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永發(fā)機電教你如果選擇三相異步電機
更新時(shí)間:
2016-09-14
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三相異步電機
所屬電機傳動(dòng)產(chǎn)品類(lèi)型,由于三相異步電機的轉子與定子旋轉磁場(chǎng)以相同的方向、不同的轉速成選裝,存在轉差率所以叫三相異步電機。今天就具體介紹一下電機傳動(dòng)三相異步電機工作原理,希望可以幫助用戶(hù)更好的使用三相異步電機。
當電動(dòng)機的三相定子繞組(各相差120度電角度),通入三相對稱(chēng)交流電后,將產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng),該旋轉磁場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)電動(dòng)機旋轉,并且電機旋轉方向與旋轉磁場(chǎng)方向相
當導體在磁場(chǎng)內切割磁力線(xiàn)時(shí),在導體內產(chǎn)生感應電流,“感應電機”的名稱(chēng)由此而來(lái)。感應電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機轉子施加驅動(dòng)力。
我們讓閉合線(xiàn)圈abcd在磁場(chǎng)b內圍繞軸xy旋轉。如果沿順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)磁場(chǎng),閉合線(xiàn)圈經(jīng)受可變磁通量,產(chǎn)生感應電動(dòng)勢,該電動(dòng)勢會(huì )產(chǎn)生感應電流(法拉第定律)。根據楞次定律,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(gè)導體承受相對于感應磁場(chǎng)的運動(dòng)方向相反的洛侖茲力f。
確定每個(gè)導體力f方向的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是采用右手三手則(磁場(chǎng)對電流作用將拇指置于感應磁場(chǎng)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(lái),閉合線(xiàn)圈承受一定的轉矩,從而沿與感應子磁場(chǎng)相同方向旋轉,該磁場(chǎng)稱(chēng)為旋轉磁場(chǎng)。閉合線(xiàn)圈旋轉所產(chǎn)生的電動(dòng)轉矩平衡了負載轉矩。
旋轉磁場(chǎng)的產(chǎn)生
三組繞組間彼此相差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(gè)交流正弦波磁場(chǎng)。此磁場(chǎng)總是沿相同的軸,當繞組的電流位于峰值時(shí),磁場(chǎng)也位于峰值。每組繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)是兩個(gè)磁場(chǎng)以相反方向旋轉的結果,這兩個(gè)磁場(chǎng)值都是恒定的,相當于峰值磁場(chǎng)的一半。此磁場(chǎng)。在供電期內完成旋轉。其速度取決于電源頻率(f)和磁極對數(p)。這稱(chēng)作“同步轉速”
轉差率
只有當閉合線(xiàn)圈有感應電流時(shí),才存在驅動(dòng)轉矩。轉矩由閉合線(xiàn)圈的電流確定,且只有當環(huán)內的磁通量發(fā)生變化時(shí)才存在。因此,閉合線(xiàn)圈和旋轉磁場(chǎng)之間必須有速度差。因而,遵照上述原理工作的電機被稱(chēng)作“異步電機”。同步轉速(ns)和閉合線(xiàn)圈速度(n)之間的差值稱(chēng)作“轉差”,用同步轉速的百分比表示。s=[(ns-n)/ns]x100%(s為下標)運行過(guò)程中,轉子電流頻率為電源頻率乘以轉差率。當電動(dòng)機起動(dòng)時(shí),轉子電流頻率處于zui大值,等于定子電流頻率。
轉子電流頻率隨著(zhù)電機轉速的增加而逐步降低。處于恒穩態(tài)的轉差率與電機負載有關(guān)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(dòng)機的同步轉速與電源頻率成正比,與定子的對數成反比。
例如:ns=60f/p式中ns—同步轉速,單位為r/lminf-頻率,單位為hz,p磁極對數給出了在50hz,60hz以及100hz工業(yè)頻率下,對應于不同磁極數的旋轉磁場(chǎng)轉速或同步轉速。
實(shí)際上,即使電壓。正確無(wú)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(dòng)機的旋轉方向,改變電源的相序即可實(shí)現,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。
因為電機傳動(dòng)三相異步電機轉子線(xiàn)圈中的感應電流是由于轉子導體與磁場(chǎng)有相對運動(dòng)而產(chǎn)生的。三相異步電機的轉子轉速不會(huì )與旋轉磁場(chǎng)同步,更不會(huì )超過(guò)旋轉磁場(chǎng)的速度。
如果三相異步電機轉子的轉速與旋轉磁場(chǎng)的轉速成大小相等,那么,磁場(chǎng)與轉子之間就沒(méi)有相對運動(dòng),導體不能切割磁力線(xiàn),因此轉子線(xiàn)圈中也就不會(huì )產(chǎn)生感應電勢和電流,三相異步電機轉子導體在磁場(chǎng)中也就不會(huì )受到電磁力的作用而使轉子轉動(dòng)。因而三相異步電機的轉子旋轉速度不可能與旋轉磁場(chǎng)相同,總是小于旋轉磁場(chǎng)的同步轉速。但在特殊運行方式下(如發(fā)電制動(dòng)),三相異步電機轉子轉速可以大于同步轉速。
啟動(dòng)與運行
?。?)當三相異步電機接入三相交流電源(各相差120度電角度)時(shí),三相定子繞組流過(guò)三相對稱(chēng)電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(定子旋轉磁動(dòng)勢)并產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng),該磁場(chǎng)以同步轉速n0沿定子和轉子內圓空間作順時(shí)針?lè )较蛐D。
?。?)該旋轉磁場(chǎng)與轉子導體有相對切割運動(dòng),根據電磁感應原理,轉子導體(轉子繞組是閉合通路)產(chǎn)生感應電動(dòng)勢并產(chǎn)生感應電流(感應電動(dòng)勢的方向用右手定則判定)。
?。?)根據電磁力定律,在感應電動(dòng)勢的作用下,轉子導體中將產(chǎn)生與感應電動(dòng)勢方向基本一致的感生電流。載流的轉子導體在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁場(chǎng)中受到電磁力作用(力的方向用左手定則判定),電磁力對電機轉子軸形成電磁轉矩,驅動(dòng)電機轉子沿著(zhù)旋轉磁場(chǎng)方向旋轉,當電動(dòng)機軸上帶機械負載時(shí),便向外輸出機械能。由于沒(méi)有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通,電機轉動(dòng)方向與旋轉磁場(chǎng)方向相同。
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