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2013注評《機電設備評估基礎》預習：三相異步電動機工作原理
第二章 傳動裝置與電機
知識點十四、三相異步電動機的工作原理
基本原理：通入定子繞組的三相電流共同產生的合成磁場隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉，稱為旋轉磁場。旋轉磁場切割轉子鐵芯槽中的導體，在閉合的導體中產生電流，轉子導體電流與旋轉磁場相互作用產生電磁轉矩而使轉子旋轉。
需要解決的兩個問題：轉子如何受力（分析轉子繞組）；旋轉磁場如何產生（分析定子繞組）。
轉子如何受力：1.在旋轉磁場的作用下，轉子繞組的導體中會產生感應電流，方向由右手定則判定；2.感應電流在磁場中，會受力，力的方向用左手定則判定。
【拓展】右手定則判斷感應電流。方法是：伸開右手，使大拇指跟其余四個手指垂直并且都跟手掌在一個平面內，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向導體運動方向，則其余四指指向感應電流的方向。
左手定則判斷受力方向。方法是：伸開左手，讓磁感線穿入手心（手心對準N極，手背對準S極），四指指向電流方向，那么大拇指的方向就是導體受力方向。
三相異步電動機的三相定子繞組U1－U2、V1－V2、W1－W2以Y形（星形）聯接方式與三相電源相接，便有對稱電流流入。
在ωt＝0的瞬間，定子繞組中電流的方向：U相電流為零；
V相電流自V2流向V1；
W相電流自W1流向W2。
將各相電流產生的磁場相加得到合成磁場，其方向由上向下。
【拓展】通電直導線中的安培定則：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環繞方向。
在ωt＝60°瞬間及ωt＝120°瞬間，定子中各相電流的方向及三相電流產生的合成磁場的方向在空間依次轉過了60°。
旋轉磁場的旋轉方向與電流的相序一致，旋轉磁場的速度正比于電源頻率f，而與旋轉磁場的磁極對數P成反比。當轉速以每分鐘計算時，旋轉磁場的轉速可表示為：
F─電源頻率（50次/秒）；
P─磁極 對數
電動機的轉子轉速與旋轉磁場的轉速并不相等。因為轉子的轉速和旋轉磁場的轉速相等，則轉子導體與旋轉磁場間沒有相對運動，導體內產生不了電動勢和電流，因而也就沒有電磁力，所以電動機轉速與旋轉磁場的差異是保證電動機旋轉的必要條件。三相異步電動機轉子的轉n小于旋轉磁場的轉速，其相差的程度常用轉差率S表示，即轉差率
電機轉速
轉差率是分析異步電動機運行情況的一個重要參數。當電動機通電而轉子未轉動時（如在起動最初瞬間或電動機嚴重過載而堵轉時），n＝0，則S＝1；當轉子空載運行時，其轉速非常接近旋轉磁場轉速，則S≈0.因此，異步電動機的轉差率在0～1范圍內變化，即0＜S＜1。
通常在額定負載下的轉差率約為0.01～0.06.
【提示】若要使電動機轉子反向轉動，只需將接于三相電源的三相繞組中的任意兩根對調位置，使旋轉磁場反向旋轉即可。
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