异步发电机工作原理详解

异步发电机是根据电磁感应原理，并借助于转子铁心的剩磁和定子绕组输出端所并联的电容器而工作的。

如图3-14所示，在三相异步电机定子绕组的输出端并联一组电容器，当转子被原动机驱动而旋转时，转子中的剩磁磁场便切割定子绕组，结果在定子绕组中产生一定的感应电动势，该电动势称为剩磁电动势。剩磁电动势经电容器产生超前于电动势一定相位角的容性电流。

容性电流在定子绕组中产生电枢反应磁通，该磁通具有助磁作用，它增强转子中原来的剩磁通，使感应电动势升高，进而引起定子绕组中的容性电流增大。如此循环，直到电机的铁心达到或接近饱和状态为止。此时，感应电动势便稳定于某一数值而不再变化。异步发电机自激建压的详细情况如下。

若三相异步发电机的各相定子绕组彼此对称，在略去定子绕组内阻r和漏抗X_漏的情况下，则电容器成为异步发电机的纯容性负载，结果各相电流I_A、I_B、I_C分别超前于对应相电动势E_A、E_B、E_C90°电角度。各相电动势和电流的矢量关系如图3-15a所示、各相电动势的波形如图3-15b所示、各相电流的波形如图3-15c所示。(www.xing528.com)

在ωt₁瞬间，假设转子的剩磁磁场的方向处于图3-15d中ϕ_剩所示的位置，因为转子沿顺时针方向旋转，则A相电动势为正最大值，B相和C相电动势为负最大值，B相和C相电动势均为负值，各相电动势的方向如图3-15d中小圆圈外边的符号“×”和“•”所示，“×”表示去向，“•”表示来向。此时，A相电流为零、B相电流为正值、C相电流为负值，各相电流的方向如图3-15d中小圆圈内的符号“×”和“•”所示。由右手定则可知，定子绕组中的容性电流所形成的电枢磁通ϕ_剩的方向相同，显然ϕ_枢具有助磁作用。不言而喻，定子绕组中的容性电流（无功电流）起着激励电流的作用。只要转子的剩磁磁场足够强，只要电容器的容量选择得当，使ϕ_枢足够大，异步发电机便可自激建立电压。

图3-14 异步发电机原理图

图3-15 异步发电机的自激原理