子绕组是闭合的，便有感生电流通过，其方向与感应电动势方向相同，如图4所示。3．电生力矩定子空间有旋转磁场，转子绕组中有感应电流，根据左手定则可知转子绕组受到电磁力的作用，对转轴形成力矩，称电磁转矩。在电磁转矩的作用下，电动机便顺着旋转磁场的方向转动起来。电动机旋转的转速总是略小于旋转磁场的转速，故称作异步电动机。单相异步电动机的工作原理是在定子绕组中通入二相交流电，使定子铁芯产生旋转磁场，而鼠笼式转子切割磁力线产生的感应电流与旋转磁场相互作用，使单相异步电动机转动起来。1、二相交流电产生原理交流电源只有两种，一种是三相交流电源，另。一种是从三相交流电源中取出一相电源称为单相交流电源，在供电电路中是没有二相交流电源供电的。那么怎样得到二相交流电源昵?根据元件在交流电路中的特性，在有容抗电路里，电流的相位超前于电压。在有感抗的电路里，电流相位滞后于电压。超前或滞后的多少，决定于电阻与容抗或电阻与感抗的大小。依此，若将两条有感抗和电阻都不相同的电路，或一条有感抗的电路并联后接到单相交流电源上，则两条电路里电流的相位就不同了，便可从单相交流电源上获得二相交流电。利用二相绕组的电阻和感抗的不同，将单相交流电分成二相交流电，称作分相电动机。利用电容器的容抗来取得二相交流电的，称电容分相电动机。它又分电容启动式及电容运转式两种。利用罩极线圈来获得二相交流电的称作罩极式电动机。单相异步电动机只有主、副二相绕组，其排列的相对位置相隔90度。副绕组用来使转子启动，称启动绕组。主绕组是使转子持续运转，称运转绕组。2．电容分相启动电动机运转原理现以电容分相启动电动机为例，说明其转动原理，两绕组并联同一单相交流电源上。若电容器容量选得适当，可使启动绕组电流在时间相位上超前于运转绕组90度。设运转绕组电流为iA，起动绕组电流为iB，iB超前iA90度相位，。为了确定二相电流流进二相绕组所产生的磁场方向，规定电流从线圈的首端(A或B)流入，用符号×表示，从线圈末端(X或Y)流出，用符号0表示，根据右手螺旋定则可画出ωt=O、(ωt=90度、ωt=180度、ωt=270度及ωt=360度。瞬时的合成磁场，可见，两相绕组在空间互差90度电角度，通以互差90度电角度的电流则产生的二相合成磁场是一个旋转磁场。旋转磁场方向与各相绕组中电流达到最大值的次序有关。而合成磁场的方向是由电流超前的启动绕组B-Y相转向电流滞后的运转绕组A-X相。在这个旋转磁场的作用下，电动机就能启动转动起来。将二相绕组中任一相头与尾对调接至电源，即可改变单相异步电动机的启动旋转方向。