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了?/3。

3).t?

T

时: 3

iA为正,电流从A端流到X端;

iB?0;

iC为负,电流从Z端流到A端。

此时的合成磁场如图4.8(c)所示,合成磁场已从t?0瞬间所在位置顺时针方向旋转了2?/3。

4).t?T: 2 iA?0;

iB为正,电流从B端流到Y端; iC为负,电流从Z端流到A端。

此时的合成磁场如图4.8(d)所示。合成磁场从t?0瞬间所在位置顺时针方向旋转了?。 按以上分析可以证明:当三相电流随时间不断变化时,合成磁场也在不断旋转,故称旋转磁场。

2.旋转磁场的旋转方向

从图4.6和图4.7可见,A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2?/3,而B相绕组内的电流又超前C相绕组内的电流2?/3,同时图4.8中所示旋转磁场的旋转方向为从A→B→C,即向顺时针方向旋转。

如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调,例如,将B,C两根线对调,使B相与C相绕组中电流的相位对调,如图4.9所示,此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2?/3,而C相绕组内的电流又超前B相绕组内的电流2?/3,用上述同样的分析方法可知,此时旋转磁场的旋转方向将变为A→C→B,即向逆时针方向旋转,如图4.10所示,即与未对调前的旋转方向相反。

图4.9 将B,C两根线对调改变绕组中的电流相序

图4.10 逆时针旋转的两极旋转磁场

由此可见,要改变旋转磁场的旋转方向,只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。

3. 旋转磁场的极数与旋转速度

在交流电动机中,旋转磁场相对定子的旋转速度被称为同步速度,用n0表示。 以上讨论的旋转磁场,具有一对磁极(磁极对数用p表示)即p?1。从上述分析可以看出,电流变化经过一个周期(变化3600电角度),旋转磁场在空间也旋转了一转(转了3600机械角度),若电流的频率为f,旋转磁场每分钟将旋转60f转,即:

n0?60f

如果把定子铁心的槽数增加1倍(12个槽),制成如图4.11所示的三相绕组,其中,每相绕组由两个部分串联组成,再将这三相绕组接到对称三相电源使通过对称三相电流(图4.7),便产生具有两对磁极的旋转磁场。从图4.12可以看出,对应于不同时刻,旋转磁场在空间转到不同位置,此情况下电流变化半个周期,旋转磁场在空间只转过了?/2,即1/4转,电流变化一个周期,旋转磁场在空间只转了1/2转。

(a) 嵌放情况 (b)接线图 图4.11 产生四极旋转磁场的字子绕组

图4.12 四极旋转磁场

由此可知,当旋转磁场具有两对磁极(p?2)时,其旋转速度仅为一对磁极时的一半,即每分钟60f/p转。依次类推,当有p对磁极时,其转速为:

n0?60f p所以,旋转磁场的旋转速度n0与电流的频率成正比而与磁级对数成反比,因为标准工

2、3、4时,同步转速分别为3000r/min、业频率(即电流频率)为50Hz,因此,对应于p?1、1500 r/min、1000 r/min和750 r/min。

4.工作原理

三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场和转子电流的相互作用。

如图4.13所示为异步电动机的工作原理示意图,假设定子只有一对磁极,转子只有一匝绕组。图中,红色部分为定子,定子上的阴影部分为旋转磁场;黄色部分为转子部分,转子上的两个小圆圈为转子绕组。

图4.13 三相异步电动机工作原理图

在旋转磁场的作用下,转子导体切割磁力线(其方向与旋转磁场的旋转方向相反),因而在导体内产生感应电动势e从而产生感应电流i。根据安培电磁力定律,转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力F(其方向用左手定则决定),这力在转子的轴上形成电磁转矩,且转矩作用方向与旋转磁场的旋转方向相同,转子受此转矩的作用,按旋转磁场的旋转方向旋转起来。转子的旋转速度称为电动机的转速,用n表示。

5. 差率S

由工作原理可知:转子的转速(电动机的转速)n恒比旋转磁场的旋转速度(同步速度)

n0要小。因为如果两种速度相等时,转子和旋转磁场没有相对运动,转子导体不切割磁力

线,因此,不能产生电磁转矩,转子将不能继续旋转。因此,转子与旋转磁场之间的转速差是保证转子转速的主要因素,也是异步电动机的由来。

定义:转速差(n0?n)与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率,用S表示,即 S?n0?n n0转差率S是分析异步电动机运行特性的主要参数。

4.2 三相异步电动机的额定参数

一、 三相异步电动机定子绕组的接法

1.两种接法

定子绕组的首端和末端通常都接在大电动机的接线盒的接线柱上,一般按图4.14所示的方法排列。按照我国电工专业标准规定,定子绕组出线端的首端为D1、D2、D3,末端为D4、D5、D6。