转子绕线式三相异步电动机 绕线式异步电动机
什么是绕线式异步电动机?绕线式异步电动机和鼠笼式异步电动机都是异步电动机 , 它们的不同就在转子上;绕线式异步电动机转子绕组是用绝缘导线绕制 , 并且可以通过滑环和电刷引到外面 , 可以串入电阻或电抗 , 用以减小启动电流或调速;鼠笼式异步电机转子绕组直接用金属棒制作并短接 , 它结构简单、重量轻、价格便宜是最常用的电机 。
绕线式异步电动机运行时为什么转子绕组不能开路?绕线式异步电机的转子也是接成三相的 , 并且相与相之间是独立的 。如果转子开路 , 也就是相与相之间是断开的 , 那么转子就无法形成回路 , 转子只有感应电势而没有电流 , 所以转子无法转动 。
绕线式异步电动机的工作原理是怎样的?我们先来看一个最简单的直流同步电动机 。
再来看一个最简单的永磁异步电动机 。
可以看出同步电动机转子与电池相连 , 肯定通有直流电流 。而异步电动机转子并没有与任何部件连接 , 为什么能随着外面磁铁转动而转动呢?
讲解之前我们先来回忆一下左手定则和右手定则 。左手定则是用来判断通电导体在磁场中的受力方向 。如图 , 磁感线垂直穿过手心 , 四指指向电流方向 , 大拇指就是受力方向 。右手定则是用来判断运动导体做切割磁感线运动 , 产生的感应电流方向 。如图 , 磁感线垂直穿过手心 , 大拇指为导体运动方向 , 四指指向即为感应电流方向 。
如下图 , 当U型磁铁逆时针转动时 , 根据左手定则和右手定则可知 , 里面线圈也随之逆时针转动 。线圈中的电流是感应电流而不是外界通的电 , 根据因果关系 , 线圈起步肯定比磁铁慢 , 也可以说是线圈跟着磁铁转 , 这就是“异步” 。
实际三相异步电动机定子中是没有磁铁的 , 而是固定有很多绕线 , 如下图 。上面我们分析可知 , 磁铁转(也就是磁场转) , 线圈(转子)才跟着转 。那么 , 既然电动机的绕线都是固定的 , 旋转磁场从哪里来呢?
实际上 , 电动机通电 , 是将三相交流电(380V)通给定子(固定不动)中的绕线 。正是因为三相电是正弦交流电 , 才形成了旋转磁场 。如果向绕线中通直流电 , 是转不起来的 。
【转子绕线式三相异步电动机 绕线式异步电动机】下面我们具体分析一下旋转磁场的产生 。
如图 , 三组不同颜色的绕线(AX、BY、CZ , A、B、C代表每组绕线的首端 , Y、Y、Z代表尾端)固定在定子上 ,
首先规定正方向(交流电方向随时在变 , 为了分析方便 , 定一个正方向) 。
三个绕组AX、BY、CZ中对应通三相交流电i(A)、i(B)、i(C) 。
我们来分析旋转磁场的产生过程 。如下图 , 从WT=0到WT=360度 , 三相正弦交流电变化了一周 , 电生磁所形成的合成磁场正好也旋转了一周 。我国的交流电频率是50Hz , 也就是每秒中交流电改变50次方向 , 磁场也正好旋转50圈 。
磁场旋转的快慢决定了电动机转动的速度 , 而磁场旋转的快慢又取决于交流电的频率 。实际上 , 磁场旋转的速度V=60f/P(P称为极对数 , 跟电动机结构有关 , 出厂时就固定好了 。f是交流电频率 。60是将秒转为分钟 。因为转速单位是:转/分钟) 。由公式可知 , 电动机转速只跟交流电频率有关 , 这也是为什么会出现变频空调的原因 。
再用一个动画来演示一下三相异步电动机转动过程 。
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