三相異步電機的工作原理基于電磁感應定律,以下為你詳細介紹:
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核心構造與磁場產生
三相異步電機的核心構造包括定子和轉子。定子上繞有排列規律的三相繞組,分別接到交流供電網絡的三個相線上。當交流電通過繞組時,會在定子產生旋轉的磁場。轉子則通過感應這個磁場,產生一個使其與旋轉磁場同步運動的感應電動勢,從而驅動轉子旋轉。
具體工作過程
旋轉磁場的產生:當三相異步電機接入三相交流電源(各相差120度電角度)時,三相定子繞組流過三相對稱電流產生的三相磁動勢(定子旋轉磁動勢)并產生旋轉磁場,該磁場以同步轉速n0沿定子和轉子內圓空間作順時針方向旋轉。
感應電動勢和電流的產生:該旋轉磁場與轉子導體有相對切割運動,根據電磁感應原理,轉子導體(轉子繞組是閉合通路)產生感應電動勢并產生感應電流(感應電動勢的方向用右手定則判定)。
電磁轉矩的產生與轉子旋轉:根據電磁力定律,在感應電動勢的作用下,轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。該電流與磁場相互作用產生電磁轉矩,使轉子旋轉起來,轉子輸出機械能量,帶動機械負載旋轉起來。
異步運行的原因
三相異步電機的名稱源自轉子的運行速度與旋轉磁場的頻率不同步。轉子速度總是略低于旋轉磁場速度,這是因為如果三相異步電機轉子的轉速與旋轉磁場的轉速大小相等,那么磁場與轉子之間就沒有相對運動,導體不能切割磁力線,因此轉子線圈中也就不會產生感應電勢和電流,三相異步電機轉子導體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉子轉動。不過在特殊運行方式下(如發電制動),三相異步電機轉子轉速可以大于同步轉速。