淺析三相異步電動機的組成和工作原理的畢業論文

摘 要：三相異步電動機具有結構簡單，堅固耐用，運行可靠，維護方便等優點。旋轉磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉磁場的方向，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調即可。

　　關鍵詞：三相異步電動機；定子；旋轉磁場

引言：隨着我國現代化進程不斷加快，交流電動機的應用越來越廣泛，特別是三相異步電動機；因為它具有結構簡單，堅固耐用，運行可靠，維護方便等優點。這裏對異步電動機的構造，工作原理作以簡單介紹。

　　一、三相異步電動機的構造：

三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子（固定部分）和轉子（旋轉部分）。此外還

有端蓋，風扇等附屬部分，如圖1所示：

圖1

　　二、三相異步電動機的轉動原理

1、基本原理：

三相異步電動機是利用旋轉磁場工作的，其工作原理可通過以下演示實驗來直觀地瞭解。一個裝有手柄的蹄性磁鐵以軸座o1為支撐自由轉動；在蹄性磁鐵兩磁極之間有一個一個鼠籠轉子，鼠籠轉子以軸座02為支撐自由轉動；軸座01和軸座o2在同一條軸線上。蹄性磁鐵和鼠籠轉子之間沒有摩擦力和機械連動關係，兩者均可獨立自由轉動或保持靜止。當搖動手柄使蹄性磁鐵順時針方向旋轉時，磁場的磁力線就切割鼠籠轉子上的銅條，相當於轉子銅條逆時針方向切割磁感線，閉合的銅條中就會產生感生電流，其方向可用右手定則判斷。由於感生電流處在蹄性磁鐵的磁場中，因此銅條要受到磁場力f的作用而使轉子轉動，磁場力的方向可根據左手定則判斷，從判定的結果可知轉子轉動方向與蹄性磁鐵旋轉方向一致。

2、旋轉磁場的產生

圖2表示最簡單的三相定子繞組AX 、BY、 CZ，它們在空間上按互差1200的規律對稱排列，並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稱電流隨着電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產生旋轉磁場 圖2

當wt=00時，iA=0，AX繞組中無電流，iB為負，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的方向。

當wt=1200時，iB=0，BY繞組中無電流，iA為正，AX繞組中的電流從A流入X流出，iC為負，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的方向。

當wt=2400時，iC=0，CZ繞組中無電流，iA為負，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的方向。

可見，當定子繞組中的電流變化一個週期時，合成磁場也按電流的相序方向在空間旋轉一週。隨着定子繞組中的三相電流不斷地作週期性變化，產生的合成磁場也不斷地旋轉，因此稱為旋轉磁場。

3、旋轉磁場的.方向：

旋轉磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉磁場的方向，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調即可。這時，轉子的方向也跟着改變。

4、旋轉磁場的轉速

磁場的旋轉速度又稱同步轉速，它與三相電流的頻率和磁極對數p有關。定子繞組在任以時刻合成的磁場只有一對磁極（磁極對數p=1），即只有兩個磁極，對只有一對磁極的旋轉磁場而言，三相電流變化一週，合成磁場也隨之旋轉一週，如果是50hz的交流電，旋轉磁場的同步轉速就是50轉/秒或3000轉/分，在工程技術中，常用轉/分（r/min）來表示轉速，如果定子繞組組合成的磁場有兩對磁極（磁極對數p=2），既有四個磁極，可以證明，電流變化一個週期，合成磁場在空間旋轉1800，由此可以推廣得出：p對磁極旋轉磁場每分鐘的同步轉速為工頻50hz時，對應於不同磁極對數p。

當磁極對數對數一定時，如果改變交流電的頻率，則可改變旋轉磁場的同步轉速，這就是變頻調速的基本原理。

必須指出，轉子的轉動方向雖然與旋轉磁場的轉動方向相同，但轉子轉n不可能達到旋轉磁場的同步轉速n0,因為如果兩者相等，則轉子與旋轉磁場之間就不存在相對運動，因而轉子導體就不能切割磁感線，轉子上也就不再產生感生電流及電磁轉矩，可見，鼠籠轉子的轉速與旋轉磁場的同步轉速之間必須存在差值而不能同步，這也是異步電動機名稱的由來。在電動機通電的瞬間，定子旋轉磁場的轉速可以同時達到同步轉速，但是，轉子確實靜止的，兩者之間的轉速差最大，此時轉子產生的感生電流也最大，電路輸入給電動機的電流也最大，往往可以達到電動機額定電流的幾倍到十幾倍，對電動機和電網的衝擊比較大。因此，對較大功率的電動機，不能直接加額定電壓起動，需要採用降壓起動的方式減少起動電流，待轉子的轉速接近額定轉速時，再改換為額定電壓正常運行；或採用連續調壓的方式從低壓開始起動，隨轉子的轉速增大而逐漸把電壓調到額定電壓。

　　參考文獻：

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