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理解三相电机工作原理的基础思路和转子的速度计算公式

2022年05月20日18:34 

 三相电机的工作原理是由英国物理学家迈克尔·法拉第在1830年发现的电磁感应原理。法拉第注意到,当将线圈或线圈等导体置于变化的磁场中时,会产生导体中产生的感应电动势或EMF。他还观察到,在导体(如电线)中流动的电流会产生磁场,并且磁场会随着电线中电流的大小或方向的变化而变化。这通过将电场的卷曲与磁通量的时间变化率联系起来以数学形式表示:

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 这些原理构成了理解三相电机工作原理的基础。


 三相电机(在数字上也标注为三相电机)在工业中得到广泛应用,并且由于其相对简单、可靠且使用寿命长,已成为许多机械和机电系统的主力军。三相电机是一种感应电机的一个例子,也称为异步电机,它使用电磁感应原理运行。虽然也有单相感应电机可供选择,但这些类型的感应电机在工业应用中的使用频率较低,但广泛用于家用应用,例如真空吸尘器、冰箱压缩机和空调,由于在家庭和办公室中使用单相交流电源。


 下面的图3是法拉第感应定律的说明。请注意,EMF的存在取决于磁铁的运动,这会导致存在变化的磁场。

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 对于感应电动机,当定子由三相电能源供电时,每个线圈都会产生一个磁场,其磁极(北或南)会随着交流电流在一个完整的周期中振荡而改变位置。由于交流电流的三相中的每一个相移了120 o,三个线圈的磁极性在同一时刻并不完全相同。这种情况会导致定子产生所谓的RMF或旋转磁场。当转子位于定子线圈的中心时,来自定子的变化磁场会在转子线圈中感应出电流,进而导致转子产生相反的磁场。转子磁场试图将其极性与定子磁场的极性对齐,结果是将净扭矩施加到电机轴上,并在试图使其磁场对齐时开始旋转。请注意,在三相感应电机中,与转子没有直接的电气连接;磁感应使电机旋转。


 对于三相感应电机,转子试图与定子的RMF保持对齐,但从未实现,这就是感应电机也称为异步电机的原因。导致转子速度滞后于RMF速度的现象称为滑差,表示为:

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