為什么叫異步電機

　　作電動機運行的三相異步電機。三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。

　　三相異步電動機的“異步”的含義是，在電動工作狀態(tài)時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速永遠低于同步轉(zhuǎn)速。定子繞組接入三相交流電流產(chǎn)生三個磁場，在定子氣隙合成一個旋轉(zhuǎn)磁場。這個旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速。靜止的轉(zhuǎn)子繞組便相對磁場運動而切割磁力線，感應(yīng)出電動勢。

　　轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，就有轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生，這個電流再與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，便在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電磁力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)起來。但是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速永遠不與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速同步。尤為如果同步，轉(zhuǎn)子繞組與磁場便沒有相對運動并切割磁力線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流。使轉(zhuǎn)子無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動。所以，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是略低于同步轉(zhuǎn)速。

　　異步電機是基于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的一種交流電機。由于轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，因此它的轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之間存在一定的差異。

　　異步電機區(qū)別與其他電機有以下幾個特點：

　　1、結(jié)構(gòu)簡單，易于維護

　　2、電源取自電網(wǎng)，使用方便

　　1、調(diào)速性能差

　　2、效率較直流電機低

　　異步電機工作原理

　　把異步電機的定子接到三相電源時，定子中會有三相電流流過，定子電流產(chǎn)生一系列的氣隙旋轉(zhuǎn)磁密。其中起主要作用的是以同步速、順著繞組相序旋轉(zhuǎn)的基波氣隙旋轉(zhuǎn)磁密。同步速的大小決定子電網(wǎng)的頻率和繞組極對數(shù)，即

　　圖5－1（a）是一臺二極異步電機的示意圖，n1箭頭表示氣隙磁密的旋轉(zhuǎn)方向，最里邊的那個大圓圈代表轉(zhuǎn)子，其中兩個小圓圈代表轉(zhuǎn)子繞組的導體，先考慮轉(zhuǎn)子還沒有轉(zhuǎn)起來的情況。氣隙旋轉(zhuǎn)磁密形象地用N，S極表示，在圖中所示的瞬間，N極在上面，S極在下面。

　　于是，轉(zhuǎn)子導體切割氣隙旋轉(zhuǎn)磁密而感應(yīng)電勢，它的方向如圖5－1中的［圖片］和⊙所示。因為轉(zhuǎn)子繞組是短路的，在轉(zhuǎn)子繞組中會有電流，圖5－1所示瞬間，導體中電流的方向假設(shè)與感應(yīng)電勢同相。

　　根據(jù)氣隙旋轉(zhuǎn)磁密的極性和電流方向，利用左手定則可以看出，會產(chǎn)生一個與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密同方向的電磁轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子上。如果這個電磁轉(zhuǎn)矩能克服加在轉(zhuǎn)子上的負載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就能旋轉(zhuǎn)起來，并加速旋轉(zhuǎn)。只要轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子導體中的感應(yīng)電勢和電流方向不變，電磁轉(zhuǎn)矩的方向也不變，是驅(qū)動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩。

　?。╝）電動機；（b）發(fā)電機；（c）電磁制動

　　圖5－1　異步電機的三種運行狀態(tài)

　　如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速加速到等于同步轉(zhuǎn)速n1時，轉(zhuǎn)子繞組和氣隙旋轉(zhuǎn)磁密之間就沒有相對運動，當然轉(zhuǎn)子繞組也就不再感應(yīng)電勢了，電流和電磁轉(zhuǎn)矩統(tǒng)統(tǒng)都等于零。這就是說，這種情況不可能維持下去。

　　但是，只要n＜n1，轉(zhuǎn)子繞組和氣隙旋轉(zhuǎn)磁密之間就有相對運動，轉(zhuǎn)子繞組里就會有電流，也就有電磁轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子上。當電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)子就以恒速運行。這種情況下，定子方面從電源吸收有功功率。這就是異步電動機簡單的運行原理?？梢?，異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達到同步轉(zhuǎn)速n1，一般總是略小于n1，異步二字就是由此而來的。

　　通常把同步轉(zhuǎn)速、和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速二者之差與同步轉(zhuǎn)速的比值叫做轉(zhuǎn)差率（也叫轉(zhuǎn)差或滑差），用s表示。轉(zhuǎn)差率的定義為：

　　s是一個沒有單位的量，它的大小能反映電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。例如，n＝0時，s＝1；n＝n1時，s＝0；n＞n1時，s為負；電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密相反時，s＞1。

　　如果用另一臺原動機拖動電動機，使它的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速n1運行，即n＞n1，這時導體中電勢、電流的方向以及產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向也反了，如圖5－1（b）所示。這種情況下，電磁轉(zhuǎn)矩對原動機來說，是一個制動轉(zhuǎn)矩。要保持電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，原動機必須給電機輸入機械功率。

　　于是，異步電機的定子方面由從電網(wǎng)吸收電功率，改變?yōu)橄螂娋W(wǎng)發(fā)出電功率，即處于發(fā)電機運行狀態(tài)。

　　如果用其他機械拖動電機轉(zhuǎn)子向著氣隙旋轉(zhuǎn)磁密相反的方向轉(zhuǎn)動，即，s＞1，如圖5－1（c）。這時轉(zhuǎn)子中電勢、電流的方向仍然與電動機工作狀態(tài)時一樣，作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩方向仍然與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密的方向一致，但是。與轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)向卻相反了?？梢?，這時的電磁轉(zhuǎn)矩與拖動機械加在電機轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩的方向相反，互相平衡，而電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩。我們把這種情況叫做電機處于電磁制動運行狀態(tài)。

　　電機除了吸收拖動機械的機械功率外，還從電網(wǎng)吸收了電功率。這兩部分功率在電機內(nèi)部都以損耗的方式最終轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)出來。