【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難。 繞線式三相異步電機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。 按轉(zhuǎn)速分類 按運轉(zhuǎn)速度 根據(jù)電動機按運轉(zhuǎn) 速度不同，可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。 低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。 調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、 PWM 變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。 異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場的 同步轉(zhuǎn)速 。 同步電動機 的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。 第二章 三相異步電機的概述 簡單介紹 簡單介紹 電機 的形式很多，但其工作原理都基于 電磁感應(yīng) 定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生 電磁功率 ，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。 三相異步電動機 三相異步電機是感應(yīng)電機的一種， 定子 通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場。通電啟動后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，即旋轉(zhuǎn) 磁場 與 轉(zhuǎn)子 存在相對轉(zhuǎn)速，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁 轉(zhuǎn)矩 ，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)能量變換。 工作原理 工作原理 當(dāng) 電動機 的三 相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(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)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相 三相異步電機工作原理圖 同 . 當(dāng)導(dǎo)體在磁場內(nèi)切割磁力線時，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流， “ 感應(yīng)電機 ” 的名稱由此而來。感應(yīng)電流和磁場的聯(lián)合作用向電機轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動力。 我們讓閉合線圈 ABCD 在磁場 B 內(nèi)圍繞軸 xy 旋轉(zhuǎn)。如果沿順時針方向轉(zhuǎn)動磁場，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該電動勢會產(chǎn)生感應(yīng)電流 (法拉第定律 )。根據(jù)楞次定律，電流的方向為 :感應(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，每個導(dǎo)體承受相對于感應(yīng)磁場的運動方向相反的洛侖茲力 F。 確定侮個導(dǎo)體力 F 方向的一個簡單的方法是采用右手三手指定則 (磁場對電 流作用將拇指置于感應(yīng)磁場的方向，食指為力的方向。將中指置于感應(yīng)電流的方向。這樣一來，閉合線圈承受一定的轉(zhuǎn)矩，從而沿與感應(yīng)子磁場相同方向旋轉(zhuǎn)，該磁場稱為旋轉(zhuǎn)磁場。閉合線圈旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電動轉(zhuǎn)矩平衡了負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 三組繞組問彼此相差 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)生一個交流正弦波磁場。此磁場總是沿相同的軸，當(dāng)繞組的電流位于峰值時，磁場也位于峰值。每組繞組產(chǎn)生的磁場是兩個磁場以相反方向旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，這兩個磁場值都是恒定的，相當(dāng)于峰值磁場 的一半。此磁場 .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，才存在驅(qū)動轉(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)生變化時才存在。因此，閉合線圈和旋轉(zhuǎn)磁場之間必須有速度差。因而，遵照上述原理工作的電機被稱作 “ 異步電機 ” 。同步轉(zhuǎn)速 (ns)和閉合線圈速度 (n)之問的差值稱作 “ 轉(zhuǎn)差 ” ，用同步轉(zhuǎn)速的百分比表示。 s=[(nsn)/ ns] x 100% （ s為下標(biāo)）運行過程中，轉(zhuǎn)子電流頻率為電源頻率乘以轉(zhuǎn)差率。當(dāng)電動機起動時，轉(zhuǎn)子 電流頻率處于最大值，等于定子電流頻率。 轉(zhuǎn)子電流頻率隨著電機轉(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 三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與定子的對數(shù)成反比。 例如 :ns=60 f/p 式中 ns— 同步轉(zhuǎn)速，單位為 r/lmin f頻率，單位為 Hz, P 磁極對數(shù)給出了在 50Hz, 60Hz 以及 100Hz 工業(yè)頻率下，對應(yīng)于不同磁極數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速。 實際上，即使電壓 .正確無誤，如果 供電頻率高于異步電機的額定頻率，一也未必能夠提高電機轉(zhuǎn)速。必須首先確定其機械和電氣容量。由于存在轉(zhuǎn)差率，帶負(fù)載的異步電機的轉(zhuǎn)速稍稍低于表格中給出的同步轉(zhuǎn)速。改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向 ,改變電源的相序即可實現(xiàn) ,即交換通入到電機的三相電壓接到電機端子中任意兩相就行。 因為三相異步電機轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電流是由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場有相對運動而產(chǎn)生的。三相異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會與旋轉(zhuǎn)磁場同步，更不會超過旋轉(zhuǎn)磁場的速度。如果三相異步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速成大小相等，那么，磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，導(dǎo)體不能切割磁力線， 因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，三相異步電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。因而三相異步電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。但在 特殊運行方式 下（如發(fā)電制動），三相異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。 電機的參數(shù) 電機轉(zhuǎn)矩 對稱 3 相繞組通入對稱 3 相電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場線切割轉(zhuǎn)子繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子 繞組中產(chǎn)生 e 和 i，轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)子輸出機械能量，帶動機械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來。 在交流電機中，當(dāng)定子繞組通過交流電流時，建立了電樞磁動勢，它對電機能量轉(zhuǎn)換和運行性能都有很大影響。所以三相交流繞組通入三相交流產(chǎn)生脈振磁動勢，該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和，從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場和。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。 該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企 圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩。 電機轉(zhuǎn)速 在電機定子中通入 3 相交流電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)速為 n0。不同的磁極對數(shù) p，在相同頻率 f=50Hz 的交流電作用下，會產(chǎn)生不同的同步轉(zhuǎn)速 n0， n0=60f/p。 電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，它和感應(yīng)電機基本上是相同的。 s=(nsn)/ns。 s 為轉(zhuǎn)差率， ns 為磁場轉(zhuǎn)速， n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 啟動與運行 啟動與運行 (1)當(dāng)三相異步電機接入三相交流電源 (各相差 120 度電角度 )時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢（定 子旋轉(zhuǎn)磁動勢）并產(chǎn)生旋