三相异步电动机的工作原理

出处：按学科分类—农业科学 河南科学技术出版社《简明农机手册》第118页（1588字）

三相异步电动机是利用旋转磁场和电磁感应原理工作的。电流可以产生磁场(图2－4)，在三相异步电动机的定子绕组中，通入三相交流电，就会产生一个旋转磁场。对于三相绕组形成的一对磁极的旋转磁场来说，电流变化一个周期，旋转磁场转一周。也就是说，旋转磁场每秒钟的转数等于交流电的频率f，如用n₁表示旋转磁场每分钟的转速，则

图2－4 三相异步电动机的工作原理

1．转轴 2．转子 3．定子 4．定子绕组 5．转子绕组

n₁=60f

对于两对磁极的电动机，电流变化一周，旋转磁场只转过一对磁极位置。即在空间只转了半圈，所以旋转磁场的转速为60f／2。依次类推，当电动机有P对磁极时，旋转磁场的转速n₁与电流频率f和磁极对数P的关系为

从上式知，三相电动机磁极对数越多，其同步转速就越低。农机配套品种繁杂，需要不同转速的三相电动机，因此要特别注意三相电动机的功率数和转速。这可从电动机的产品型号中看出，在产品型号的第二段规格代号中末一项为电机极数(极数=P×2)，数字2代表一对磁极，转速为3000r／min；数字4代表两对磁极，转速为1500r／min。

假设旋转磁场以n₁的转速顺时针旋转，则转子中的笼条被旋转磁场的磁力线切割，在笼条中产生电动势。由于转子笼条被短路环短接着，因此在感应电势的作用下，转子鼠笼中将产生与感应电势方向一致的感应电流。感应电流受到旋转磁场电磁力作用，在转子上形成转矩，于是转子在转矩的作用下沿着旋转磁场的方向旋转起来。

转子的转速必须小于旋转磁场的转速。因为如果转子的转速与旋转磁场的转速相等，则转子与旋转磁场之间便没有相对运动，转子导体不再切割磁力线，也就不能产生感应电势和电流，转子也就不能转动。因此，转子的转速一定要小于旋转磁场的转速，两个转速不能同步，所以将这种电动机叫做异步电动机。

用n₂表示电动机的额定转速，则同步转速n₁与n₂之差叫转速差，简称转差。转差与同步转速之比称为异步电动机的转差率。转差率S按下式计算：

在正常运行时，电动机的转速一般比同步转速低1%～6%(计算时可取平均值3．5%)。

按上述计算，可列出磁极与转速的对应关系，见表2－5。

表2－5 三相异步电动机磁极与转速的关系

注：表中额定转速，是按比同步转速降低3．5%(取1%～6%的中间数)进行计算的值。

可见，若已知异步电动机磁极数或电动机型号(型号中标有磁极数)，即可按上式计算出同步转速，再比同步转速低1%～6%(可取平均值3．5%)，就可算出额定转速的大概范围。有时会遇到这样的问题：要为某种农机具配套电动机，只知选配的电动机型号Y132S1－2，但不知该型号电动机转速为多少?能否与农机具转速相适应?这时就可利用上式进行计算，从电动机型号中看出磁极数为2，即可求得

概算电动机额定转速=3000×(1－3．5%)≈2900r／min