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交流电机的工作原理和控制方式是怎么工作的?

发布时间:2021-04-07

异步电机和同步电机均分为电机和发电机。根据相位数,有单相异步电机三相同步电机,本文以三相异步电动机和三相同步电动机为例,探讨了交流电机的工作原理。

三相异步电动机和三相同步电动机在三相定子绕组中连接三相交流电源,磁场交链定子绕组和转子绕组从定子到转子能量的传输和转换。结果是交流电机的旋转磁场和力转换是其工作的关键。

首先,让我们来看看磁场的一些基本知识。

01、对磁场和力的一些基本知识

右手螺旋:

也被称为安培定则,这意味着电流与电流激发磁场之间的关系被简单地用来判断电线圈的极性。电源直接导线中的安培标准(Ambuti)1):用右手握住电源直接导线,使拇指向直接导线的电流方向。

因此,这四个指向方向是电线周围磁场的方向;电线螺丝管中的安培指示(安培规定)2:用右手握住电线螺丝管,使四个指向电流。然后拇指的一端是电线螺丝管的N极。

用左手定律:

左手设置用于判断磁场内电线的力。伸出你的左手,让磁丝穿进你的手掌(手掌瞄准N极-背面瞄准S极)。

右手定则:

右手固定,以确定导体在切割磁感线时在导体中产生的感应电流方向。伸展你的右手,把你的拇指垂直于其他四个手指,用你的手掌把你的右手放在一个平面上。另外四个指向感应电流的方向。

三相交流电机定子绕组为三相对称绕组,即三组形状和匝数相同,轴线在空间位置上相差120°。如下图所示,红色、黄色和绿色分别代表电机定子UVW三相绕组。

下图显示了电机绕组截面图中U1、V1、W1的绕组头部U2、V2、W2的绕组末端。

三相交流电流的电流波形如下图所示:

当定子绕组通过三相交流时,IU为零,iV为负向电流,U2为负向电流,iW为前向电流。三相绕组的合成磁场方向如下:

在磁场示意图中,定义流向纸张的正方向×表示流向纸张以外的负方向。

在米特=2π/3的情况下,iU从U1流向U2;iV为零,无电流;iW为负向电流由W2流向W1。三相绕组的合成磁场方向如下:

iU从U2到U1,iV从V1到V2,iW没有电流。三相绕组的合成磁场方向如下:

当MIT=2π时,IU为零,无电流;IV为负电流,由V2流向V1,IW从W1流向W2。三相绕组的合成磁场方向如下:

通过上述分析,可以看出合成磁场在空间中旋转。当电流改变时,两极磁场在空间中旋转一周。

当磁场为两对极时,可以分析两对极磁场的旋转时间为半周。

由定子绕组形成的旋转磁场的速度称为同步速度N1。

p为磁场极对数f1为三相电频:

03、三相同步电机的工作原理:

同步电机转子是励磁绕组或永磁体。它可以简单地理解为具有磁场或具有磁场和N和S的电极,如下图所示:

当同步电机工作时,定子绕组连接到三相电源。根据上述分析,三相绕组形成了一个旋转磁场,同时旋转N1。旋转磁场将以相同的速度引导转子。

因此,同步电机的转子速度n与同步速度N1相同。

04、三相异步电机的工作原理:

异步电机转子结构与定子相似,它的横截面可以理解为许多连接的电线的示意图。

当异步电机工作时,定子绕组连接到三相电源,并对三相电流进行了分析。为了便于指示定子磁场被等效为极。

根据电磁感应原理,旋转磁场与转子导体之间存在相对切割。转子导体(转子绕组是闭合通道)产生感应电动动力(感应电势的方向),然后产生与感应电势方向相同的感应电流。图中还使用×指示电流的方向。

载流转子导体在定子产生的磁场中具有电磁作用。左手固定可以判断每个转子导体的应力方向,并驱动转子沿旋转磁场旋转。

由于三相异步电机转子线圈中的感应电流是由转子导体和磁场之间的相对运动引起的。三相异步电机的转子速度不超过旋转磁场的速度。

如果三相异步电机转子的速度与旋转磁场的速度相同,则磁场与转子之间没有相对的运动导体。因此,感应电势和电流三相异步电机的转子导体不会在磁场上产生电磁作用,从而使转子旋转。

因此,三相异步电机的转子旋转速度不太可能小于旋转磁场的同步速度,因此存在速度差,即旋转差或滑动差。由于转子速度与定子磁场速度不同,所以被称为异步电机。

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