异步电机的工作原理剖析.ppt

异步电机，也称为感应电机，是电力系统中广泛应用的一种电动机。它的基本工作原理基于电磁感应，通过在定子绕组中输入三相交流电，产生旋转磁场，进而驱动转子旋转。以下是对异步电机工作原理的详细剖析： 1. 旋转磁场的产生： 当三相交流电（例如U1、V1、W1）通过三相绕组（W2、W1、V2）时，每一相电流（i1、i2、i3）会依次达到最大值，形成一个不断旋转的磁场。这种磁场的旋转速度由交流电的频率f1和电机的磁极对数p决定，即同步转速n0 = 60f1/p。例如，对于50Hz的交流电，如果磁极对数为2，那么同步转速就是3000rpm。 2. 工作原理： - 起动时，转子静止，转子导体切割由定子旋转磁场产生的磁通，产生感应电动势（e）和电流（i），形成电磁转矩（T）。这个转矩使得转子试图追上旋转磁场，但由于转子的速度始终低于磁场速度，所以称之为“异步”。 - 在稳定运行状态下，转子转速n小于同步转速n0，两者的差值定义为转差率s=s=(n0-n)/n0。转子中的电磁转矩T与转子电流I2、磁通密度Φm及转差率s的余弦（cosφ2）成正比，即T ∝ I2cosφ2。 3. 转子电路电量变化： 转子电流产生的频率f2等于定子频率f1乘以转差率s，即f2 = sf1。在起动时，转差率s接近1，而随着转子速度的增加，转差率减小，f2相应下降。 4. 电机运行状态： - 异步电机可以处于电动运行、发电机运行、制动运行和反向电动运行四种状态。电动运行时，n与T同向，0＜n＜n0；发电机运行时，n＞n0，电机作为发电机将机械能转化为电能；制动运行时，n＜0，s＞1，电机提供制动力矩；反向电动运行时，n与T反向，但n仍小于0。 5. 电机的基本结构： 三相异步电机主要由定子和转子两部分构成。定子包括定子铁心和定子绕组，转子则有鼠笼式和绕线式两种常见结构。定子铁心通常由硅钢片叠成，以减少损耗；定子绕组按照特定方式布置，产生旋转磁场。转子结构决定了电机的起动特性和调速性能。 6. 转速控制： 异步电机的转速可以通过调整电源电压或频率来间接控制。在实际应用中，可以通过变频器改变输入电源的频率，从而改变电机的同步转速，实现无级调速。 总结来说，三相异步电动机的工作原理是利用定子绕组产生的旋转磁场与转子导体间的相对运动，通过电磁感应产生转矩，驱动电机转动。其转速、转矩以及运行状态都与转差率紧密相关，而电机的结构设计则直接影响到其性能表现。了解这些基础知识对于理解和操作异步电机至关重要。