淺析三相異步電動(dòng)機(jī)的組成和工作原理的畢業(yè)論文
摘 要：三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)即可。
關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī)；定子；旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
引言：隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)；因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。這里對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，工作原理作以簡(jiǎn)單介紹。
一、三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造：
三相異步電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)基本組成部分為定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。此外還
有端蓋，風(fēng)扇等附屬部分，如圖1所示：
圖1
二、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理
1、基本原理：
三相異步電動(dòng)機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)工作的，其工作原理可通過以下演示實(shí)驗(yàn)來直觀地了解。一個(gè)裝有手柄的蹄性磁鐵以軸座o1為支撐自由轉(zhuǎn)動(dòng)；在蹄性磁鐵兩磁極之間有一個(gè)一個(gè)鼠籠轉(zhuǎn)子，鼠籠轉(zhuǎn)子以軸座02為支撐自由轉(zhuǎn)動(dòng)；軸座01和軸座o2在同一條軸線上。蹄性磁鐵和鼠籠轉(zhuǎn)子之間沒有摩擦力和機(jī)械連動(dòng)關(guān)系，兩者均可獨(dú)立自由轉(zhuǎn)動(dòng)或保持靜止。當(dāng)搖動(dòng)手柄使蹄性磁鐵順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)的磁力線就切割鼠籠轉(zhuǎn)子上的銅條，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子銅條逆時(shí)針方向切割磁感線，閉合的銅條中就會(huì)產(chǎn)生感生電流，其方向可用右手定則判斷。由于感生電流處在蹄性磁鐵的磁場(chǎng)中，因此銅條要受到磁場(chǎng)力f的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)力的方向可根據(jù)左手定則判斷，從判定的結(jié)果可知轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與蹄性磁鐵旋轉(zhuǎn)方向一致。
2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生
圖2表示最簡(jiǎn)單的三相定子繞組AX 、BY、 CZ，它們?cè)诳臻g上按互差1200的規(guī)律對(duì)稱排列，并接成星形與三相電源U、V、 W相連。則三相定子繞組便通過三相對(duì)稱電流隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 圖2
當(dāng)wt=00時(shí)，iA=0，AX繞組中無(wú)電流，iB為負(fù)，BY繞組中的電流從Y流入Bi流出，iC為正，CZ繞組中的電流從C流入Z流出，由右手螺旋定則可得合成磁場(chǎng)的方向。
當(dāng)wt=1200時(shí)，iB=0，BY繞組中無(wú)電流，iA為正，AX繞組中的電流從A流入X流出，iC為負(fù)，CZ繞組中的電流從Z流入C流出，由右手螺旋定則可得合成磁場(chǎng)的方向。
當(dāng)wt=2400時(shí)，iC=0，CZ繞組中無(wú)電流，iA為負(fù)，AX繞組中的電流從X流入A流出，iB為正，BY繞組中的電流從B流入Y流出，由右手螺旋定則可得合成磁場(chǎng)的方向。
可見，當(dāng)定子繞組中的電流變化一個(gè)周期時(shí)，合成磁場(chǎng)也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)也不斷地旋轉(zhuǎn)，因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
3、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向：
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)即可。這時(shí)，轉(zhuǎn)子的方向也跟著改變。
4、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速
磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度又稱同步轉(zhuǎn)速，它與三相電流的頻率和磁極對(duì)數(shù)p有關(guān)。定子繞組在任以時(shí)刻合成的磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極（磁極對(duì)數(shù)p=1），即只有兩個(gè)磁極，對(duì)只有一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，三相電流變化一周，合成磁場(chǎng)也隨之旋轉(zhuǎn)一周，如果是50hz的交流電，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速就是50轉(zhuǎn)/秒或3000轉(zhuǎn)/分，在工程技術(shù)中，常用轉(zhuǎn)/分（r/min）來表示轉(zhuǎn)速，如果定子繞組組合成的磁場(chǎng)有兩對(duì)磁極（磁極對(duì)數(shù)p=2），既有四個(gè)磁極，可以證明，電流變化一個(gè)周期，合成磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)1800，由此可以推廣得出：p對(duì)磁極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘的同步轉(zhuǎn)速為工頻50hz時(shí)，對(duì)應(yīng)于不同磁極對(duì)數(shù)p。
當(dāng)磁極對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)一定時(shí)，如果改變交流電的頻率，則可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速，這就是變頻調(diào)速的基本原理。
必須指出，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向雖然與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)n不可能達(dá)到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的'同步轉(zhuǎn)速n0,因?yàn)槿绻麅烧呦嗟�，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體就不能切割磁感線，轉(zhuǎn)子上也就不再產(chǎn)生感生電流及電磁轉(zhuǎn)矩，可見，鼠籠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之間必須存在差值而不能同步，這也是異步電動(dòng)機(jī)名稱的由來。在電動(dòng)機(jī)通電的瞬間，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速可以同時(shí)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，但是，轉(zhuǎn)子確實(shí)靜止的，兩者之間的轉(zhuǎn)速差最大，此時(shí)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的感生電流也最大，電路輸入給電動(dòng)機(jī)的電流也最大，往往可以達(dá)到電動(dòng)機(jī)額定電流的幾倍到十幾倍，對(duì)電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)的沖擊比較大。因此，對(duì)較大功率的電動(dòng)機(jī)，不能直接加額定電壓起動(dòng)，需要采用降壓起動(dòng)的方式減少起動(dòng)電流，待轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再改換為額定電壓正常運(yùn)行；或采用連續(xù)調(diào)壓的方式從低壓開始起動(dòng)，隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大而逐漸把電壓調(diào)到額定電壓。
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