三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為:n=60f/p(1-s)
f代表電源頻率
P為極對數(shù)
n'代表轉(zhuǎn)差率
s代表轉(zhuǎn)差率
三相異步電動機轉(zhuǎn)速是分級的,是由電機的“極數(shù)”決定的。
三相異步電動機“極數(shù)”是指定子磁場磁極的個數(shù)。定子繞組的連接方式不同,可形成定子磁場的不同極數(shù)。選擇電動機的極數(shù)是由負(fù)荷需要的轉(zhuǎn)速來確定的。電動機的電流只跟電動機的電壓、功率有關(guān)系。
三相交流電機每組線圈都會產(chǎn)生N、S磁極,每個電機每相含有的磁極個數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對出現(xiàn)的,所以電機有2、4、6、8……極之分。
在中國,電源頻率為50赫,所以二極電機的同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,四極電機的同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分,以此類推。異步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于或高于其旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,異步之名由此而來。異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之差(稱為轉(zhuǎn)差)通常在10%以內(nèi)。
因為如此,所以三相異步電動機的實際轉(zhuǎn)速會比上述的同步轉(zhuǎn)速偏低。如6的同步轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn),其實際轉(zhuǎn)速一般為960轉(zhuǎn)/分鐘。
異步電動機的同步轉(zhuǎn)速是指定子繞組在通入三相電源后,產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是指轉(zhuǎn)子在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速,即異步電動機的輸出轉(zhuǎn)速。大家一定不要將同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相混淆,這也是異步電動機和同步電動機得主要區(qū)別。
三相交流電源為正弦波形,相位差為120°,同樣,異步電動機的三相定子繞組也互差120°。
為了方便初學(xué)者理解,先從一個周期(T)內(nèi)定子的磁勢變化來切入討論。
大家都知道,正弦電流
I = Imax·sinωt ;其中ω = 2∏f = 2∏/T
可見,當(dāng) t 從0變化到T 時,Imax正好旋轉(zhuǎn)了360°。
根據(jù)磁勢公式
F = N·i ;
可推導(dǎo)出,通入電流的導(dǎo)體的磁勢是跟隨電流變化的,所以,定子電流的一個周期變化對應(yīng)了定子磁勢的一個周期變化。
綜上,異步電動機的定子在通入電流后,其旋轉(zhuǎn)磁場的角速度和定子電流的角速度是一樣的。既然旋轉(zhuǎn)磁場在一個電流周期內(nèi)正好旋轉(zhuǎn)一周,那么,電流的頻率也就是旋轉(zhuǎn)磁場每秒的轉(zhuǎn)速。由于對轉(zhuǎn)速采用的時間單位通常是分鐘,所以可得出旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為60f。
另外,異步電動機得同步轉(zhuǎn)速與電動機得極對數(shù) P 成反比,最后得出同步轉(zhuǎn)速公式為:
n=60f/P
大家一定不要把異步電動機的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速混淆,實際上,異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速存在一個差值,這個差值是怎么產(chǎn)生的呢?為什么必須存在這個差值呢?
轉(zhuǎn)子如果想要旋轉(zhuǎn),就必須有電流流過轉(zhuǎn)子,而異步電動機的轉(zhuǎn)子電流實際上是在定子磁場中的感應(yīng)電流,如果轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生感應(yīng)電流,就無法產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。這也是異步電動機的另一個名字——感應(yīng)電動機的由來 。那么轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流是怎樣得到的呢?根據(jù)左手定則可知,切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。 如果轉(zhuǎn)子與同步磁場沒有轉(zhuǎn)速差,勢必不能實現(xiàn)磁力線的切割運動,也就無法產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場保持一定的速度差,才會產(chǎn)生切割磁力線的運動。
電機學(xué)中用轉(zhuǎn)差率來描述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之間的速度差異,即
s=(n1-n2)/n1
式中 n1 ——同步轉(zhuǎn)速;n2 ——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速; s為轉(zhuǎn)差率。
根據(jù)轉(zhuǎn)差率公式和同步轉(zhuǎn)速公式,我們便可以推導(dǎo)出異步電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
n2= n1(1-s)
本文只是從原理上描述相關(guān)概念,實際應(yīng)用中,由于定子、轉(zhuǎn)子的電磁變換受諸多因素影響,如磁導(dǎo)率、氣隙、漏磁、阻抗等等,運算條件較復(fù)雜。
異步電動機的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就先寫這些,如果大家有不明白的歡迎留言討論。
另外,如果我在描述語言上存在歧義和誤導(dǎo),歡迎大家提出更正。