三相异步电动机的旋转磁场

1.旋转磁场的产生

    三相异步电动机的定子绕组嵌放在定子铁心槽内,按一定规律连接成三相对称结构。三相绕组AX，BY，CZ在空间互成120⁰,它可以联接成星形,也可以联接成三角形。当三相绕组接至三相对称电源时，则三相绕组中便通入三相对称电流i_A、i_B、i_C：

i_A=I_msinωt

i_B= I_msin(ωt－120^o)

i_C= I_msin(ωt＋120^o)

    电流的参考方向和随时间变化的波形图见下图。

        旋转磁场的产生过程(见下图)：

    由分析可知,当定子绕组中通入三相电流后,当三相电流不断地随时间变化时，它们共同产生的合成磁场也随着电流的变化而在空间不断地旋转着,这就是旋转磁场。这个旋转磁场同磁极在空间旋转所产生的作用是一样的。

2.旋转磁场的转向

从旋转磁场可以看出，在ωt=0⁰的时，A相的电流i_A=0，此时旋转磁场的轴线与A相绕组的轴线垂直；当ωt=90⁰时，A相的电流i_A=+I_m达到最大，这时旋转磁场轴线的方向恰好与A相绕组的轴线一致。三相电流出现正幅值的顺序为A—B—C，因此旋转磁场的旋转方向是与通入绕组的电流相序是一致的，即旋转磁场的转向与三相电流的相序一致。如果将与三相电源相联接的电动机三根导线中的任意两根的对调一下，则定子电流的相序随之改变，旋转磁场的旋转方向也发生改变。电动机就会反转，见下图

3.旋转磁场的极数

    三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的极数和三相定子绕组的安排有关。在上图的情况下,每相绕组只有一个线圈, 三相绕组的始端之间相差120⁰，则产生的旋转磁场具有一对极,即p=1。如将定子绕组按下图所示安排。

即每相绕组有两个均匀安排的线圈串联, 三相绕组的始端之间只相差60⁰的空间角,则产生的旋转磁场具有两对极,即p=2，见下图。

同理,如果要产生三对极,即p=3的旋转磁场,则每相绕组必须有均匀安排的三个线圈串联，三相绕组的始端之间相差40⁰（）的空间角。

4.旋转磁场的转速

    三相异步电动机的转速与旋转磁场的转速有关，而旋转磁场的转速决定于旋转磁场的极数。可以证明在磁极对数p=l的情况下,三相定子电流变化一个周期，所产生的合成旋转磁场在空间亦旋转一周。当电源频率为f时，对应的旋转磁场转速n₀=60f。当电动机的旋转磁场具有p对磁极时，合成旋转磁场的转速为：n₀=。式中n₀称为同步转速即旋转磁场的转速，其单位为r/min(转/分)；我国电力网电源频率f=50Hz,故当电动机磁极对数p分别为1、2、3、4时,相应的同步转速n₀分别为3000、1500、1000、750r/min。