第五章三相异步电动机基本工作原理和结构 5-1三相异步电动机为什么会转,怎样改变它的极性? 答:(1)电生磁:定子三相绕组通以三相正弦交流电流产生一个以同步速n、转向与相序一致(顺时 针方向)的旋转磁场。假定此瞬间旋转磁场极性由上到下(如图所示) (2)(动)磁生电:由电磁感应理论:静止的转子绕组切割定子旋转磁场而感应电动势,其方向 由”右手发电机”定则确定,如图所示(转子上面三个导体为⊙,下面三个导体为由)。由于转子绕 组自身闭合,便有电流通过,并假定电流与电动势同相(即为有功分量电 (3)电磁力(矩;转子载(有功)电流导体在定子旋转磁场作用下受到○ 电动机”定则确定(转子上面三个导体受力方向向右,下面三个导体受力方向向左些万对转轴形 成电磁转矩(顺时针方向)Tcm,它与旋转磁场方向相同(即与相序一致),于是在该转矩驱动下,转 子沿着转矩方向旋转,从而实现了能量转换。 改变相序即可改变三相异步电动机的转向 5-2为什么异步电动机的转速一定小于同步转速?若转子电流和转子电动势之间有相位差,这里所有 转子导体上的电磁力的方向是否都和转向相同,画图分析说明 答:由上题知,异步电动机的转向n与定子旋转磁场的转向n1相同,只有n<n1(异步电动机),即 转子绕组与定子旋转磁场之间有相对运动,转子绕组才能感应电动势和电流,从而产生电磁转矩。若 转速上升到n=n1,则转子绕组与定子旋转磁场同速、同向旋转,两者相对静止,转子绕组就不感应电 动势和电流,也就不产生电磁转矩,电动机就不转了。 若转子电流和电动势有相位差,这时转子各导体所产生的电磁转矩方向不会全与转子转向相同,分析 如下: 假定转子导体外的”·、×”表示电动势方向(由”右手发电机”定则确定),导体内的⊙、⊕ 表示电流方向,如图所示 图(a)为转子电流与电动势同相位,由”左手电动机”定则确定各导体在磁场中所受电磁力的方 向,由小箭头表示,可见,电磁转矩方向与转向相同 图(b)为转子电流与电动势有相位差(如电流滞后电动势一相位角ψ2,当正对着磁极轴线 的转子导体电动势达最大值时,则电流达最大值的转子导体还在逆磁场旋转方向并距前述导体 空间电角度2的地方,同样可判得转子各导体在磁场中所受电磁力的方向,可见,转子大部分导 体所产生的电磁转矩方向与转向 N E第五章 三相异步电动机基本工作原理和结构 5-1 三相异步电动机为什么会转，怎样改变它的极性？ 答：（1）电生磁：定子三相绕组通以三相正弦交流电流产生一个以同步速 n1、转向与相序一致（顺时 针方向）的旋转磁场。假定此瞬间旋转磁场极性由上到下（如图所示） （2）（动）磁生电：由电磁感应理论：静止的转子绕组切割定子旋转磁场而感应电动势，其方向 由”右手发电机”定则确定，如图所示（转子上面三个导体为 ⊙ ,下面三个导体为⊕ ）。由于转子绕 组自身闭合，便有电流通过，并假定电流与电动势同相（即为有功分量电流）。 (3) 电磁力（矩）：转子载（有功）电流导体在定子旋转磁场作用下受到电磁力的作用，其方向由”左手 电动机”定则确定（转子上面三个导体受力方向向右，下面三个导体受力方向向左），这些力对转轴形 成电磁转矩（顺时针方向）Tem，它与旋转磁场方向相同（即与相序一致），于是在该转矩驱动下，转 子沿着转矩方向旋转，从而实现了能量转换。 改变相序即可改变三相异步电动机的转向。 5-2 为什么异步电动机的转速一定小于同步转速？若转子电流和转子电动势之间有相位差，这里所有 转子导体上的电磁力的方向是否都和转向相同，画图分析说明。 答： 由上题知，异步电动机的转向 n 与定子旋转磁场的转向 n1 相同，只有 n<n1（异步电动机），即 转子绕组与定子旋转磁场之间有相对运动，转子绕组才能感应电动势和电流，从而产生电磁转矩。若 转速上升到 n=n1，则转子绕组与定子旋转磁场同速、同向旋转，两者相对静止，转子绕组就不感应电 动势和电流，也就不产生电磁转矩，电动机就不转了。 若转子电流和电动势有相位差，这时转子各导体所产生的电磁转矩方向不会全与转子转向相同，分析 如下： 假定转子导体外的”• 、×”表示电动势方向（由”右手发电机”定则确定），导体内的 ⊙、⊕ 表示电流方向，如图所示。 图（a）为转子电流与电动势同相位，由”左手电动机”定则确定各导体在磁场中所受电磁力的方 向，由小箭头表示，可见，电磁转矩方向与转向相同。 图（b）为转子电流与电动势有相位差（如电流滞后电动势一相位角 Ψ2，当正对着磁极轴线 的转子导体电动势达最大值时，则电流达最大值的转子导体还在逆磁场旋转方向并距前述导体一 空间电角度 Ψ2 的地方，同样可判得转子各导体在磁场中所受电磁力的方向，可见，转子大部分导 体所产生的电磁转矩方向与转向 n1 Tem n B C . . . . A . N . . . . . . . . . . × × × × × ia n1 e2 2 。 I 2 。 E N . . . . . . . . × × × ×. × . n1 ψ2 2 。 E 2 。 ψ2 I