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三相交流異步電動機定子旋轉(zhuǎn)磁場的形成

三相交流異步電動機定子旋轉(zhuǎn)磁場的形成

2023-12-26 13:40:11

三相交流異步電動機定子旋轉(zhuǎn)磁場的形成

如下圖所示,當馬蹄形永*磁鐵旋轉(zhuǎn)起來以后(圖中是順時針方向),其N極和S極之間的磁感線也隨之旋轉(zhuǎn)。處于N、S極之間的金屬環(huán)的兩個邊就處于切割上述磁感線的狀態(tài)中,只是切割的方向與磁鐵旋轉(zhuǎn)的方向剛好相反,即為逆時針方向。根據(jù)電磁感應(yīng)定律,此時金屬環(huán)中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,它的方向為下圖b所標出的方向(⊕表示進入導(dǎo)線,⊙表示從導(dǎo)線中出來)。

這樣,金屬環(huán)就成為一個處在磁場中的通電導(dǎo)體了。通電導(dǎo)體在磁場中將受到電磁力的作用。上圖中金屬環(huán)處在磁場中的兩個邊的受力方向剛好和磁鐵旋轉(zhuǎn)的方向相同,即順時針方向。金屬環(huán)受力后,產(chǎn)生一個力矩,并以其軸線為旋轉(zhuǎn)中心沿順時針方向旋轉(zhuǎn)起來,但它的旋轉(zhuǎn)速度始終不會達到磁鐵旋轉(zhuǎn)的速度。可以想象,如果達到了磁鐵的旋轉(zhuǎn)速度,它和磁鐵之間就沒有了相對運動,也就不再切割磁感線了,也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,當然也就沒有了電磁力的作用,即沒有了旋轉(zhuǎn)的動力,勢必使其減速和磁鐵拉開一定的距離。這種金屬環(huán)和磁鐵旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不相同的現(xiàn)象,被形象地稱為”不同步“或”異步“。

如果設(shè)法用電能產(chǎn)生上述磁鐵旋轉(zhuǎn)帶來的”旋轉(zhuǎn)磁場“,就會出現(xiàn)一個電動機。交流電動機的定子就是為此而產(chǎn)生的。

上圖是三相正弦交流電的波形圖,下面是一臺*簡單的兩極定子三相繞組,每一相只有一個線圈。規(guī)定U1、V1、W1分別為三相繞組的首端,U2、V2、W2分別為三相繞組的末端;三相電源正相序為A→B→C,分別對應(yīng)著與繞組U1、V1、W1相連接(假設(shè)繞組的末端聯(lián)結(jié)在一起,形成星形接法),電流在正半個周期時,從繞組的首端進入,用符號⊕(箭尾)表示,從繞組的末端流出,用符號⊙(箭頭)表示。

當三相繞組通入三相交流電后,利用通電螺線管(將每一相繞組看成是一個螺線管)產(chǎn)生兩個磁極的原理,用右手判定出三相繞組產(chǎn)生的磁場方向,或者說電磁鐵的N、S極。通過圖中電源變化一個周期5個時間段的電流變化,得到了三相繞組所形成的磁場的方向也剛好旋轉(zhuǎn)了一圈,旋轉(zhuǎn)方向是順時針的,剛好與電源和三相繞組連接的相序方向相同。

四極電動機三相繞組形成旋轉(zhuǎn)磁場的工作原理如上圖所示,可以按上述兩極的方法進行分析??梢钥闯?,此時電源變化一個周期,三相繞組形成的磁場轉(zhuǎn)過了半圈(機械角度為180度)。也就是說轉(zhuǎn)速相當于兩極電動機的二分之*。

如果對一臺6極的電動機進行分析,得到的結(jié)論將是:電源變化一個周期,三相繞組形成的磁場將轉(zhuǎn)過三分之*圈(機械角度為120度),也就是說轉(zhuǎn)速相當于兩極電動機的三分之*。


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