三相異步電動機的工作原理

三相異步電動機的工作原理是根據電磁感應原理而工作的，當定子繞組通過三相對稱交流電，則在定子與轉子間產生旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，在轉子回路中產生感應電動勢和電流，轉子導體的電流在旋轉磁場的作用下，受到力的作用而使轉子旋轉。下面，我們分析旋轉磁場的產生，電動機的旋轉、轉差率及轉向。

三相異步電動機要其旋轉起來先決條件是具有一個旋轉磁場，三相異步電動機的定子繞阻就是用來產生旋轉磁場的，我們知道，但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動機定子繞阻中的三個繞阻在空間位置上也差不120度，這樣，當定子繞阻通入三相電源時，字子繞阻會產生一個旋轉磁場，電流第變化一個周期旋轉磁場在空間旋轉一周，即旋轉磁場的旋轉速度與電流變化是同步的，旋轉磁場的轉速為n=60f/p式中f為電源頻率，p是磁場的極對數，n的單位是：每分鐘轉速，電動機的轉速與磁極數和使用電源的頻率有為，為此，控制電動機的轉速有兩種方法：1、改變電動機的極對數。2、變頻法，現很多是利用變頻技術控制電動機的無極變速。

旋轉磁場的旋轉方向與繞阻中電流的相序有關，相序A、B、C順時針排列，磁場則順時針旋轉，若把三根電源中的任意兩根對調，如將B相電流通入C相，，C相電流通入B相繞阻中，則相序為：C、B、A則磁場必然逆時針方向旋轉，利用這一特性我們可以很方便地改變電動機的方向。

一般情況下，電動機的實際轉速n，低于旋轉磁場n1，因為假設n=n1則轉子導條與旋轉磁場就沒有想對運動，就不會切割磁力線，也就不會產生，磁轉矩，所以轉子的轉速n必然小于n1為此，我們稱三相電動機為異步電動機。

旋轉磁場產生原理

三相異步電動機的定子鐵芯中放置三相結構完全相同的繞組U、V、W，各相繞組在空間上互差120°電角度，如下圖所示，向這三相繞組通入對稱的三相交流電，如圖（b）（c）所示。下面我們以兩極電動機為例說明電流在不同時刻時，磁場在空間的位置。

下圖（b）所示，假設電流的瞬時值為正時是從各繞組的首端流入，（用〇中間加個×表示），末端流出（用“⊙”表示），當電流為負值時，于此相反。

在ωt=0的瞬間，iu=0，iv為負值，iw為正值，如圖（c）所示，則V相電流從V2流進，V1流出，而W相電流從W1流進，W2流出。利用安培右手定則可以確定ωt=0瞬間由三相電流所產生的合成磁場方向，如圖（d）①所示?？梢娺@時的合成磁場是一對磁極，磁場方向與縱軸線方向為一致，上方式北極，下方是南極。

在ωt=π/2時，經過了四分之一周期，iu由零變為最大值，電流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍為負值，U相電流方向與（1）時一樣；iw也變為負值，W相電流由W1流出，W2流入，其合成磁場方向如圖（d）②所示，可見磁場方向已經較ωt=0時按順時針方向轉過90°。

應用同樣的分析方法可畫出ωt=π，ωt=2/3*π，ωt=2π時的合成磁場，分別如圖（d）③ ④ ⑤ 所示，由圖中可明顯地看出磁場的方向逐步按順時針方向旋轉，共計轉過360°，即旋轉了一周。

（a）簡化的三相繞組分布圖

（b）按星形連接的三相繞組接通三相電源

（c）三相對稱電流波形圖

（d）兩極繞組的旋轉磁場

由此可以得出如下結論：在三相交流電動機定子上布置有結構完全相在空間位置各相差120度電角度的三相繞組，分別接入三相對稱交流電，則在定子與轉子間所產生的合成磁場是沿定子內圓旋轉的，我們稱此為旋轉磁場。

旋轉磁場的方向

由上圖可以看出，三相交流電按U-V-W相序變化，則產生的旋轉磁場在空間上以順時針方向旋轉。

若我們任意對調電動機兩相繞組的電流相許，如：U-W-V相序，則由理論分析和實踐證明，產生的旋轉磁場以逆時針方向旋轉。由此可知，旋轉磁場的旋轉方向取決于通入繞組中的三相交流電源的相序，只要任意對調電動機的相序，則可改變旋轉磁場的方向。

旋轉磁場的速度

以上是以兩極為例，如果想要獲得四極旋轉磁場，則應把線圈的數目增加一倍，其布置如下圖（a）（b）所示。并按上述方法分析得出，合成磁場在空間的示意圖（C）。

我們比較一下這圖和上文中的那個圖中磁場的旋轉速度，不難得出：旋轉磁場的速度不僅與電流的頻率有關，還與磁極對數有關。上文圖（d）中，當三相交流電變化一周后（即每相經過360°電角），其所產生的旋轉磁場也正好旋轉一周。故在兩極電動機中旋轉磁場的轉速等于三相交流電的變化速度。

即n1=60f1=3000轉/分

旋轉磁場的速度等于三相交流電變化速度的一半，即n1=（60/2）f1=1500轉/分。故當磁極對數增加一倍，則旋轉磁場的速度減少一半。

同理，通過理論分析可得出旋轉磁場的轉速為：n1=60f1/P，上述公式中

n1：表示旋轉磁場的轉速，單位轉/分；

f1：表示三相交流電源的頻率，單位赫；

P：表示磁極對數；

旋轉磁場的轉速n1又稱為同步轉速。我國三相交流頻率規定50Hz，因此兩極旋轉速度是3000轉/分，四極的為1500轉/分，六極為1000轉/分等。

三相異步電動機要其旋轉起來先決條件是具有一個旋轉磁場，三相異步電動機的定子繞阻就是用來產生旋轉磁場的，我們知道，但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動機定子繞阻中的三個繞阻在空間位置上也差不120度，這樣，當定子繞阻通入三相電源時，字子繞阻會產生一個旋轉磁場，電流第變化一個周期旋轉磁場在空間旋轉一周，即旋轉磁場的旋轉速度與電流變化是同步的，旋轉磁場的轉速為n=60f/p式中f為電源頻率，p是磁場的極對數，n的單位是：每分鐘轉速，電動機的轉速與磁極數和使用電源的頻率有為，為此，控制電動機的轉速有兩種方法：1、改變電動機的極對數。2、變頻法，現很多是利用變頻技術控制電動機的無極變速。

旋轉磁場的旋轉方向與繞阻中電流的相序有關，相序A、B、C順時針排列，磁場則順時針旋轉，若把三根電源中的任意兩根對調，如將B相電流通入C相，，C相電流通入B相繞阻中，則相序為：C、B、A則磁場必然逆時針方向旋轉，利用這一特性我們可以很方便地改變電動機的方向。

一般情況下，電動機的實際轉速n，低于旋轉磁場n1，因為假設n=n1則轉子導條與旋轉磁場就沒有想對運動，就不會切割磁力線，也就不會產生，磁轉矩，所以轉子的轉速n必然小于n1為此，我們稱三相電動機為異步電動機。

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