交流電動機-三相異步電動機的工作原理（列車電機）

三相異步電動機工作原理CONTENTS123基本工作原理BASICWORKINGPRINCIPLE異步電機三種運行狀態(tài)THREEOPERATIONSTATESOFASYNCHRONOUSMOTOR為什么異步電機又稱為感應(yīng)電機WHYISASYNCHRONOUSMOTORALSOCALLEDINDUCTIONMOTOR基本工作原理BASICWORKINGPRINCIPLEPART011基本工作原理首先看電動機是怎么轉(zhuǎn)動的？可以實現(xiàn)電生磁當(dāng)三相異步電動機接到三相電源上，三相定子繞組便通入三相對稱的交流電流，相序為UVW,產(chǎn)生一個圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，如圖所示。第一步轉(zhuǎn)速n1=60f1/p這時（電生磁）n1=60f1/p1基本工作原理首先看電動機是怎么轉(zhuǎn)動的？磁生電由于啟動瞬間轉(zhuǎn)子是靜止的，所以該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間相對運動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電勢。第二步方向用右手定則判斷。1基本工作原理首先看電動機是怎么轉(zhuǎn)動的？產(chǎn)生電磁力由于轉(zhuǎn)子繞組閉合，轉(zhuǎn)子繞組中便有電流通過，該電流與旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生電磁力F,形成電磁轉(zhuǎn)矩T。第三步方向用左手定則判斷。當(dāng)電磁力大于轉(zhuǎn)子所受阻力時，轉(zhuǎn)子就沿著電磁轉(zhuǎn)矩方向旋轉(zhuǎn)起來。1基本工作原理首先看電動機是怎么轉(zhuǎn)動的？從能量轉(zhuǎn)換的角度看定子輸入的電能機械能從軸上輸出異步電機三種運行狀態(tài)THREEOPERATIONSTATESOFASYNCHRONOUSMOTORPART022異步電機三種運行狀態(tài)狀態(tài)電動機電磁制動發(fā)電機實現(xiàn)定子繞組接對稱電源外力使電機沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)外力使電機快速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速0<n<n1n<0n>n1轉(zhuǎn)差率0<s≤1s>1s<0電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動制動制動能量關(guān)系電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能電能和機械能變內(nèi)能機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能2異步電機三種運行狀態(tài)（1）三相異步電動機作為電動機運行三相異步電動機作為電動機運行是其最普遍的工作狀態(tài)。當(dāng)異步電機作為電動機運行時為了克服負(fù)載的阻力轉(zhuǎn)矩，三相異步電動機的轉(zhuǎn)速n總是略低于同步轉(zhuǎn)速n1，以便氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場能夠切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體而在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流，從而能夠產(chǎn)生足夠的電磁轉(zhuǎn)矩來拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向又相同，則氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間沒有相對運動，因而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中就不會產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，電機的電磁轉(zhuǎn)矩也將為零。異步電機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件是磁場的同步轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n≠2異步電機三種運行狀態(tài)（1）三相異步電動機作為電動機運行同步轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差值轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速n1比值轉(zhuǎn)差率ss=n1-nn1轉(zhuǎn)差率是異步電機的一個基本變量，它可以表示異步電機的各種不同運行狀態(tài)。2異步電機三種運行狀態(tài)（1）三相異步電動機作為電動機運行作電機運行時轉(zhuǎn)速n與n1同方向，n<n1轉(zhuǎn)差率0<s<1即2異步電機三種運行狀態(tài)(2)三相異步電動機作為發(fā)電機運行若異步電機的轉(zhuǎn)軸上不是機械負(fù)載，而是用一原動機拖動異步電機的轉(zhuǎn)子以大于同步轉(zhuǎn)速的速度與旋轉(zhuǎn)磁場同方向旋轉(zhuǎn)。此時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對于旋轉(zhuǎn)磁場的運動方向與電動機運行相反，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電勢及電流也反向。由左手定則可知，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，起著制動作用。異步發(fā)電機運行時，轉(zhuǎn)差率s為負(fù)值。為了克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動作用，使轉(zhuǎn)子能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下去，并保持n>n1，原動機就必須不斷向電機輸入機械功率，而電機則把輸入的機械功率轉(zhuǎn)換為電功率輸出給電網(wǎng)，此時異步電機成為發(fā)電機。2異步電機三種運行狀態(tài)(3)三相異步電動機在制動狀態(tài)下運行若在外力作用下，使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動，此時n<0，s>1,異步電機處于電磁制動狀態(tài)此時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對于磁場的運動方向與電動機運行狀態(tài)相同，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電勢和電流方向仍與電動機狀態(tài)相同在這種情況下，它一方面消耗原動機的機械功率，同時也從電網(wǎng)吸收了電功率，這兩部分功率均變?yōu)槿喈惒诫妱訖C內(nèi)部的損耗。作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，但卻與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，起了阻止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用，故稱為三相異步電動機的制動運行。為什么異步電機又稱為感應(yīng)電機WHYISASYNCHRONOUSMOTORALSOCALLEDINDUCTIONMOTORPART03在3種運行狀態(tài)下3為什么異步電機又稱為感應(yīng)電機又由于異