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注冊(cè)資產(chǎn)評(píng)估師考試《機(jī)電設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)》預(yù)習(xí):工作原理

來源: 正保會(huì)計(jì)網(wǎng)校 編輯: 2011/12/29 09:18:43 字體:

第三章 電機(jī)及電力拖動(dòng)

  知識(shí)點(diǎn)八、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理【掌握】

  基本原理:定子繞組的三相電流共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn),稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子鐵芯槽中的導(dǎo)體,在閉合的導(dǎo)體中產(chǎn)生電流,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

  需要解決的兩個(gè)問題:轉(zhuǎn)子如何受力(分析轉(zhuǎn)子繞組);旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如何產(chǎn)生(分析定子繞組)。

  轉(zhuǎn)子如何受力:1.在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,方向由右手定則判定;2.感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中,會(huì)受力,力的方向用左手定則判定。

  【拓展】右手定則判斷感應(yīng)電流。方法是:伸開右手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),把右手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向,則其余四指指向感應(yīng)電流的方向。

  左手定則判斷受力方向。方法是:伸開左手,讓磁感線穿入手心(手心對(duì)準(zhǔn)N極,手背對(duì)準(zhǔn)S極),四指指向電流方向,那么大拇指的方向就是導(dǎo)體受力方向。

  三相異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組U1-U2、V1-V2、W1-W2以Y形(星形)聯(lián)接方式與三相電源相接,便有對(duì)稱電流流入。

  【注意】以下分析的是定子繞組。

  

  在ωt=0的瞬間,定子繞組中電流的方向:U相電流為零;

  V相電流自V2流向V1;

  W相電流自W1流向W2。

  將各相電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相加得到合成磁場(chǎng),其方向由上向下。

  【拓展】通電直導(dǎo)線中的安培定則:用右手握住通電直導(dǎo)線,讓大拇指指向電流的方向,那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向。

  

  在ωt=60°瞬間及ωt=120°瞬間,定子中各相電流的方向及三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)的方向在空間依次轉(zhuǎn)過了60°。

  旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與電流的相序一致,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度正比于電源頻率f,而與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)P成反比。當(dāng)轉(zhuǎn)速以每分鐘計(jì)算時(shí),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速可表示為:

  

  F─電源頻率(50次/秒);

  P─磁極對(duì)數(shù)

  電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速并不相等。因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等,則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生不了電動(dòng)勢(shì)和電流,因而也就沒有電磁力,所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的差異是保證電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的必要條件。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)n小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,其相差的程度常用轉(zhuǎn)差率S表示,即轉(zhuǎn)差率

  

  電機(jī)轉(zhuǎn)速

  

  當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電而轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(如在起動(dòng)最初瞬間或電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過載而堵轉(zhuǎn)時(shí)),n=0,則S=1;當(dāng)轉(zhuǎn)子空載運(yùn)行時(shí),其轉(zhuǎn)速非常接近旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,則S≈0.因此,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變化,即0<S<1。

  通常在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率約為0.01~0.06。

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