感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原理說(shuō)明

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又稱“異步電動(dòng)機(jī)”，是將轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)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(yīng)電動(dòng)機(jī)的概念、發(fā)明者、工作原理、基本結(jié)構(gòu)、工作方式、制動(dòng)方式、異步特征、規(guī)格以及故障檢查。

通過(guò)定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（其轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速n1）與轉(zhuǎn)子繞組的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，感應(yīng)電流逐漸減小，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)，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(yīng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式

三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)方式 ［6］ 有：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)、再生制動(dòng)三種。

（1）能耗制動(dòng)時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)仍按原來(lái)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這種方式的特點(diǎn)是制動(dòng)平穩(wěn)，但需直流電源、大功率電動(dòng)機(jī)，所需直流設(shè)備成本大，低速時(shí)制動(dòng)力小。

（2）反接制動(dòng)又分負(fù)載反接制動(dòng)和電源反接制動(dòng)兩種。

1）負(fù)載反接制動(dòng)又稱負(fù)載倒拉反接制動(dòng)。此轉(zhuǎn)矩使重物以穩(wěn)定的速度緩慢下降。這種制動(dòng)的特點(diǎn)是：電源不用反接，不需要專用的制動(dòng)設(shè)備，而且還可以調(diào)節(jié)制動(dòng)速度，但只適用于繞線型電動(dòng)機(jī)，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(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)需制動(dòng)時(shí)，只要任意對(duì)調(diào)兩相電源線，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相反就能很快制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等于零時(shí)，立即切斷電源。這種制動(dòng)的特點(diǎn)是：停車快，制動(dòng)力較強(qiáng)，無(wú)需制動(dòng)設(shè)備。但制動(dòng)時(shí)由于電流大，沖擊力也大，易使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，或損傷傳動(dòng)部分的零部件。

（3）再生制動(dòng)又稱回饋制動(dòng)，在重物的作用下（當(dāng)起重機(jī)電動(dòng)機(jī)下放重物），電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。這時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生反旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)矩，但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，需用變速裝置減速。

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

一、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子邊接電源后，便在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)。通過(guò)電磁感應(yīng)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(dòng)起來(lái)，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(jī)械功率。此時(shí)電機(jī)便是從定子邊輸入電能，從轉(zhuǎn)子邊輸出機(jī)械能，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的這種運(yùn)行狀態(tài)稱為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，一定要滿足

二、發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

如果用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，沿著原來(lái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的方向加速，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n高于同步轉(zhuǎn)速n1，即n》n1時(shí)，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的方向與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)相反了，導(dǎo)條中的感應(yīng)電勢(shì)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(duì)原動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，要保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，原動(dòng)機(jī)必須給電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)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?gòu)碾娋W(wǎng)輸入電功率，而是變?yōu)橄螂娋W(wǎng)輸出電功率。這樣，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是從轉(zhuǎn)子邊輸入機(jī)械功率，從定子邊輸出電功率。這種把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪\(yùn)行狀態(tài)，稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

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

三、電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)

如果用外加轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，逆著原來(lái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的方向仍然與原來(lái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的一樣，作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩的方向也就與原來(lái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)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(shí)電磁轉(zhuǎn)矩成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為了克服這個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，維持轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，外加轉(zhuǎn)矩必須對(duì)轉(zhuǎn)子供給機(jī)械功率。這樣，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從定子邊輸入電功率，從轉(zhuǎn)子邊輸入機(jī)械功率。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的這種運(yùn)行狀態(tài)稱為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

作為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，一定要滿足n《0或s》1的條件。

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