1-4. AC电动机的动作原理2(旋转磁场)

1-4-1. 阿拉戈圆盘到定子和转子的替换

将阿拉戈圆盘替换为AC电动机的内部结构进行说明。
定子是N极·S极的电磁石模型,转子是长方形的线圈模型。

图:阿拉戈圆盘到定子和转子的替换
右手定律 ①磁通发生
(定子中有电流流过)
②导体移动
(定子和转子的位置变化)
||
③感应电流发生
(转子中有感应电流流过)
左手定律 ④磁通发生
(定子中有电流流过)
⑤感应电流发生
(③的结果)
||
⑥力发挥作用<
(转子旋转)
根据右手定律,线圈中有感应电流流过 根据左手定律,线圈旋转
根据右手定律,线圈中有感应电流流过 根据左手定律,线圈旋转

将闭合的线圈置于磁界中,并使外部的磁铁沿顺时针方向旋转。
这样,线圈中会产生感应电流。电流流过时,与磁界相互作用,在线圈上产生力。
1-3. AC电动机的动作原理1(阿拉戈圆盘)相同,线圈开始向与磁铁相同的方向旋转。

实际转子为了高效地取出旋转力,由多个重叠的线圈组成。

図:実際のローター

使用铝和铁,多个线圈重叠的转子称为笼型转子。
在笼型转子中,电流在铝部分流过。

1-4-2. 旋转磁场(单相电源·三相电源)

定子围绕转子旋转,使转子旋转。这种旋转的磁界称为旋转磁场。
说明AC电动机是如何产生旋转磁场的。

单相电源的情况―利用电容器的相位差

驱动单相电源的电动机内部有主绕组和辅助绕组两个绕组。

图:驱动单相电源的电动机内部的主绕组和辅助绕组

主绕组直接连接到电源,辅助绕组通过电容器连接到电源。
主绕组直接流过电源的电流。相对地,辅助绕组流过通过电容器的电流。
在单相电源运行时,使用进相电容器创造出接近2相电源的波形,以产生旋转磁场。

图:利用电容器的相位差

接通单相电源后,重复①~④的现象。

主绕组加电压,辅助绕组不加电压。主绕组的磁极产生N极和S极。
辅助绕组加电压,主绕组不加电压。辅助绕组的磁极产生N极和S极。
主绕组加电压,辅助绕组不加电压。主绕组的磁极产生与①时相反的磁极。
辅助绕组加电压,主绕组不加电压。辅助绕组的磁极产生与②时相反的磁极。

这样,定子产生的磁界朝右旋转变化。

相关信息

关于AC电动机的安装、配线,在本e学习的后半部分准备了视频。

三相电源的情况―电源的相位差

在单相电动机中,有主绕组和辅助绕组两个绕组,而在三相电动机中,由三个绕组构成。
假设电源侧分别为U、V、W,那么有U-V、V-W、W-U三种连接方式。这些绕组直接连接到电源。

图:三相电动机的三个绕组

在三相电源的U、V、W电源线中,相位相差120°。
利用这个相位差来产生旋转磁场,因此不需要像单相那样连接电容器。

图:电源的相位差

相关信息

关于AC电动机的安装和配线,在本e学习的后半部分准备了视频。

总结

AC电动机通过在定子上产生旋转磁场来旋转。

单相电源通过连接电容器创造出接近2相电源的波形,从而产生旋转磁场。

三相电源由于本身具有相位差,直接连接到电源就能产生旋转磁场。