机电设备驱动技术实训_10机电1(6)

2三相异步电动机变频调速控制

2.1 三相异步电动机工作原理

三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋

转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。如图2.2所示，U1U2, V1V2, W1W2为三相定子绕组，

在空间彼此相隔120°，接成Y形。三相绕组的首端U1, V1, W1接在三相对称电源上，

有三相对称电流通过三相绕组。设电源的相序为U, V, W, 的初相角为零，如图4.6

波形图所示。设iu sinwt，iv sin(wt 1200)，iw sin(wt 1200)。为了分析方便，假

设电流为正值时，在绕组中从始端流向末端，电流为负值时，在绕组中从末端流向首

端。当wt 00的瞬间，iu 0，iv为负值，iw为正值，根据”右手螺旋定则”，三相电

流所产生的磁场叠加的结果，便形成一个合成磁场，如图2.1（a）所示，可见此时的

合成磁场是一对磁极（即二极），右边是N极，左边是S极。

图2.1步进电机工作原理 图2.2 三相交流电流波形图

空间120度对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时，产生的合成磁场为

极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋转一周，即两个极距；某相绕组中电流达

到最大值时，磁极轴线恰好旋转到该相绕组轴线上。当wt=900时，即经过1/4周期后，

iu由零变成正的最大值，iv仍为负值，iw已变成负值，如图2.1（b）所示，这时合成

磁场的方位与wt=00时相比，已按逆时针方向转过了90°。应用同样的方法，可以得

出如下结论：当wt=1800时，合成磁场就转过了180°，如图2.1（c）所示；当wt=3000

时合成磁场方向旋转了300°，如图2.1（d）所示；当wt=3600时合成磁场旋转了360°，

即转1周，如图2.1（a）所示。由此可见，对称三相电流iu,iv,iw分别通入对称三相

绕组U1U2, V1V2, W1W2中所形成的合成磁场，是一个随时间变化的旋转磁场。

以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况，当定子绕组连接形成的是两对磁极

时，运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期，磁场只转动了半圈，即转速

减慢了一半。由此类推，当旋转磁场具有p对极时（即磁极数为2p），交流电每变化一