以三相異步電動(dòng)機為例,圖1將定子鐵芯徑向兩個(gè)線(xiàn)端連接在一起組成一相,例如始端A和終端X連接作為一相,始端B和終端Y連接作為一相,始端C與終端Z連接作為一相,這樣就構成了三相電機,向定子三相繞組通三相對稱(chēng)的交流電,即幅值大小相等,頻率相等,相位相差 ,如圖2所示。

圖3 異步電動(dòng)機旋轉磁場(chǎng)的形成
當交流電相位θ=00 時(shí),IA=0,IB為負值,IC為正值,此時(shí),線(xiàn)端A、X沒(méi)有電流,繞組BY電流從Y流進(jìn)B流出,繞組CZ電流從C流進(jìn)Z流出,由安培右手螺旋定則得到圖(a)中的磁感線(xiàn)的方向(如虛線(xiàn)箭頭所示)。
當交流電相位θ=1200時(shí),IB=0,IA為正,IC為負值,此時(shí),線(xiàn)端B、Y沒(méi)有電流,繞組AX電流從A流進(jìn)X流出,繞組CZ電流從Z流進(jìn)C流出,由安培右手螺旋定則得到圖(b)中磁感線(xiàn)的方向(如虛線(xiàn)箭頭所示)。
當交流電相位θ=2400時(shí),IC=0,IA為負,IB為正,此時(shí),線(xiàn)端C、Z沒(méi)有電流,繞組AX電流從X流進(jìn)A流出,繞組BY電流從B流進(jìn)Y流出,由安培右手螺旋定則得到圖(c)中磁感線(xiàn)方向(如虛線(xiàn)箭頭所示)。
當交流電相位 時(shí)和圖(a)狀態(tài)一樣,重復前面的過(guò)程,可以看出,定子繞組中三相交流電變化一個(gè)周期,空間的合成磁場(chǎng)也隨著(zhù)交流電的相序變化一周,隨著(zhù)交流電的不斷變化,空間合成磁場(chǎng)不停旋轉,于是形成旋轉磁場(chǎng)。旋轉磁場(chǎng)的方向由接入定子的交流電相序決定,只要改變交流電的接入相序(比如接入的A相改為接入B相)旋轉磁場(chǎng)的相序隨著(zhù)變化。
3、異步電動(dòng)機的工作原理
由于旋轉磁場(chǎng)不斷切割轉子中的閉合導體,產(chǎn)生感應電動(dòng)勢和感應電流,再由轉子中的感應電流和旋轉磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生電磁轉矩,使得轉子隨著(zhù)旋轉磁場(chǎng)的方向同向運轉。比如籠型異步電動(dòng)機,由于旋轉磁場(chǎng)順時(shí)針切割轉子導體,相當于導體逆時(shí)針轉動(dòng),運用右手定則,讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心,拇指指向導體的運動(dòng)方向,四指的方向就是感應電流的方向(如圖4所示籠型異步電動(dòng)機轉子繞組電流的方向),然后應用左手定則,磁感線(xiàn)穿過(guò)手心,四指指向電流運動(dòng)方向,大拇指方向即為轉子受到電磁力的方向(如圖所示電磁轉矩矩T方向),在電磁力的作用下形成電磁轉矩,拖動(dòng)轉子順著(zhù)旋轉磁場(chǎng)的方向轉動(dòng)。

圖4 籠型異步電動(dòng)機截面圖
在異步電動(dòng)機中,為保持旋轉磁場(chǎng)始終切割轉子導體產(chǎn)生感應電流,轉子轉速小于旋轉磁場(chǎng)的速度。
三、異步電動(dòng)機的應用與測量
異步電動(dòng)機具有結構簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)格低廉,運行可靠、維護方便、與變頻器配套使用調速方便等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應用于金屬切削機床、起重機、傳送帶、功率不大的水泵、通風(fēng)機等生產(chǎn)機械的驅動(dòng)。
由于異步電動(dòng)機運行過(guò)程中必須從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功功率,空載試驗時(shí),輸出機械功率很小,電機輸入電流主要用于建立勵磁,功率因數較低,因此,必須采用在低功率因數下仍然能夠準確執行測量任務(wù)的測試儀器,湖南銀河電氣有限公司在多年從事各類(lèi)電機試驗臺的設計、生產(chǎn)、安裝、調試的基礎上,針對三相異步電機試驗需求專(zhuān)門(mén)設計
WP4000高精度功率分析儀等標準化產(chǎn)品,實(shí)現了在0.05~1 功率因數范圍內的高準確度測量。