水阻柜百科

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理及三種運(yùn)行狀態(tài)

作者：admin點(diǎn)擊：4259 次發(fā)布時(shí)間：2021-05-29 11:36:17

三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)（Triple-phase asynchronous motor）是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的一種，是靠同時(shí)接入380V三相交流電流（相位差120度）供電的一類(lèi)電動(dòng)機(jī)，由于三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，所以叫三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。三相異步電動(dòng)機(jī)

與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
（一）基本工作原理
如圖5-5所示為三相異步電動(dòng)機(jī)原理示意圖，三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理為：（1）電生磁。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子三相對(duì)稱(chēng)繞組通入三相對(duì)稱(chēng)電流時(shí)，在氣隙中產(chǎn)生以同步轉(zhuǎn)速小旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
三相異步電動(dòng)機(jī)原理示意圖

（2）磁生電。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e₂。由于轉(zhuǎn)子繞組自成閉合回路，所以就有電流i₂流過(guò)。轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則確定，若略去轉(zhuǎn)子繞組電抗，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向即是感應(yīng)電流的方向。
（3）電磁力。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相作用，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電磁力，電磁力的方向按左手定則判定。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成的電磁轉(zhuǎn)矩Tem驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)軸帶上機(jī)械負(fù)載，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn),對(duì)負(fù)載做功，將定子繞組輸入的三相交流電能轉(zhuǎn)化為軸端輸出的機(jī)械能。
異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向始終與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于定子三相電流的相序，因此，三相異歩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與定于三相電流的相序一致。要想改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，只要改變定子三相電流的相序，即任意對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)的兩根電源線即可。
2.轉(zhuǎn)差率
從異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理分析可知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向雖然與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同, 但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速n1，即刃n< n1。這是因?yàn)?，二者如果相等，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組中也就不再感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)和電流，轉(zhuǎn)子不會(huì)受到電磁轉(zhuǎn)矩的作用，不可能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1存在一定的差異，這是異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。
定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n之差頃△n=n1一 n稱(chēng)為轉(zhuǎn)差。通常將轉(zhuǎn)差（n1一 n）與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1的比值稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用是s表示，即s=（n1一 n）/ n1
轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，在很多情況下，用s表示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比宜接用n方便得多，使很多計(jì)算分析大為簡(jiǎn)化。由于異步電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n_N 與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1接近，所以一般額定轉(zhuǎn)差率s_N在0.01?0.06之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止即n=0時(shí)，s= 1 ；當(dāng)n=n1時(shí)，s = 0,因此，異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)s值的范圍是0?1。
（二）三相異歩電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)
轉(zhuǎn)差率是分析異步電機(jī)運(yùn)行性能的一個(gè)重要物理量，根據(jù)轉(zhuǎn)差率s的大小和正負(fù)可確定異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)，即電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)電機(jī)/行狀態(tài)和電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。
（1）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。從電動(dòng)機(jī)基本工作原理的分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步速且與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向相同（n < n1，0 < s < 1）時(shí)，異步電機(jī)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。這時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電磁力，并形成電磁轉(zhuǎn)矩，如圖5-6 （b）所示，圖中N、S表示定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的等效磁極；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的“X”和“●”表示轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流的有功分量方向；表示轉(zhuǎn)子受到的電磁力。由分析判斷可知：電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，為驅(qū)動(dòng)性質(zhì)。電機(jī)在電磁轉(zhuǎn)矩作用下克服制動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩做功，向負(fù)載輸出機(jī)械功率。也就是說(shuō)，電機(jī)把從電網(wǎng)吸收的電功率轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率，輸送給轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載。
可見(jiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為0 < s < 1時(shí)，異步電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
（2）發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)，使其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1，且兩者同方向（n > n1，一 ∞< s < 0）時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相反。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與該轉(zhuǎn)子電流相互作用，將產(chǎn)生制動(dòng)性質(zhì)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，如圖5-6（C）所示。若要維持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n大于n1，原動(dòng)機(jī)必須向異步電機(jī)輸入機(jī)械功率，克服電磁轉(zhuǎn)矩做功，將輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化為定子側(cè)的電功率輸送給電網(wǎng).此時(shí)，異步電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。
三相異歩電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)

可見(jiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為一 ∞< s < 0。時(shí)，異步電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
（3）電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。異步電機(jī)定于繞組流入三相交流電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，同時(shí)，一個(gè)外施轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n逆著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)（n < 0，s > 1）, 這時(shí)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相同，產(chǎn)生的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相同，但電磁轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)轉(zhuǎn)向相反，是制動(dòng)性質(zhì)的，如圖5-6 （a）所示。這種由電磁感應(yīng)產(chǎn)生制動(dòng)作用的運(yùn)行狀態(tài)稱(chēng)為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，一方面定子從電網(wǎng)吸收電功率，另一方面驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的外加轉(zhuǎn)矩克服電厳轉(zhuǎn)矩做功，向異步電機(jī)輸入機(jī)械功率，兩方面輸入的功率都轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)內(nèi)部的熱能消耗掉。
可見(jiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)差率為1< s < ∞時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)處于電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

上一篇：水阻柜廠家淺談大電機(jī)起動(dòng)過(guò)程的熱應(yīng)力問(wèn)題

下一篇：配有PLC的液阻柜的故障處理

首頁(yè)home

水阻柜US

水阻柜產(chǎn)品PRODUCT

新聞NEWS

水阻柜案例CASE

水阻柜服務(wù)SERVICE

聯(lián)系CONTACT

水阻柜百科

水阻柜新聞

水阻柜資訊

水阻柜百科

常見(jiàn)問(wèn)答

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理及三種運(yùn)行狀態(tài)

友情鏈接：