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永發(fā)機電教你如果選擇三相異步電機
更新時間:
2016-09-14
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三相異步電機
所屬電機傳動產(chǎn)品類型,由于三相異步電機的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速成選裝,存在轉(zhuǎn)差率所以叫三相異步電機。今天就具體介紹一下電機傳動三相異步電機工作原理,希望可以幫助用戶更好的使用三相異步電機。
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(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)生感應電流(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路),載流的轉(zhuǎn)子導體在定子旋轉(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
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(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。
確定每個導體力f方向的一個簡單的方法是采用右手三手則(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(zhuǎn)矩,從而沿與感應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)矩平衡了負載轉(zhuǎn)矩。
旋轉(zhuǎn)磁場的產(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(zhuǎn)的結(jié)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(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
只有當閉合線圈有感應電流時,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)之間的差值稱作“轉(zhuǎn)差”,用同步轉(zhuǎn)速的百分比表示。s=[(ns-n)/ns]x100%(s為下標)運行過程中,轉(zhuǎn)子電流頻率為電源頻率乘以轉(zhuǎn)差率。當電動機起動時,轉(zhuǎn)子電流頻率處于zui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)差率與電機負載有關(guān)系。它受電源電壓的影響,如果負載較低,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=60f/p式中ns—同步轉(zhuǎn)速,單位為r/lminf-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(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。
因為電機傳動三相異步電機轉(zhuǎn)子線圈中的感應電流是由于轉(zhuǎn)子導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)生感應電勢和電流,三相異步電機轉(zhuǎn)子導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。
啟動與運行
?。?)當三相異步電機接入三相交流電源(各相差120度電角度)時,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)生旋轉(zhuǎn)磁場,該磁場以同步轉(zhuǎn)速n0沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)。
?。?)該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導體有相對切割運動,根據(jù)電磁感應原理,轉(zhuǎn)子導體(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路)產(chǎn)生感應電動勢并產(chǎn)生感應電流(感應電動勢的方向用右手定則判定)。
?。?)根據(jù)電磁力定律,在感應電動勢的作用下,轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。載流的轉(zhuǎn)子導體在定子產(chǎn)生的磁場磁場中受到電磁力作用(力的方向用左手定則判定),電磁力對電機轉(zhuǎn)子軸形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn),當電動機軸上帶機械負載時,便向外輸出機械能。由于沒有短路環(huán)部分的磁通比有短路環(huán)部分的磁通,電機轉(zhuǎn)動方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。
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