日期：2021-07-05 08:17 瀏覽次數(shù)：0
小g，一個搞電機維修的朋友，承接了一個進口電機的維修。因為她不懂英語，所以她請史密斯女士幫助她。小G理解了參考女士的解釋，就問參考女士為什么異步電機也叫電機。沈女士隨后的解釋讓小G大吃一驚，沒想到其中還隱含了異步機旋轉(zhuǎn)的原理。
今天以異步電機原理為題目核心，Ms講解了“異步”和“感應(yīng)”兩種情況，探討了三相異步電動機的工作特性。
三相合成磁勢基波——旋轉(zhuǎn)磁勢
在“三相合成磁勢基波如何旋轉(zhuǎn)？”本文通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)論證了交流電樞中的“旋轉(zhuǎn)磁場”，即空間電角度相差120度的三相對稱繞組流過時間相差120度相位相差的三相對稱電流時，三相合成磁勢的基波為旋轉(zhuǎn)磁勢波，旋轉(zhuǎn)磁勢波的轉(zhuǎn)速為
n1=60f/p(轉(zhuǎn)/分)……（1）
其中f——為工頻赫茲
p ——極對數(shù)
“異步”與“感應(yīng)”
很多接觸過進口電機的人都有這樣的印象，三相異步電機的英文名往往是三相感應(yīng)電機。原因在于感應(yīng)電流驅(qū)動異步電機旋轉(zhuǎn)，
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是滯后于交流電樞電流產(chǎn)生的合成磁勢基波的異步現(xiàn)象是產(chǎn)生感應(yīng)電流的前提。
三相感應(yīng)電機原理與特性
三相異步或感應(yīng)電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。空間對稱分布的三相繞組嵌入定子中。轉(zhuǎn)子有兩種：一種是像定子一樣嵌有三相對稱繞組，但運行中短路，另一種是由導(dǎo)體棒和短路環(huán)組成的鼠籠繞組。如上所述，當(dāng)三相對稱電流通過定子時，會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢波和定子旋轉(zhuǎn)磁場，磁場的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速n1。
短路的轉(zhuǎn)子繞組切斷定子旋轉(zhuǎn)磁場，并感應(yīng)出電流。感應(yīng)電流在定子磁場中，由電磁力驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并向定子旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動。與定子類似，對稱轉(zhuǎn)子電流在對稱轉(zhuǎn)子繞組中流動，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場。相對于轉(zhuǎn)子速度n2和感應(yīng)電流頻率f2的磁場與極數(shù)P之間的關(guān)系與定子中n1、F和P的關(guān)系完全相同，即
n2=60f2/p(轉(zhuǎn)/分)……（2）
如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)子繞組切割定子旋轉(zhuǎn)磁場的速度為n1-n，轉(zhuǎn)子繞組的極數(shù)與定子相同，那么感應(yīng)電流每轉(zhuǎn)變化p次，(n1-n)匝(n1-n)p次，那么感應(yīng)電流的頻率為f2=(n1-n)p/60。將f2代入公式(2)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為
n2=60f2/p=60(n1-n)p/60/p=n1-n(轉(zhuǎn)/分)……（3）
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場相對于定子的轉(zhuǎn)速為
n2+n=n1-n+n=n1(轉(zhuǎn)/分) ……（4）
等式(4)顯示了定轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)速相等(均為n1)、相對靜止，且無論電機轉(zhuǎn)速n為多少，這種關(guān)系始終不變。
通常三相異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N和同步轉(zhuǎn)速n1之間的差值(n1-N)很小。當(dāng)S=(n1-n)/N1時，S一般在0.01 ~ 0.05范圍內(nèi)波動，所以三相異步電動機的轉(zhuǎn)速幾乎等于同步轉(zhuǎn)速，所以調(diào)速特性可按下式分析
n=60f/p(轉(zhuǎn)/分) ……（5）
從公式(5)可以看出，控制三相異步電動機轉(zhuǎn)速的方法有兩種：1)換磁極法；2)變頻方式。在過去，第一種方法，變極調(diào)速，被廣泛使用。當(dāng)今，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率變頻技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，變頻無級變速成為調(diào)速應(yīng)用的必然選擇。
本文為原創(chuàng)作品，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。請分享轉(zhuǎn)發(fā)！
