感應電動機原理說明

感應電動機又稱“異步電動機”，是將轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個轉(zhuǎn)動力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的裝置。轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動的導體，通常多呈鼠籠狀。由電氣工程師尼古拉·特斯拉于1887年發(fā)明。詞條介紹了感應電動機的概念、發(fā)明者、工作原理、基本結構、工作方式、制動方式、異步特征、規(guī)格以及故障檢查。

通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（其轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速n1）與轉(zhuǎn)子繞組的相對運動，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應電流與磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸接近同步轉(zhuǎn)速時，感應電流逐漸減小，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也相應減小，當異步電動機工作在電動機狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速。為了描述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n1之間的差別，引入轉(zhuǎn)差率（slip）。

感應電動機的制動方式

三相感應電動機電氣制動方式 ［6］ 有：能耗制動、反接制動、再生制動三種。

（1）能耗制動時切斷電動機的三相交流電源，將直流電送入定子繞組。在切斷交流電源的瞬間，由于慣性作用，電動機仍按原來方向轉(zhuǎn)動，這種方式的特點是制動平穩(wěn)，但需直流電源、大功率電動機，所需直流設備成本大，低速時制動力小。

（2）反接制動又分負載反接制動和電源反接制動兩種。

1）負載反接制動又稱負載倒拉反接制動。此轉(zhuǎn)矩使重物以穩(wěn)定的速度緩慢下降。這種制動的特點是：電源不用反接，不需要專用的制動設備，而且還可以調(diào)節(jié)制動速度，但只適用于繞線型電動機，其轉(zhuǎn)子電路需串入大電阻，使轉(zhuǎn)差率大于1。

2）電源反接制動當電動機需制動時，只要任意對調(diào)兩相電源線，使旋轉(zhuǎn)磁場相反就能很快制動。當電動機轉(zhuǎn)速等于零時，立即切斷電源。這種制動的特點是：停車快，制動力較強，無需制動設備。但制動時由于電流大，沖擊力也大，易使電動機過熱，或損傷傳動部分的零部件。

（3）再生制動又稱回饋制動，在重物的作用下（當起重機電動機下放重物），電動機的轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。這時轉(zhuǎn)子導體產(chǎn)生感應電流，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生反旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)矩，但電動機轉(zhuǎn)速高，需用變速裝置減速。

感應電動機的三種運行狀態(tài)

感應電動機的三種運行狀態(tài)是電動機運行狀態(tài)、發(fā)電機運行狀態(tài)和電磁制動運行狀態(tài)。

一、電動機的運行狀態(tài)

感應電動機的定子邊接電源后，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)。通過電磁感應作用，便產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子便在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)動起來，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)向與n1的轉(zhuǎn)向相同，這樣就可以從轉(zhuǎn)軸上向外輸出機械功率。此時電機便是從定子邊輸入電能，從轉(zhuǎn)子邊輸出機械能，感應電動機的這種運行狀態(tài)稱為電動機運行狀態(tài)。

作為電動機運行狀態(tài)時，一定要滿足

二、發(fā)電機運行狀態(tài)

如果用原動機拖動感應電動機的轉(zhuǎn)子，沿著原來電動機運行狀態(tài)時的方向加速，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n高于同步轉(zhuǎn)速n1，即n》n1時，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導條的方向與電動機運行狀態(tài)時相反了，導條中的感應電勢和電流的方向以及產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向也反了，這種情況下，電磁轉(zhuǎn)矩對原動機來說是一個制動轉(zhuǎn)矩，要保持電動機轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，原動機必須給電動機輸入機械功率。另一方面，由于轉(zhuǎn)子電流方向的改變，也引起定子電流方向的改變，于是定子邊不再從電網(wǎng)輸入電功率，而是變?yōu)橄螂娋W(wǎng)輸出電功率。這樣，感應電動機的運行狀態(tài)是從轉(zhuǎn)子邊輸入機械功率，從定子邊輸出電功率。這種把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪\行狀態(tài)，稱為感應電動機的發(fā)電機運行狀態(tài)。

作為發(fā)電機的運行狀態(tài)時，一定要滿足n》n1或S》1的條件。

三、電磁制動運行狀態(tài)

如果用外加轉(zhuǎn)矩拖動感應電動機的轉(zhuǎn)子，逆著原來電動機運行狀態(tài)時的方向轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)子中的感應電動勢和電流的方向仍然與原來電動機運行狀態(tài)時的一樣，作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩的方向也就與原來電動機運行狀態(tài)時的一樣，但是，與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反了，亦即與外加轉(zhuǎn)矩的方向相反了，此時電磁轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩。為了克服這個制動轉(zhuǎn)矩，維持轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，外加轉(zhuǎn)矩必須對轉(zhuǎn)子供給機械功率。這樣，感應電動機從定子邊輸入電功率，從轉(zhuǎn)子邊輸入機械功率。感應電動機的這種運行狀態(tài)稱為電磁制動運行狀態(tài)。

作為電磁制動運行狀態(tài)時，一定要滿足n《0或s》1的條件。

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