交流電機原理?

今天主要跟大家講交流電機的原理，其中我們會講到三相異步電動機原理 ，所以我們應該要知道交流電機的分類，三相異步電動機也是交流電機的一種，屬于主從關系。之所以稱之為異步，是應為電機的旋轉磁場的轉速和電動機轉子的轉速不同，前者大于后者。

交流電機的分類

交流電機是實現機械能與交流電能之間互相轉換的一種裝置，其分類可以分為以下幾類：

1.按其功能分交流發電機和交流電動機兩大類，交流電動機是將交流電能轉換成機械能的裝置。

2.按其原理不同，交流電動機可分為同步電動機和異步電動機兩大類，同步電動機的旋轉速度與交流電源的頻率有嚴格的對應關系，在運行中轉速嚴格保持恒定不變；異步電動機的轉速隨著負載的變化稍有變化。

3.按所需交流電源相數的不同，交流電動機又可分為單相和三相兩大類，目前使用最廣泛的是三相異步電動機，這是由于三相異步電動機具有結構簡單、價格低廉、堅固耐用、使用維護方便等優點。在沒有三相電源的場合及一些功率較小的電動機則廣泛使用單相異步電動機。

4.三相異步電動機根據其轉子結構的不同又可分鼠籠式和繞線式兩大類，其中鼠籠式應用最為廣泛。

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三相異步電動機的工作原理

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流電異步電動機分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為單相異步電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。?

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電機的轉速（轉子轉速）小于旋轉磁場的轉速，從而叫為異步電機。它和感應電機基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉差率，? ns為磁場轉速，n為轉子轉速。?

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交流電機基本原理：

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(1)當三相異步電機接入三相交流電源時，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。?

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(2)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,轉子導體產生感應電動勢并產生感應電流。?

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(3)根據電磁力定律，載流的轉子導體在磁場中受到電磁力作用，形成電磁轉矩，驅動轉子旋轉，當電動機軸上帶機械負載時，便向外輸出機械能。?

(4)異步電機是一種交流電機，其負載時的轉速與所接電網的頻率之比不是恒定關系。還隨著負載的大小發生變化。負載轉矩越大，轉子的轉速越低。異步電機包括感應電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應電機應用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應電機為異步電機。?

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三相繞組產生的磁場

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三相異步電動機定子三相對稱繞組通入三相對稱交流電產生的磁通勢可以采用數學分析法和圖解法進行分析，我們現在采用簡單、形象的圖解法分析磁場的性質。

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用圖解法分析磁場的步驟是：

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（1）繪出對稱三相交流電流波形。

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（2）選定ωt為0o，90o，180o，270o，360o幾個瞬間，并將瞬時電流的實際方向標示在三相繞組中。

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（3）根據右手螺旋定則，確定各瞬間合成磁通合磁通勢的方向。

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（4）觀察各瞬時合成磁通勢的方向，確定磁場性質。

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下面予以具體分析：

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圖5為三相對稱交流電的波形。假定電流瞬時值為正時電流方向從繞組的首端流進，尾端流出。電流瞬時值為負時則尾端流進，首端流出。電流的注入端符號“”表示，流出端用“”表示。圖6為定子繞組三相對稱交流電的作用下一個周期內所對應的磁場分布情況，圖中交流電機的定子上安放著三相對稱繞組U1—U2、V1—V2、W1—W2。

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圖5?三相對稱交流電的波形

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當ωt?=0o時，U相電流瞬時值為0，W相電流瞬時值為正，電流從首端W1流入，用“”表示，從尾端W2流出，用“”表示；V相電流為負，因此電流從繞組的尾端流入首端流出，故尾端V2應填上“”，首端V1應填上“”。從圖可見，合成磁場的軸線正好位于U相繞組的界面上。如圖6?(a)所示。

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圖6?一個周期內定子合成磁場分布圖

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（a）ωt?=0o?(b)ωt?=90o(c)ωt?=180o?(d)ωt?=270o?(e)ωt?=360o

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當ωt=90o時，U相繞組電流瞬時值為正，V相和W相電流瞬時值為負，實際電流方向從U1流入U2流出后，分別再由V2、W2流入，V1、W1流出，電流合成磁場如圖6(b)所示，可見磁場方向已較ωt=0o時順時針轉過90o。

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用同樣方法，可以分別畫出ωt為180o,270o,360o時合成磁場，如圖6(c)、圖6(d)、圖6(e)所示。從圖示可見，隨著交流電通入三相繞組所形成的磁場是一個旋轉磁場，而且旋轉磁場的轉向取決于接入三相繞組的相序，只要調換電動機任意兩相繞組所接的電源接線（相序），旋轉磁場即反向轉動（分析方法相同）。因此，旋轉磁場產生的條件為：

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（1）三相繞組必須對稱，在定子鐵心空間上互差120o電角度。

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（2）通入三相對稱繞組的電流也必須對稱，大小、頻率相同，相位相差120o。

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旋轉磁場的轉速為：

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（1）

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式中：——旋轉磁場的轉速（同步轉速），r/min；

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——三相交流電頻率，Hz；

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——磁極對數。

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式1表示了對已制成的電動機，磁極對數已確定，即決定旋轉磁場轉速的唯一因素是電流頻率。

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我國電網頻率=50Hz，所以電動機同步轉速與磁極對數的關系如表1所示。

表1電動機同步轉速與磁極對數的關系表

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2.三相異步電動機轉子旋轉原理

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三相異步電動機的定子鐵心線槽嵌放著三相對稱繞組U1—U2、V1—V2、W1—W2。轉子是一個閉合的多相繞組籠型電機。圖7為異步電動機的工作原理圖。圖中定、轉子上的小圓圈表示定子繞組與轉子導體。當定子繞組接入三相交流電源時，流入定子繞組的三相對稱電流在電動機的氣隙內產生一個以同步轉速旋轉的磁場。轉子導體嵌放在轉子鐵心槽內，兩端被導電環短接。當旋轉磁場以順時針方向旋轉時，轉子導體切割磁力線產生感應電動勢，其方向用右手定則來判別，如圖6所示。轉子上半部異體中的電動勢方向都是穿出紙面，用“”表示，下半部導體中的電動勢方向都是進入紙面，用“”表示。在轉子回路閉合的情況下，轉子導體中就有電流流過。如不考慮轉子繞組電感，那么電流的方向與電動勢的方向相同。

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圖7?異步電動機的工作原理

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轉子載流導體在旋轉磁場中將受到電磁力的作用，導體所受到電磁力的方向可用左手定則來判斷，如圖6所示。轉子上各導條都受到順時針方向的力，這些力對轉子以順時針方向旋轉，其轉速為，與旋轉磁場方向相同。由于轉子導體電流是通過電磁感應產生的，所以也可以把這種電動機稱作感應電動機。

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在正常情況下，異步電動機的轉子轉速不能達到旋轉磁場的轉速，這是因為轉子導體在=時不切割定子旋轉磁場，轉子中就沒有感應電動勢及電流，也就不產生轉矩，因此轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速兩者步伐不可能一致，所以稱為異步電動機。例如四極異步電動機的同步轉速=1500r/min，在額定負載時，它的轉速約為1400r/min。

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通常我們將同步轉速與轉子轉速之差對同步轉速之比稱為轉差率，式2，用s表示。即

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（2）轉差率是異步電動機的一個基本物理量。反映異步電動機的各種運行情況。電動機啟動時，=0，轉差率s=1。理想空載轉矩下，=，則s=0。轉子轉速越高，轉差率越小。通常異步電動機額定負載時的轉差率在通常在0.01~0.06之間。即異步電動機的轉速很接近同步轉速。

以上就是專家為大家分析的交流電動機原理，大家看了之后對電動機是不是有了一個全新的了解！我們在使用電動機的過程中，要合理的對電動機進行使用！在對電動機選型的時候，可以以上文提到的電動機選型原理作為根據，來對電動機進行選型！總之，交流電動機原理是很簡單的，大家記住就行！