三相异步电动机的旋转磁场

演示：异步电动机模型机。手柄与磁极相连，手柄转动，磁极随之转动。磁极中间放置一个短路铜条做成的笼型转子，当手柄带动磁极转动时，会发现笼型转子随磁极同方向旋转。

分析实验现象，得出结论：旋转磁场是转子旋转的先决条件。

工程实际中，三相异步电动机定子和转子之间的气隙旋转磁场代替了模型电机定子的转动磁极。

设问：实际三相电动机的旋转磁场是如何产生的呢？

w t = 0°时

三个交变磁场合成为一个两级磁场。合成磁场方向：向下。

同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：

w t =60°时

w t = 90°时

w t = 120°时

w t = 180°时

综合分析：

归纳：异步电动机定子上有三相对称的交流绕组，三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，在电机气隙空间产生的是一对磁极的旋转磁场,当电流经过一个周期变化时，磁场也沿着顺时针方向旋转了一周 (在空间旋转的角度为360º )。

2.磁极对数

旋转磁场的磁极对数p与定子绕组的空间排列有关。

在上面的情况下,每相绕组只有一个线圈, 三相绕组的始端之间相差120°，则产生的旋转磁场具有一对极,即p=1。当定子每相中有两个绕组串联, 且每相绕组在空间相差60º时, 通入对称三相交流电后, 也产生一个旋转磁场, 但它是一个四极旋转磁场，即p=2。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40°的空间角。适当安排可以制成更多对磁极的旋转磁场。

3.旋转磁场的转速

一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°，电流频率为 f Hz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转：

n0称为同步转速。

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：

。

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。

4.旋转磁场的转向

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。