三相异步电动机的工作原理主要基于电磁感应和旋转磁场的相互作用。以下是其详细的工作原理:
电生磁:
当三相交流电通入三相异步电动机的定子绕组时,会在定子和转子之间产生一个旋转磁场。这个旋转磁场是由定子绕组内三相电流所产生的合成磁场形成的。
磁生电:
旋转磁场切割转子绕组,根据法拉第电磁感应定律,在转子绕组中产生感应电动势,进而产生感应电流。
电磁力:
转子导体的电流在旋转磁场的作用下,受到力的作用而使转子旋转。这个力被称为电磁力,它对转子轴产生电磁转矩,驱动电动机旋转。
旋转磁场的形成:
三相异步电动机的定子绕组按一定规律分布,通常是每相绕组相差120度电角度。当三相对称交流电通入这些绕组时,会产生一个以同步转速沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。
转差率:
三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向旋转,但不会达到相同的转速,它们之间存在一个速度差,这个速度差被称为转差率。转差率的存在是“异步”这个词的由来,也是电动机能够输出机械功率的基础。
旋转方向:
旋转磁场的旋转方向与绕阻中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针排列,磁场则顺时针旋转;若把三根电源中的任意两根对调,如将B相电流通入C相,C相电流通入A相,则磁场必然逆时针方向旋转。
控制转速:
三相异步电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关。控制电动机转速的方法有两种:改变电动机的极对数和变频法。
综上所述,三相异步电动机通过定子旋转磁场在转子上产生感应电流,产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。转子的转速必须小于旋转磁场的转速,以保证转子与旋转磁场之间存在相对运动,从而产生电磁转矩。