交流电动机
工作原理及特性
第 五 章
5.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理
一,三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成,定子是不动的部分,转子是旋转部分,在定子和转子之间有一定的气隙.
1.定子
定子由定子铁心,绕组以及机座组成.
定子铁心是磁路的一部分,它由0.5mm的硅钢片叠压而成,片与片之间是绝缘的,以减少涡流损耗.定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽,槽中安放线圈,如图所示.硅钢片铁心在叠压后成为一个整体,固定于机座上.
定子绕组是电动机的电路部分.三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁心上,称为三相绕组,分别用AX,BY,CZ表示,其中,A,B,C称为首端,而X,Y,Z称为末端.
机座主要用于固定与支撑定子铁心.中小型异步电动机一般采用铸铁机座.根据不同的冷却方式采用不同的机座型式.
三相绕组接入三相交流电源,三相绕组中的电流定子铁心中产生旋转磁场.
2.转子
转子铁心也是电动机磁路的一部分,由硅钢片叠压而成.转子铁心装在转轴上.硅钢片冲片如图所示.
转子由铁心与绕组组成.
线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同,但工作原理是一致的.转子的作用是产生转子电流,即产生电磁转矩.
鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条,再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成,如图所示.
线绕式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内,并分为三相对称绕组,与定子产生的磁极数相同.线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻,用以改善启动性能与调节转速,
二,三相异步电动机的工作原理
1.定子旋转磁场
假设每相绕组只有一个线匝,分别嵌放在定子内圆周的6个凹槽之中.现将三相绕组的末端X,Y,Z相连,首端A,B,C接三相交流电源.且三相绕组分别叫做A,B,C相绕组.如图所示.
假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端,且A相绕组的电流作为参考正弦量,即 iA的初相位为零,则三相绕组A,B,C的电流(相序为A—B—C)的瞬时值为:
如图所示是这些电流随时间变化的曲线.
iB为负,电流实际方向与正方向相反,即电流从Y端流到B端;
iC为正,电流实际方向与正方向一致,即电流从C端流到Z端.
按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场,如图(a)箭头所示.
iA=0
iB为负,电流实际方向与正方向相反,即电流从Y端流到B端;
iA为正,电流实际方向与正方向一致,即电流从A端流到X端.
此时的合成磁场如图(b)所示,合成磁场已从t=0 瞬间所在位置顺时针方向旋转了 /3.
iC=0
iC为负,电流实际方向与正方向相反,即电流从Z端流到C端;
iA为正,电流实际方向与正方向一致,即电流从A端流到X端.
此时的合成磁场如图(c)所示,合成磁场已从t=0 瞬间所在位置顺时针方向旋转了2 /3.
iB=0
iC为负,电流实际方向与正方向相反,即电流从Z端流到C端;
iB为正,电流实际方向与正方向一致,即电流从B端流到Y端.
此时的合成磁场如图(d)所示,合成磁场已从 t=0 瞬间所在位置顺时针方向旋转了 .
按以上分析可以证明:当三相电流随时间不断变化时,合成磁场也在不断旋转,故称旋转磁场.
2.旋转磁场的旋转方向
A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2 /3,而B相绕组内的电流又超前C相绕组内的电流2 /3,当三相交流电的A→B→C ,旋转磁场的旋转方向为从A→B→C,即向顺时针方向旋转.

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