三相交流异步电动机也是用三相交流电产生的旋转磁场来带动电动机转子旋转的,转子不是永磁的也不是线绕电磁的,在转子铁芯上镶嵌着一个”鼠笼”。下图是一个铜制的鼠笼,由多根铜条与两个铜端环组成,铜条与铜端环有良好的电连接。

图1–转子的鼠笼

把鼠笼放在有旋转磁场的定子铁芯中间,在定子芯绕组通上三相交流电产生旋转磁场,会看到鼠笼会跟着旋转磁场旋转。因为磁场旋转时,鼠笼的铜条切割磁力线产生电流,而有电流的铜条又受到磁力的作用,于是鼠笼便旋转起来。

下面四幅图是鼠笼随磁场旋转的动画截图,为使画面清楚,仅显示旋转磁场与鼠笼电流的方向。感生电流的方向可用右手定则判断,铜条受力方向按左手定则判断。图中标有磁力线与旋转方向,铜条端面的颜色代表电流的方向。绿色表示电流指向屏幕外,红色表示电流指向屏幕内,黄色表示无电流,电流变化用颜色变化表示。图2是电流变化周期为0度时磁场与电流方向:

图2–鼠笼随磁场旋转动画截图(0度)

图3是电流变化周期为90度时磁场与电流方向:

图3–鼠笼随磁场旋转动画截图(90度)

图4是电流变化周期为180度时磁场与电流方向:

图4–鼠笼随磁场旋转动画截图(180度)

图5是电流变化周期为270度时磁场与电流方向:

图5–鼠笼随磁场旋转动画截图(270度)

显然,鼠笼是不可能与磁场同步旋转的,只有鼠笼比磁场转的慢才有鼠笼与磁场的相对转动,才能切割磁力线感生电流,感生电流在洛伦兹力作用下推动鼠笼转子异步旋转。鼠笼与磁场转速之差称为转差,转差大则感生电流大,电流大则力大,力大则增加鼠笼转速。转差与力会形成平衡,鼠笼转速将稳定在某一转差值。

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