【文章內(nèi)容簡介】 結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調速困難。 繞線式三相異步電機的轉子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調節(jié)電動機的轉速。 按轉速分類 按運轉速度 根據(jù)電動機按運轉 速度不同，可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。 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，還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、 PWM 變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。 異步電動機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的 同步轉速 。 同步電動機 的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。 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 定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵苫ハ噙M行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生 電磁功率 ，達到能量轉換的目的。 三相異步電動機 三相異步電機是感應電機的一種， 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，從而形成旋轉磁場。通電啟動后，轉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 磁場 與 轉子 存在相對轉速，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁 轉矩 ，使轉子轉起來，實現(xiàn)能量變換。 工作原理 工作原理 當 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)生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產(chǎn)生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相 三相異步電機工作原理圖 同 . 當導體在磁場內(nèi)切割磁力線時，在導體內(nèi)產(chǎn)生感應電流， “ 感應電機 ” 的名稱由此而來。感應電流和磁場的聯(lián)合作用向電機轉子施加驅動力。 我們讓閉合線圈 ABCD 在磁場 B 內(nèi)圍繞軸 xy 旋轉。如果沿順時針方向轉動磁場，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應電動勢，該電動勢會產(chǎn)生感應電流 (法拉第定律 )。根據(jù)楞次定律，電流的方向為 :感應電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應電流的原因。因此，每個導體承受相對于感應磁場的運動方向相反的洛侖茲力 F。 確定侮個導體力 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磁場的方向，食指為力的方向。將中指置于感應電流的方向。這樣一來，閉合線圈承受一定的轉矩，從而沿與感應子磁場相同方向旋轉，該磁場稱為旋轉磁場。閉合線圈旋轉所產(chǎn)生的電動轉矩平衡了負載轉矩。 旋轉磁場的產(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的結果，這兩個磁場值都是恒定的，相當于峰值磁場 的一半。此磁場 .在供電期內(nèi)完成旋轉。其速度取決于電源頻率 (f)和磁極對數(shù) (P)。這稱作 “ 同步轉速 ” 轉差率 只有當閉合線圈有感應電流時，才存在驅動轉矩。轉矩由閉合線圈的電流確定，且只有當環(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 ” 。同步轉速 (ns)和閉合線圈速度 (n)之問的差值稱作 “ 轉差 ” ，用同步轉速的百分比表示。 s=[(nsn)/ ns] x 100% （ s為下標）運行過程中，轉子電流頻率為電源頻率乘以轉差率。當電動機起動時，轉子 電流頻率處于最大值，等于定子電流頻率。 轉子電流頻率隨著電機轉速的增加而逐步降低。處于恒穩(wěn)態(tài)的轉差率與電機負載有關系。它受電源電壓的影響，如果負載較低，則轉差率較小，如果電機供電電壓低于額定值，則轉差率增大。 同步轉速 三相異步電動機的同步轉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，對應于不同磁極數(shù)的旋轉磁場轉速或同步轉速。 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速。必須首先確定其機械和電氣容量。由于存在轉差率，帶負載的異步電機的轉速稍稍低于表格中給出的同步轉速。改變電動機的旋轉方向 ,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子線圈中的感應電流是由于轉子導體與磁場有相對運動而產(chǎn)生的。三相異步電機的轉子轉速不會與旋轉磁場同步，更不會超過旋轉磁場的速度。如果三相異步電機轉子的轉速與旋轉磁場的轉速成大小相等，那么，磁場與轉子之間就沒有相對運動，導體不能切割磁力線， 因此轉子線圈中也就不會產(chǎn)生感應電勢和電流，三相異步電機轉子導體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉子轉動。因而三相異步電機的轉子旋轉速度不可能與旋轉磁場相同，總是小于旋轉磁場的同步轉速。但在 特殊運行方式 下（如發(fā)電制動），三相異步電機轉子轉速可以大于同步轉速。 電機的參數(shù) 電機轉矩 對稱 3 相繞組通入對稱 3 相電流，產(chǎn)生旋轉磁場，磁場線切割轉子繞組，根據(jù)電磁感應原理，轉子 繞組中產(chǎn)生 e 和 i，轉子繞組在磁場中受到電磁力的作用，即產(chǎn)生電磁轉矩，使轉子旋轉起來，轉子輸出機械能量，帶動機械負載旋轉起來。 在交流電機中，當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、轉速相反的旋轉磁動勢和，從而在氣隙中建立正轉和反轉磁場和。這兩個旋轉磁場切割轉子導體，并分別在轉子導體中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。 該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉矩。正向電磁轉矩企圖使轉子正轉；反向電磁轉矩企 圖使轉子反轉。這兩個轉矩疊加起來就是推動電動機轉動的合成轉矩。 電機轉速 在電機定子中通入 3 相交流電，使其產(chǎn)生旋轉磁場，轉速為 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)生不同的同步轉速 n0， n0=60f/p。 電機轉子的轉速小于旋轉磁場的轉速，它和感應電機基本上是相同的。 s=(nsn)/ns。 s 為轉差率， ns 為磁場轉速， n 為轉子轉速。 啟動與運行 啟動與運行 (1)當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 子旋轉磁動勢）并產(chǎn)生旋