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当异步电动机定子的对称三相绕组中通入对称的三相电流时,就会产生一个以同步转速n1旋转的圆形旋转磁场。
旋转磁场转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关,图中U、V、W相以顺时针方向排列,当定子绕组中通入U、V、W相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。 由于转子是静止的,转子与旋转磁场之间有相对运动,相当于转子导体沿旋转磁场的反方向切割定子绕组产生的磁场,转子导体因切割定子旋转磁场而产生感应电动势。
因转子绕组自身闭合,转子绕组内便有电流流通。转子绕组内的电流与转子感应电动势同相位,其方向可由“右手定则”确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下,将产生电磁力f,其方向由“左手定则”确定。
电磁力对转轴形成一个电磁转矩,其作用方向与旋转磁场方向一致,拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转,将输入的电能变成旋转的机械能。
综上分析,三相异步电动机转动的基本工作原理是:
三相对称绕组中通入三相对称电流后产生圆形旋转磁场; 转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流; 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转矩,驱使电动机转子转动。
反转
异步电动机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致,要改变转向,只需改变电流的相序即可,即任意对调电动机的两根电源线,便可使电动机反转。
转速
异步电动机的转速恒小于旋转磁场转速n1 ,因为只有这样,转子绕组才能产生电磁转矩,使电动机旋转。如果n=n1 ,转子绕组与定子磁场之间便无相对运动,则转子绕组中无感应电动势和感应电流产生,可见n<n1,是异步电动机工作的必要条件。
转差率
对异步电动机而言,当转子尚未转动(如启动瞬间)时,n=0,此时转差率s=1;当转子转速接近同步转速(空载运行)时,n≈n1 ,此时转差率s≈0。 异步电动机负载越大,转速就越慢,其转差率就越大;反之,负载越小,转速就越快,其转差率就越小。
故转差率直接反映了转子转速的快慢或电动机负载的大小,在正常运行范围内,转差率的数值很小,一般在0.01~0.06之间,即异步电动机的转速接近同步转速。
异步电机的三种运行状态
根据转差率的大小和正负,异步电机有三种运行状态:即电动机运行状态、发电机运行状态和电磁制动运行状态。 电动机运行状态 电磁转矩为驱动转矩,其转向与旋转磁场方向相同,4.10(a)所示,此时电机从电网取得电功率转变成机械功率,由转轴传输给负载。电动机的转速范围为0<n<n1,其转差率范围为0<s<1 |
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