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[導讀]異步電動機又稱感應電動機,是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩,從而實現(xiàn)機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。

異步電動機又稱感應電動機,是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩,從而實現(xiàn)機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。三相異步電機主要用作電動機,拖動各種生產機械,例如:風機、泵、壓縮機、機床、輕工及礦山機械、農業(yè)生產中的脫粒機和粉碎機、農副產品中的加工機械等等。 結構簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高并具有適用的工作特性。異步電動機按照轉子結構分為兩種形式:有鼠籠式(鼠籠式異步電機)、繞線式異步電動機。作電動機運行的異步電機。因其轉子繞組電流是感應產生的,又稱感應電動機。異步電動機是各類電動機中應用最廣、需要量最大的一種。各國的以電為動力的機械中,約有90%左右為異步電動機,其中小型異步電動機約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負荷中,異步電動機的用電量占相當大的比重。在中國,異步電動機的用電量約占總負荷的60%多。異步電機是一種交流電機,其負載時的轉速與所接電網頻率之比不是恒定值。感應電機(Induction motor)是一種僅有一套繞組聯(lián)接電源的異步電機。在不致引起誤解和混淆的情況下,一般可稱感應電動機為異步電動機。IEC標準中指出:“感應電機”一詞,在許多國家中實際上是作為“異步電機”的同義詞使用,而其他一些國家則只使用“異步電機”一詞來表示這兩種概念。

異步電機原理

異步電機在1885年由意大利物理學家和電氣工程師費拉里斯發(fā)明。1888年,提出實驗報告,對旋轉磁場作了嚴格的科學描述,為以后開發(fā)異步電動機、自起動電動機奠定了基礎。費拉里斯相信他所提出的旋轉磁場理論以及他所開發(fā)的新產品在科學上的價值遠遠超過物質上的價值,因此他有意不為自己的發(fā)明申請專利,而是在實驗室向公眾演示這些最新成果。他還倡導使用交流電系統(tǒng)。同年,尼古拉·特斯拉在美國取得了感應電機的專利。一年之后,Mikhail Dolivo-Dobrovolsky發(fā)明籠型異步電機。異步電機的發(fā)展迅速,對于相同大小的異步電機,額定功率由1897年的5.5kW發(fā)展到1976年的74.6kW。鼠籠型異步電機是使用最廣泛的異步電機。

電機的轉速(轉子轉速)小于旋轉磁場的轉速,從而叫為異步電機。它和感應電機基本上是相同的。$\text{s=(n_s-n)/n_s}$。s為轉差率,$n_s$為磁場轉速,n為轉子轉速。

三相異步電動機定子繞組加對稱電壓后,產生一個旋轉氣隙磁場,轉子繞組導體切割該磁場產生感應電勢。由于轉子繞組處于短路狀態(tài)會產生一個轉子電流。轉子電流與氣隙磁場相互作用就產生電磁轉矩,從而驅動轉子旋轉。電動機的轉速一定低于磁場同步轉速,因為只有這樣轉子導體才可以感應電勢從而產生轉子電流和電磁轉矩。所以該電機被稱為異步機,也叫感應電機。

小型輕量化。

易實現(xiàn)轉速超過10 000r/min 的高速旋轉。

高速低轉矩時運轉效率高。

低速時有高轉矩,以及有寬泛的速度控制范圍。

高可靠性(堅固)。

制造成本低。

控制裝置的簡單化。

異步電動機的基本特點是,轉子繞組不需與其他電源相連,其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng);與其他電機相比,異步電動機的結構簡單,制造、使用、維護方便,運行可靠性高,重量輕,成本低。以三相異步電動機為例,與同功率、同轉速的直流電動機相比,前者重量只及后者的二分之一,成本僅為三分之一。異步電動機還容易按不同環(huán)境條件的要求,派生出各種系列產品。它還具有接近恒速的負載特性,能滿足大多數工農業(yè)生產機械拖動的要求。其局限性是,它的轉速與其旋轉磁場的同步轉速有固定的轉差率(見異步電機),因而調速性能較差,在要求有較寬廣的平滑調速范圍的使用場合(如傳動軋機、卷揚機、大型機床等),不如直流電動機經濟、方便。此外,異步電動機運行時,從電力系統(tǒng)吸取無功功率以勵磁,這會導致電力系統(tǒng)的功率因數變壞。因此,在大功率、低轉速場合(如拖動球磨機、壓縮機等)不如用同步電動機合理。由于異步電動機生產量大,使用面廣,要求其必須有繁多的品種、規(guī)格與各種機械配套。因此,異步電動機的設計、生產特別要注意標準化、系列化、通用化。在各類系列產品中,以產量最大、使用最廣的三相異步電動機系列為基本系列;此外還有若干派生系列(在基本系列基礎上作部分改變導出的系列)、專用系列(為特殊需要設計的具有特殊結構的系列)。

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