异步电动机是目前应用最广泛的一种电动机,其工作原理基于电磁感应。
异步电动机的基本构成是由定子和转子组成。定子是由三相绕组绕制成,分别为A相、B相和C相,其相隔120度。三相绕组分别连在三相交流电源上,通过电源供给的三相电流在定子中形成旋转磁场。转子是由导体构成的圆盘,其内部有一定数量的切割铜片,称为绕组。转子在定子磁场的作用下,由于其绕组中的电流感应产生电磁转矩,从而使转子开始旋转。
当三相电源接通后,流经绕组的电流会在定子上形成一定的磁场。这个磁场是随着三相电流的变化而不断旋转的,即旋转磁场。而转子由于受到磁场作用,会发生感应电动势,并形成感应电流。这个感应电流会在转子上形成一定的磁场,称为转子磁场。
由于定子磁场是旋转的,而转子磁场是静止的,因此二者之间会形成转子与定子之间的转子磁场和定子磁场之间的磁场差,也即转矩。根据楞次定律,产生的转子磁场会与定子磁场相互作用,从而形成电磁转矩。这个电磁转矩会使转子开始转动,且方向与旋转磁场的方向相同或相反。
此时,由于转子开始旋转,其导体中会感应出新的感应电动势,从而在导体中形成一个新的电流。这个电流会产生新的磁场,称为感应电磁场。感应电磁场与定子旋转磁场作用后,会使得转子进一步转动。而随着转子的转动,新的感应电磁场又会形成新的电流,如此循环往复,从而使得转子不断加速,直到达到与旋转磁场同步转速,也即转子与定子同步。
总结起来,异步电动机的基本工作原理是利用定子和转子之间的磁场相互作用,从而产生电磁转矩,使转子开始转动,并随着转子的转动产生的感应电磁场产生新的电磁转矩,进一步加速转子的旋转,直到与旋转磁场同步转速。
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