先看圖。當馬蹄形永久磁鐵1旋轉起來以后(圖中標出的方向為順時針方向),其N極和S極之間的磁力線也隨之旋轉。處于N、S極之間的金屬環2的兩個邊就處于切割上述磁力線的狀態中,只是切割的方向與磁鐵旋轉的方向剛好相反,即為反時針方向。根據電磁感應定律,此時金屬環中就會產生感應電流,它的流動方向用右手定則來判定,應為右圖中所標出的方向:
這樣金屬環就成為一個處在磁場中的通電導體了。通電導體在磁場中將受到電磁力的作用,其受力方向用左手定則判定。圖中金屬環處在磁場中的兩個邊的受力方向剛好和磁鐵旋轉的方向相同,即順時針方向。金屬環受力后,產生一個力矩,并以其軸心為旋轉中心沿順時針方向旋轉起來,但它的旋轉速度始終不會達到磁鐵旋轉的速度。可以想象,如果達到了磁鐵的旋轉速度,它和磁鐵之間就沒有了相對運動,也就不再切割磁力線了,不切割磁力線就不會產生感應電流,當然也就沒有了電磁力的作用,即沒有了旋轉的動力,勢必使其減速和磁鐵拉開距離。這種金屬環和磁鐵旋轉轉速不相同的現象,被形象地稱為“不同步”或“異步”。
電動機的定子由重疊的繞組偏移120°的電角度組成,當我們將初級繞組或定子連接到三相交流電源時,它建立了以同步速度旋轉的旋轉磁場。
旋轉后的秘密:根據法拉第定律,在任何電 路中感應的電動勢都是由于通過電路的磁通量變化率。由于感應電動機中的轉子繞組通過外部電阻閉合或直接由端環短路,并切斷定子旋轉磁場, 因此在轉子銅條中感應出電動勢,并且由于該電動勢,電流流過轉子導體。這里,旋轉磁通和靜態轉子導體之間的相對速度是電流產生的原因;因此根據倫茨定律,轉子將以相同的方向旋轉以減小原因,即相對速度。
因此,從三相感應電動機的工作原理可以看出,轉子速度不應達到定子產生的同步速度。如果速度變得相等,則沒有這樣的相對速度,因此在轉子中沒有感應出電動勢,并且沒有電流流動,因此不會產生扭矩。因此,轉子不能達到同步速度。定子(同步速度)和轉子速度之間的差異稱為滑差。所述的旋轉磁場在感應電動機的優點在于,需要將轉子被制成沒有電連接。
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