1.轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
三相異步電動(dòng)機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和電磁感應(yīng)原理工作。設(shè)某一瞬間三相交流電在定子繞組中合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如圖示此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速n0順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)子繞組切割磁場(chǎng),在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則確定,可假定轉(zhuǎn)子繞組向逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)切割磁場(chǎng)。伸出右手,掌心迎向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的N極,大拇指與四指垂直,大拇指指向轉(zhuǎn)子繞切割磁場(chǎng)的方向,四指所指的方向即為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。由圖可知,在中性線(xiàn)oo′以上的轉(zhuǎn)子繞組中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向是垂直紙面向外,在oo′以下的轉(zhuǎn)子繞組中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是垂直紙面向里的。
2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)
由于異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)子繞組被短路,所以在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下產(chǎn)生了感應(yīng)電流,感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一致。電流的大小與轉(zhuǎn)子切割磁場(chǎng)的速度有關(guān),當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子相對(duì)切割的速率最大,感應(yīng)電流也最大。
轉(zhuǎn)子繞組中有F感應(yīng)電流,就要受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電磁力的作用,方向由左手定則判定。由圖中可以看出電磁力F的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一致,也為順時(shí)針?lè)较颉k姶帕υ谵D(zhuǎn)子上形成轉(zhuǎn)矩,于是轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速必須小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速,如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速相等,則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此轉(zhuǎn)子不再切割磁場(chǎng),不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流,轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中也就不會(huì)受到電磁力的作用,沒(méi)有產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)。所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定要小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速,兩個(gè)轉(zhuǎn)速不能同步,因此將這種電動(dòng)機(jī)叫做異步電動(dòng)機(jī)。由于異步電動(dòng)機(jī)原理是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的,所以也稱(chēng)之為感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)。
若用n表示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,則同步速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差叫做轉(zhuǎn)差,轉(zhuǎn)差與同步速的比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率,用s表示,即s=(n0–n)/n0因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=(1一s)n0轉(zhuǎn)差率表示了轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小,它是分析異步電動(dòng)機(jī)工作情況的重要參數(shù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)接通電源起動(dòng)瞬間,n0=0,s=1;當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步速時(shí),n≈n0,s≈0。顯然,轉(zhuǎn)差率越小,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)的越快;反之,轉(zhuǎn)差率越大,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)的越慢。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí),n0>n>0,0<s<1。