题目

三相异步电动机的旋转磁场是如何形成的?

提问时间：2021-01-14

答案

三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W,各相绕组在空间上互差120°电角度,如下图所示,向这三相绕组通入对称的三相交流电,如图（b）（c）所示.下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时,磁场在空间的位置.

下图（b）所示,假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入,（用〇中间加个×表示）,末端流出（用“⊙”表示）,当电流为负值时,于此相反.

在ωt=0的瞬间,iu=0,iv为负值,iw为正值,如图（c）所示,则V相电流从V2流进,V1流出,而W相电流从W1流进,W2流出.利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向,如图（d）①所示.可见这时的合成磁场是一对磁极,磁场方向与纵轴线方向为一致,上方式北极,下方是南极.

在ωt=π/2时,经过了四分之一周期,iu由零变为最大值,电流由首端U1流入,末端U2流出；iv仍为负值,U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值,W相电流由W1流出,W2流入,其合成磁场方向如图（d）②所示,可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°.

应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场,分别如图（d）③ ④ ⑤ 所示,由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转,共计转过360°,即旋转了一周

（a）简化的三相绕组分布图

（b）按星形连接的三相绕组接通三相电源

（c）三相对称电流波形图

（d）两极绕组的旋转磁场

由此可以得出如下结论：在三相交流电动机定子上布置有结构完全相在空间位置各相差120度电角度的三相绕组,分别接入三相对称交流电,则在定子与转子间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的,我们称此为旋转磁场.