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交流异步电动机可分为三相异步电动机和单相异步电动机两种，是生产与生活中广泛应用的电动机。异步电动机的转动原理，对使用和维修电动机十分重要，电工人员应当有所了解及掌握。 三相异步电动机的转动原理 三相异步电动机的转动原理可用以下三点来说明。 1.电生磁(即旋转磁场的产生)三相异步电动机的定子绕组接成星形，如图1(a)所示。当定子绕组中通入三相对称交流电流时，则在绕组中有对称三相电流流过，其波形图如图1(b)所示。设三相电流的相序为U-V-W，且iu的初相角为零，则各相电流的三角函数表示式为iu=Imsinωtiv=Imsin(ωt-120度) iw=Imsin(ωt+120度)为说明方便，现设定：三相交流电为正半周时，电流由绕组的首端流入，从末端流出;反之，电流从绕组的末端流入，从首端流出。这样，按不同时刻的电流方向，根据右手螺旋定则，即可画出ω=0、ωt=-60度、ωt=120度及ωt=-180度时电流产生的合成磁场，如图2所示。同理。可判断出定子空间在ωt=240度、ωt=300度及ωt=360度的磁场方向，是随定子绕组的三相电流不断地变化的，它所产生的合成磁场也将在空间不断地旋转，如同磁极在空间旋转一样，这个磁场称为旋转磁场。旋转磁场的转向与相序一致，为顺时针方向。若电源频率为f，定子绕组的磁极对数为p，则转速n1=60f/p。 上述是两极旋转磁场，每相绕组即一个线圈，在空间位置互差120度。如果把线圈增加一倍，每相绕组由两个线圈组成，各线圈的始端(或末端)之间在定子内圆周上以互差60度的空间角度排列，并把两个沿轴线互差180度的两线圈串联成一相绕组，三相绕组连接成星形，如图3所示。当三相绕组通人三相正弦交流电时，便产生四极旋转磁场。若每相定子绕组由三个线圈串联组成，线圈在定子内圆周上以互差40度的空间角度排列，通入对称的三相交流电流时，就会得到六极旋转磁场。可见，适当布置定子绕组，便可得到具有不同个数磁极的旋转磁场。 2.磁生电假定某瞬间定子空间磁场方向向下。定子旋转——磁场旋转切割转子绕组，根据右手螺旋定则，可确定转子绕中组感应电动势的方向。由于转子绕组是闭合的，便有感生电流通过，其方向与感应电动势方向相同，如图4所示。 3.电生力矩定子空间有旋转磁场，转子绕组中有感应电流，根据左手定则可知转子绕组受到电磁力的作用，对转轴形成力矩，称电磁转矩。在电磁转矩的作用下，电动机便顺着旋转磁场的方向转动起来。电动机旋转的转速总是略小于旋转磁场的转速，故称作异步电动机。 |