1、三相異步電動機的工作原理（如何產生旋轉磁場并轉動）文章目錄 旋轉磁場產生原理旋轉磁場的方向旋轉磁場的轉速三相異步電動機的工作原理是根據電磁感應原理而工作的，當定子繞組通過三相對稱交流電，則在定子與轉子間產生旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，在轉子回路中產生感應電動勢和電流，轉子導體的電流在旋轉磁場的作用下，受到力的作用而使轉子旋轉。下面，我們分析旋轉磁場的產生，電動機的旋轉、轉差率及轉向。旋轉磁場產生原理三相異步電動機的定子鐵芯中放置三相結構完全相同的繞組U、V、W，各相繞組在空間上互差120°電角度，如下圖所示，向這三相繞組通入對稱的三相交流電，如圖（b）（c）所示。下面我們以兩極

2、電動機為例說明電流在不同時刻時，磁場在空間的位置。下圖（b）所示，假設電流的瞬時值為正時是從各繞組的首端流入（用中間加個×表示），末端流出（用“”表示），當電流為負值時，與此相反。（a）簡化的三相繞組分布圖（b）按星形連接的三相繞組接通三相電源（c）三相對稱電流波形圖（d）兩極繞組的旋轉磁場在t=0的瞬間，iu=0，iv為負值，iw為正值，如圖（c）所示，則V相電流從V2流進，V1流出，而W相電流從W1流進，W2流出。利用安培右手定則可以確定t=0瞬間由三相電流所產生的合成磁場方向，如圖d所示。可見這時的合成磁場是一對磁極，磁場方向與縱軸線方向為一致，上方北極，下方是南極。在t=/2

3、時，經過了四分之一周期，iu由零變為最大值，電流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍為負值，U相電流方向與（1）時一樣；iw也變為負值，W相電流由W1流出，W2流入，其合成磁場方向如圖d所示，可見磁場方向已經較t=0時按順時針方向轉過90°。應用同樣的分析方法可畫出t=,t=2/3*,t=2時的合成磁場，分別如圖d， ， 所示，由圖中可明顯地看出磁場的方向逐步按順時針方向旋轉，共計轉過360°，即旋轉了一周。由此可以得出如下結論：在三相交流電動機定子上布置有結構完全相在空間位置各相差120度電角度的三相繞組，分別接入三相對稱交流電，則在定子與轉子間所產生的合成磁場是沿定子內

4、圓旋轉的，我們稱此為旋轉磁場。旋轉磁場的方向由上圖可以看出，三相交流電按U-V-W相序變化，則產生的旋轉磁場在空間上以順時針方向旋轉。若我們任意對調電動機兩相繞組的電流相序，如：U-W-V相序，則由理論分析和實踐證明，產生的旋轉磁場以逆時針方向旋轉。由此可知，旋轉磁場的旋轉方向取決于通入繞組中的三相交流電源的相序，只要任意對調電動機的相序，則可改變旋轉磁場的方向。旋轉磁場的速度以上是以兩極為例，如果想要獲得四極旋轉磁場，則應把線圈的數目增加一倍，其布置如下圖（a）（b）所示。并按上述方法分析得出，合成磁場在空間的示意圖（C）。旋轉磁場的轉速我們比較一下這圖和上文中的那個圖中磁場的旋轉速度，不難

5、得出：旋轉磁場的速度不僅與電流的頻率有關，還與磁極對數有關。上文圖d中，當三相交流電變化一周后（即每相經過360°電角），其所產生的旋轉磁場也正好旋轉一周。故在兩極電動機中旋轉磁場的轉速等于三相交流電的變化速度，即n1=60f1=3000轉/分在4極電動機中旋轉磁場的速度等于三相交流電變化速度的一半，即n1=（60/2）f1=1500轉/分。故當磁極對數增加一倍，則旋轉磁場的速度減少一半。同理，通過理論分析可得出，旋轉磁場的轉速為：n1=60f1/P，上述公式中n1：表示旋轉磁場的轉速，單位轉/分；f1：表示三相交流電源的頻率，單位赫茲；P：表示磁極對數；60：表示一分鐘的60秒旋轉

6、磁場的轉速n1又稱為同步轉速。我國三相交流頻率規定50Hz（每秒50次交變），因此兩極旋轉速度是3000轉/分，四極的為1500轉/分，六極為1000轉/分等。三相異步電動機的結構原理（定子、轉子）講解文章目錄 三相異步電動機定子三相異步電動機轉子電動機是一種將電能轉換為機械能的電器設備，按使用電能的種類不同，電動機可分為直流電動機和交流電動機和交流電動機兩大類。按其工作原理的不同，交流電動機可分為同步電動機和異步電動機。按電源相數的不同，交流電動機又可分為單相電動機和三相電動機兩大類。下面為大家介紹三相異步電動機的結構原理（定子和轉子兩個組成部分）。三相異步電動機定子電動機的靜止部分稱為定子

7、，其組成部分主要包括定子鐵芯、定子繞組、機座等部分。定子鐵芯：定子鐵芯的作用是作為電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵芯一般由0.350.5毫米厚，表面涂有絕緣漆的環狀沖片槽的硅鋼片疊壓而成，如右圖所示。定子繞組：定子繞組是電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場。小型號異步電動機定子繞組通常用高強度漆包線（銅線或鋁線）繞制成各種線圈后，在嵌放在定子鐵芯槽內。大中型電動機則用各種規格的銅條經過絕緣處理后，再嵌放在定子鐵芯槽內。為了保證繞組的各導電部分與鐵芯之間的可靠絕緣以及繞組本身之間的可靠絕緣，故在定子繞組制造過程中采取了許多絕緣措施，三相異步電動機定子繞組的主要絕緣項目有以

8、下三種：對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心之間的絕緣。相間絕緣：各相定子繞組之間的絕緣。匝間絕緣：每相定子繞組各線匝之間的絕緣。定子三相繞組的槽內嵌放完畢后共有六個出線端引到電動機機座的接線盒內，可按需要將三相繞組接成星形接法（Y接）或三角形接法（接），如右圖所示。機座：它的作用是固定定子鐵芯和定子繞組，并以兩個端蓋支撐轉子，同時起保護整臺電動機的電磁部分和散發電動機運行中產生的熱量，一般是鐵或鋁鑄造而成。三相異步電動機轉子轉子是電動機的旋轉部分，包括轉子鐵芯，轉子繞組和轉軸等部分。轉子鐵芯：作為電機磁路的一部分，并放置轉子繞組。一般由0.5毫米厚的硅鋼片沖制疊壓而成。如右圖所示。轉子繞組：其作

9、為切割定子磁場，產生感應電動勢和電流，并在旋轉磁場的作用下受力使轉子轉動。根據構造的不同可分為鼠籠式和繞線式轉子兩種類型。鼠籠式轉子：它的結構是轉子鐵芯的槽溝內插入銅條，在銅條兩端焊接兩個銅環，如下圖（a）所示。這樣轉子繞組好像一個鼠籠型轉子。為了節約銅材和便于制造。目前絕大部分鼠籠均采用鋁代替。如下圖（b）所示。 繞線式轉子：繞線式轉子繞組也和定子繞組一樣做成三相對稱繞組，經過適當的排列和組合。嵌入并固定轉子鐵芯槽內，最后使三組繞圈接成星形連接，三個引出線分別接到固定的轉軸上的三個銅滑環上，在各個環上，分別放置著固定不動的電刷，通過電刷與滑環的接觸，使轉子繞組與外加變阻器接通，一邊啟動電機。

10、如右圖所示。轉軸：用以傳遞轉矩及支撐轉子的重量。一般都由中碳鋼或合金鋼制成。除了定子和轉子兩大部分外，還有端蓋，風扇等其他附件。異步電動機變極調速的基本原理改變定子繞組的連接法來變更極對數，以獲得兩種或兩種以上的轉速。圖中所示為一相繞組的兩個線圈 ab和cd。如果依圖a所示的方向通入電流，則產生兩極的磁場；若將線圈cd反接，兩線圈電流方向如圖b所示，則產生四極磁場。變極調速的基本原理是:異步電動機的極對數是由定子繞組的聯接方式來決定的，這樣就有可能在電機制造完成后，通過改換定子繞組的聯接來改變異步電動機的極對數。由于電動機三相繞組在接法上是相同的，為簡單起見，我們只分析其中一相繞組，并以四/

11、二極雙速電機A相為例，來說明變極的原理。如圖2-1所示，在制造電動機時，將每相繞組分成兩部分:A1X1 和A2X2，每一部分構成一相繞組的一半，稱為半相繞組，當兩個半相繞組正向串聯時,定子相電流的流向為A1X1A2X2，根據右手定則，此時將產生四極磁場，即P =2，如圖2-1(b）。而若將這兩個半相繞組反向串聯或反向并聯，電流的流向將變為A1X1X2A2，此時所產生的磁場為兩極，即P= 1，由此可見，只要使一相繞組中的一半繞組內的電流改變方向， 就可以使電極的極對數成倍地改變。根據這一原理，如果設法同時將三相繞組中每一相的一半繞組中的電流改變方向，就可以得到兩個成倍數關系的極對數，從而獲得2:1的兩級轉速。 異步電動機變極調速根據繞組的星接或角接的不同，可以構成多種變換接線方法，如YYY、YY、Y、等。