三相交流电动机的工作原理

我们已对单相交流电动机的工作过程有所了解，那么三相交流电动机是如何实现电能到机械能转换的呢？下面我们将深入到三相交流电动机的工作原理中，以三相交流异步电动机为例，介绍这一工作过程。

1.三相交流异步电动机的转动原理

三相交流异步电动机是由转子和定子两部分构成的，定子的结构是圆筒形，套在转子的外部，电动机的转子是圆柱形的，位于定子的中空部位。三相交流电加到定子绕组中，由定子绕组产生的旋转磁场使转子旋转。图3-31所示为典型三相交流异步电动机的转动原理。

【注意】

这里n始终不会加速到n₀，因为只有这样，转子导体（绕组）与旋转磁场之间才会有相对运动而切割磁力线，转子导体（绕组）中才能产生感应电动机和电流，从而产生电磁转矩，使转子按照旋转磁场的方向连续旋转。定子磁场对转子的异步转矩是异步电动机工作的必要条件，“异步”的名称也由此而来。

2.三相交流异步电动机定子磁场的形成过程

三相交流异步电动机需要三相交流电为其提供工作条件，而满足工作条件后，三相交流异步电动机的转子外侧会形成沿定子内圆旋转的磁场，从而使异步电动机的转子旋转，实现能量转换。

图3-29 三相交流电动机在工农业生产型机械中的应用

图3-30 日常生活中的电力拖动系统

图3-31 典型三相交流异步电动机的转动原理

（1）三相交流电的相位关系

三相交流电是指三根交流电源线同时供电的方式，这三根线供电的电压峰值和频率都是相同的，只是三线的电流和电压的相位互相差120°，在任一时刻都是按正弦波的规律变化的。图3-32所示为三相交流电的相位关系。

图3-32 三相交流电的相位关系(www.xing528.com)

（2）三相交流异步电动机旋转磁场的形成过程

三相交流异步电动机的定子绕组镶在定子铁心的槽中，定子铁心与外壳结合在一起。三相绕组在圆周上呈空间均匀分布，每一组绕组都是多圈构成的，且都是由两组对称分布的绕组构成的。图3-33所示为三相交流异步电动机定子的结构示意图。

图3-33 三相交流异步电动机定子的结构示意图

【注意】

三相交流电源变化一个周期，三相交流异步电动机的旋转磁场转过1/2转，每一相定子绕组分为两组，每组有两个绕组，相当于两个定子磁极。

三相交流电源加到定子线圈上三相交流异步电动机旋转磁场的形成过程，如图3-34所示。

（3）三相交流异步电动机合成磁场的方向

三相交流异步电动机合成磁场是指三相绕组产生的旋转磁场的总和。当三相交流异步电动机三相绕组加入交流电源时，由于三相交流电源的相位差为120°，绕组在空间上呈120°对称分布，因而可根据三相绕组的分布位置、接线方式、电流方向和时间判别合成磁场的方向。图3-35所示为三相交流异步电动机合成磁场在不同时间段的变化过程。

图3-34 三相交流异步电动机旋转磁场的形成过程

图3-35 三相交流异步电动机合成磁场在不同时间段的变化过程

图3-35 三相交流异步电动机合成磁场在不同时间段的变化过程（续）