目前,感應非同步電機和永磁同步電機是新能源汽車上應用最廣泛的兩種交流電機,它們都是利用定子產生的旋轉磁場驅動轉子旋轉從而輸出轉矩,那麼旋轉磁場RMF是怎麼產生的?谷老師帶你一探究竟。
定子繞組一般採用星形連線,三相繞組U1U2、V1V2、W1W2,它們在空間上互差120°對稱排列,為了簡化說明,每個繞組只有一個線圈,即電機的極數是1。
通電直導線的周邊會產生磁場,磁場的方向可以透過右手螺旋定則判斷。用右手握住通電直導線,大拇指指向電流方向,四指指向就是通電導線周圍磁場的方向。那麼,如果給三相對稱繞組通以三相交流電,會產生怎樣的磁場呢?
根據三相對稱電流的特點,選取幾個特殊的位置進行觀察。當位於0°時,U1U2繞組中電流為零;V1V2繞組中電流為負,電流從V2流向V1;W1W2繞組中電流為正,電流從W1流向W2;由右手螺旋定則可得,合成磁場的方向向下。
當位於60°時,U1U2繞組中的電流為正,電流從U1流向U2;V1V2繞組中的電流為負,電流從V2流向V1;W1W2繞組中無電流;由右手螺旋定則可得,合成磁場的方向順時針旋轉了60°。
當位於120°時,U1U2繞組中的電流為正,電流從U1流向U2;V1V2繞組中無電流;W1W2繞組中的電流為負,電流從W1流向W2;由右手螺旋定則可得,合成磁場的方向順時針旋轉了120°。
由此可見,當定子繞組中的電流變化一個週期時,合成磁場也按電流的相序方向在空間旋轉一週。隨著定子繞組中的三相電流不斷週期性變化,合成的磁場也不斷地旋轉,因此形成旋轉磁場簡稱RMF。
當每相繞組有兩個線圈串聯,繞組的始端之間相差60°空間角時,即極數p=2,產生的旋轉磁場具有兩對磁極。同理,還可以產生3對、4對旋轉的磁極。
旋轉磁場的方向是由三相繞組中的電流相序決定的,只要改變通入定子繞組的電流相序,即將三根電源線中的任意兩根對調,就可以改變旋轉磁場的方向,因此,轉子的旋轉方向也跟著改變,這就是倒擋的控制原理。