J2421型三相电机

除对仪器的外观和工艺装配按技术指标进行检测以外，观察当供电线电压为10伏，线电流为150毫安时，放在电磁式旋转磁场中的磁针、铝框、鼠笼是否能正常转动，能转动者为合格。

J2420型手摇三相交流发电机作为供电电源时，发电机采用星形接法。

是指当电机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

本仪器包括永磁式旋转磁场和电磁式旋转磁场、磁针、铝框和塑料框、鼠笼式转子和支座等部分，见图38－1。

蹄形磁铁：用两块铁氧体嵌在一个铁制蹄形支架里构成。铁架总高100毫米，宽95毫米，厚25毫米。

电磁式旋转磁场：由间隔互为120°的三个线圈构成，每个线圈分别用直径0．21毫米的高强度漆包线绕400匝，并分别用黄、绿、红三色调丝带捆扎牢固。三个线圈按星形（Y）接法连接好。

磁针：为翼形，长40毫米，中间装嵌玻璃轴眼。

铝框和塑料框：铝框用厚0．5毫米铝板围成，长40毫米，高60毫米，宽7毫米。塑料框的尺寸与铝框完全一样。

鼠笼：由0．5毫米厚的铝板冲制成笼状，其直径35毫米，高40毫米。

在一个可旋转的蹄形磁铁门，放一可自由转动的铝框（或鼠笼）。当蹄形磁铁转动时形成一旋转的磁场，它的磁力线就切割锅框（或鼠笼），由于铝框为闭合导体，因而在铝框中产生感生电动势。据右手定则可知，铝框（成鼠笼）一边感生电流的方向垂直纸面远离读者。另一边感生电流的方向垂直纸面指向读者，用⊙表示，见图38－2。根据左手定则可知，铝框（或鼠笼）中感生电流所受磁场作用力的方向，是大小相等而方向相反，从而形成一个

转动力矩，使铝框（或鼠笼）与蹄形磁铁旋转方向同向转动。

将蹄形磁铁换成三个互成120°的线圈，当通入三相电流时，在线圈中间产生一个旋转磁场。旋转磁场转动时，铝框（或鼠笼）切割磁力线也产生感生电流，从而形成转动力矩使转子转动。

旋转磁场的演示

在永磁式旋转磁场演示器中间，放入支座，把磁针架在支座上，使其能自由旋转。然后用手捻动磁铁，使磁铁旋转。此时，磁针也跟着旋转起来。说明磁针在旋转磁场的作用下能够发生转动。再用电磁式旋转磁场演示器作此实验，把它和三相交流发电机连接起来，当发电机工作时，可以看到置于线圈中间的磁针也旋转起来，说明当线圈中通入三相交流电时，在三个线圈包围的空间同样建立起一个旋转磁场。

使用电磁式旋转磁场演示器，把铝框放在支座上，当在线圈中通入三相交流电时，铝框随即旋转起来。这是因为当铝框处于旋转磁场中时，铝框的两条竖边作切割磁力线的运动，根据右手定则，铝框中产生环形的感生电流，这个感生电流又受到磁场的作用，再根据左手定则，铝框将受到一个力偶的作用，因而使它转动起来，并且铝框的旋转方向与旋转磁场的方向一致。从上面的分析可知，只有当铝框比磁场转得慢，它们之间才有相对运动，铝框才切割磁力线产生感生电流而受力旋转。所以铝框的旋转速度总是滞后于磁场的旋转速度。这种现象叫异步，根据上述原理制造的电动机，称为三相异步电动机，也叫三相感应电动机。

塑料框是为了消除学生不必要的疑虑而设置的，可以与铝框作对比实验，用来巩固上述的分析。

鼠笼可以看作是许多个铝框围绕中心轴排列在一起组成的，演示效果与铝框一样，为进一步说明三相感应电动机的构造打下基础。

磁铁支架及线圈不要重压以免形变。如发现翼形磁针、铝框、塑料框不平衡时，可用油漆点其较轻的一端使其平衡。