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永發(fā)機(jī)電教你如果選擇三相異步電機(jī)
更新時(shí)間：
2016-09-14
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三相異步電機(jī)所屬電機(jī)傳動(dòng)產(chǎn)品類型，由于三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速成選裝，存在轉(zhuǎn)差率所以叫三相異步電機(jī)。今天就具體介紹一下電機(jī)傳動(dòng)三相異步電機(jī)工作原理，希望可以幫助用戶更好的使用三相異步電機(jī)。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相
當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機(jī)”的名稱由此而來(lái)。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。
我們讓閉合線圈abcd在磁場(chǎng)b內(nèi)圍繞軸xy旋轉(zhuǎn)。如果沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流（法拉第定律）。根據(jù)楞次定律，電流的方向?yàn)椋焊袘?yīng)電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因。因此，每個(gè)導(dǎo)體承受相對(duì)于感應(yīng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向相反的洛侖茲力f。
確定每個(gè)導(dǎo)體力f方向的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是采用右手三手則（磁場(chǎng)對(duì)電流作用將拇指置于感應(yīng)磁場(chǎng)的方向，食指為力的方向。將中指置于感應(yīng)電流的方向。這樣一來(lái)，閉合線圈承受一定的轉(zhuǎn)矩，從而沿與感應(yīng)子磁場(chǎng)相同方向旋轉(zhuǎn)，該磁場(chǎng)稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。閉合線圈旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡了負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生
三組繞組間彼此相差120度，每一組繞組都由三相交流電源中的一相供電。
繞組與具有相同電相位移的交流電流相互交叉，每組產(chǎn)生一個(gè)交流正弦波磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)總是沿相同的軸，當(dāng)繞組的電流位于峰值時(shí)，磁場(chǎng)也位于峰值。每組繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)是兩個(gè)磁場(chǎng)以相反方向旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，這兩個(gè)磁場(chǎng)值都是恒定的，相當(dāng)于峰值磁場(chǎng)的一半。此磁場(chǎng)。在供電期內(nèi)完成旋轉(zhuǎn)。其速度取決于電源頻率（f）和磁極對(duì)數(shù)（p）。這稱作“同步轉(zhuǎn)速”
轉(zhuǎn)差率
只有當(dāng)閉合線圈有感應(yīng)電流時(shí)，才存在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩由閉合線圈的電流確定，且只有當(dāng)環(huán)內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)才存在。因此，閉合線圈和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間必須有速度差。因而，遵照上述原理工作的電機(jī)被稱作“異步電機(jī)”。同步轉(zhuǎn)速（ns）和閉合線圈速度（n）之間的差值稱作“轉(zhuǎn)差”，用同步轉(zhuǎn)速的百分比表示。s＝［（ns-n）／ns］x100％（s為下標(biāo)）運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子電流頻率為電源頻率乘以轉(zhuǎn)差率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流頻率處于zui大值，等于定子電流頻率。
轉(zhuǎn)子電流頻率隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而逐步降低。處于恒穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)差率與電機(jī)負(fù)載有關(guān)系。它受電源電壓的影響，如果負(fù)載較低，則轉(zhuǎn)差率較小，如果電機(jī)供電電壓低于額定值，則轉(zhuǎn)差率增大。
同步轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與定子的對(duì)數(shù)成反比。
例如：ns＝60f／p式中ns—同步轉(zhuǎn)速，單位為r／lminf-頻率，單位為hz，p磁極對(duì)數(shù)給出了在50hz，60hz以及100hz工業(yè)頻率下，對(duì)應(yīng)于不同磁極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速。
實(shí)際上，即使電壓。正確無(wú)誤，如果供電頻率高于異步電機(jī)的額定頻率，一也未必能夠提高電機(jī)轉(zhuǎn)速。必須首先確定其機(jī)械和電氣容量。由于存在轉(zhuǎn)差率，帶負(fù)載的異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速稍稍低于表格中給出的同步轉(zhuǎn)速。改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，改變電源的相序即可實(shí)現(xiàn)，即交換通入到電機(jī)的三相電壓接到電機(jī)端子中任意兩相就行。
因?yàn)殡姍C(jī)傳動(dòng)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電流是由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會(huì)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步，更不會(huì)超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。
如果三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速成大小相等，那么，磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體不能切割磁力線，因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中也就不會(huì)受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。因而三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。但在特殊運(yùn)行方式下（如發(fā)電制動(dòng)），三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。
啟動(dòng)與運(yùn)行
?。?）當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源（各相差120度電角度）時(shí)，三相定子繞組流過(guò)三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)（定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速n0沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
?。?）該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路）產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生感應(yīng)電流（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）。
?。?）根據(jù)電磁力定律，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流。載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁場(chǎng)中受到電磁力作用（力的方向用左手定則判定），電磁力對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時(shí)，便向外輸出機(jī)械能。由于沒(méi)有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。
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