为什么叫异步电机_异步电机工作原理

　　为什么叫异步电机

　　作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。

　　三相异步电动机的“异步”的含义是，在电动工作状态时转子的转速永远低于同步转速。定子绕组接入三相交流电流产生三个磁场，在定子气隙合成一个旋转磁场。这个旋转磁场的转速称为同步转速。静止的转子绕组便相对磁场运动而切割磁力线，感应出电动势。

　　转子绕组是闭合的，就有转子电流产生，这个电流再与旋转磁场相互作用，便在转子绕组中产生电磁力矩，驱动转子沿旋转磁场的方向旋转起来。但是转子的转速永远不与旋转磁场的转速同步。尤为如果同步，转子绕组与磁场便没有相对运动并切割磁力线，不产生感应电动势及感应电流。使转子无法继续转动。所以，转子的转速总是略低于同步转速。

　　异步电机是基于气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的一种交流电机。由于转子绕组电流是感应产生的，因此它的转速与同步转速之间存在一定的差异。

　　异步电机区别与其他电机有以下几个特点：

　　1、结构简单，易于维护

　　2、电源取自电网，使用方便

　　1、调速性能差

　　2、效率较直流电机低

　　

　　异步电机工作原理

　　把异步电机的定子接到三相电源时，定子中会有三相电流流过，定子电流产生一系列的气隙旋转磁密。其中起主要作用的是以同步速、顺着绕组相序旋转的基波气隙旋转磁密。同步速的大小决定子电网的频率和绕组极对数，即

　　

　　图5－1（a）是一台二极异步电机的示意图，n1箭头表示气隙磁密的旋转方向，最里边的那个大圆圈代表转子，其中两个小圆圈代表转子绕组的导体，先考虑转子还没有转起来的情况。气隙旋转磁密形象地用N，S极表示，在图中所示的瞬间，N极在上面，S极在下面。

　　于是，转子导体切割气隙旋转磁密而感应电势，它的方向如图5－1中的［图片］和⊙所示。因为转子绕组是短路的，在转子绕组中会有电流，图5－1所示瞬间，导体中电流的方向假设与感应电势同相。

　　根据气隙旋转磁密的极性和电流方向，利用左手定则可以看出，会产生一个与气隙旋转磁密同方向的电磁转矩作用在转子上。如果这个电磁转矩能克服加在转子上的负载转矩，转子就能旋转起来，并加速旋转。只要转子的转速低于同步转速，转子导体中的感应电势和电流方向不变，电磁转矩的方向也不变，是驱动性质的转矩。

　　

　　（a）电动机；（b）发电机；（c）电磁制动

　　图5－1　异步电机的三种运行状态

　　如果转子的转速加速到等于同步转速n1时，转子绕组和气隙旋转磁密之间就没有相对运动，当然转子绕组也就不再感应电势了，电流和电磁转矩统统都等于零。这就是说，这种情况不可能维持下去。

　　但是，只要n＜n1，转子绕组和气隙旋转磁密之间就有相对运动，转子绕组里就会有电流，也就有电磁转矩作用在转子上。当电磁转矩等于负载转矩时，转子就以恒速运行。这种情况下，定子方面从电源吸收有功功率。这就是异步电动机简单的运行原理。可见，异步电动机转子的转速n不可能达到同步转速n1，一般总是略小于n1，异步二字就是由此而来的。

　　通常把同步转速、和电动机转子转速二者之差与同步转速的比值叫做转差率（也叫转差或滑差），用s表示。转差率的定义为：

　　

　　s是一个没有单位的量，它的大小能反映电动机转子的转速。例如，n＝0时，s＝1；n＝n1时，s＝0；n＞n1时，s为负；电动机转子的转向与气隙旋转磁密相反时，s＞1。

　　如果用另一台原动机拖动电动机，使它的转速高于同步转速n1运行，即n＞n1，这时导体中电势、电流的方向以及产生的电磁转矩的方向也反了，如图5－1（b）所示。这种情况下，电磁转矩对原动机来说，是一个制动转矩。要保持电机转子继续转动，原动机必须给电机输入机械功率。

　　于是，异步电机的定子方面由从电网吸收电功率，改变为向电网发出电功率，即处于发电机运行状态。

　　如果用其他机械拖动电机转子向着气隙旋转磁密相反的方向转动，即，s＞1，如图5－1（c）。这时转子中电势、电流的方向仍然与电动机工作状态时一样，作用在转子上的电磁转矩方向仍然与气隙旋转磁密的方向一致，但是。与转子的实际转向却相反了。可见，这时的电磁转矩与拖动机械加在电机转子上的转矩的方向相反，互相平衡，而电磁转矩为制动转矩。我们把这种情况叫做电机处于电磁制动运行状态。

　　电机除了吸收拖动机械的机械功率外，还从电网吸收了电功率。这两部分功率在电机内部都以损耗的方式最终转化为热能散发出来。