交流电机磁场计算(交流电机工作原理之旋转磁场RMF是如何产生的)

目前,感应异步电机和永磁同步电机是新能源汽车上应用最广泛的两种交流电机,它们都是利用定子产生的旋转磁场驱动转子旋转从而输出转矩,那么旋转磁场RMF是怎么产生的?谷老师带你一探究竟。

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三相定子绕组星形连接 p=1

定子绕组一般采用星形连接,三相绕组U1U2、V1V2、W1W2,它们在空间上互差120°对称排列,为了简化说明,每个绕组只有一个线圈,即电机的极数是1。

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通电直导线的右手螺旋定则

通电直导线的周边会产生磁场,磁场的方向可以通过右手螺旋定则判断。用右手握住通电直导线,大拇指指向电流方向,四指指向就是通电导线周围磁场的方向。那么,如果给三相对称绕组通以三相交流电,会产生怎样的磁场呢?

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0°位置合成磁场的方向

根据三相对称电流的特点,选取几个特殊的位置进行观察。当位于0°时,U1U2绕组中电流为零;V1V2绕组中电流为负,电流从V2流向V1;W1W2绕组中电流为正,电流从W1流向W2;由右手螺旋定则可得,合成磁场的方向向下。

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60°位置合成磁场的方向

当位于60°时,U1U2绕组中的电流为正,电流从U1流向U2;V1V2绕组中的电流为负,电流从V2流向V1;W1W2绕组中无电流;由右手螺旋定则可得,合成磁场的方向顺时针旋转了60°。

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120°位置合成磁场的方向

当位于120°时,U1U2绕组中的电流为正,电流从U1流向U2;V1V2绕组中无电流;W1W2绕组中的电流为负,电流从W1流向W2;由右手螺旋定则可得,合成磁场的方向顺时针旋转了120°。

由此可见,当定子绕组中的电流变化一个周期时,合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断周期性变化,合成的磁场也不断地旋转,因此形成旋转磁场简称RMF。

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三相定在绕组 p=2

当每相绕组有两个线圈串联,绕组的始端之间相差60°空间角时,即极数p=2,产生的旋转磁场具有两对磁极。同理,还可以产生3对、4对旋转的磁极。

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逆时针旋转的磁场

旋转磁场的方向是由三相绕组中的电流相序决定的,只要改变通入定子绕组的电流相序,即将三根电源线中的任意两根对调,就可以改变旋转磁场的方向,因此,转子的旋转方向也跟着改变,这就是倒挡的控制原理。

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