異步電動機是一種將轉(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。它是一種交流電機，主要作為電動機用。本文為大家介紹一下異步電動機的工作原理、分類用途及基本結(jié)構(gòu)，希望可以為大家做以參考。

異步電動機的工作原理

1、異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機由固定不變的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個基本單元構(gòu)成。定子部分主要包括定子鐵芯、定子繞組、基座，轉(zhuǎn)子部分主要包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組（閉合導(dǎo)體），在定子鐵芯的內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓有均勻分布的槽，其作用是嵌放繞組，如圖所示。

異步電動機結(jié)構(gòu)圖

2、異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

以三相異步電動機為例，圖1將定子鐵芯徑向兩個線端連接在一起組成一相，例如始端A和終端X連接作為一相，始端B和終端Y連接作為一相，始端C與終端Z連接作為一相，這樣就構(gòu)成了三相電機，向定子三相繞組通三相對稱的交流電，即幅值大小相等，頻率相等，相位相差，如圖所示。

三相對稱的交流電

三相定子繞組中便通過三相對稱電流，在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，如圖所示。

異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的形成

當(dāng)交流電相位θ=00 時，IA=0，IB為負值，IC為正值，此時，線端A、X沒有電流，繞組BY電流從Y流進B流出，繞組CZ電流從C流進Z流出，由安培右手螺旋定則得到圖（a）中的磁感線的方向（如虛線箭頭所示）。

當(dāng)交流電相位θ=1200時，IB=0，IA為正，IC為負值，此時，線端B、Y沒有電流，繞組AX電流從A流進X流出，繞組CZ電流從Z流進C流出，由安培右手螺旋定則得到圖（b）中磁感線的方向（如虛線箭頭所示）。

當(dāng)交流電相位θ=2400時，IC=0，IA為負，IB為正，此時，線端C、Z沒有電流，繞組AX電流從X流進A流出，繞組BY電流從B流進Y流出，由安培右手螺旋定則得到圖（c）中磁感線方向（如虛線箭頭所示）。

當(dāng)交流電相位時和圖（a）狀態(tài)一樣，重復(fù)前面的過程，可以看出，定子繞組中三相交流電變化一個周期，空間的合成磁場也隨著交流電的相序變化一周，隨著交流電的不斷變化，空間合成磁場不停旋轉(zhuǎn)，于是形成旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場的方向由接入定子的交流電相序決定，只要改變交流電的接入相序（比如接入的A相改為接入B相）旋轉(zhuǎn)磁場的相序隨著變化。

3、異步電動機的工作原理

由于旋轉(zhuǎn)磁場不斷切割轉(zhuǎn)子中的閉合導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，再由轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流和旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場的方向同向運轉(zhuǎn)。比如籠型異步電動機，由于旋轉(zhuǎn)磁場順時針切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，相當(dāng)于導(dǎo)體逆時針轉(zhuǎn)動，運用右手定則，讓磁感線垂直穿過手心，拇指指向?qū)w的運動方向，四指的方向就是感應(yīng)電流的方向（如圖所示籠型異步電動機轉(zhuǎn)子繞組電流的方向），然后應(yīng)用左手定則，磁感線穿過手心，四指指向電流運動方向，大拇指方向即為轉(zhuǎn)子受到電磁力的方向（如圖所示電磁轉(zhuǎn)矩矩T方向），在電磁力的作用下形成電磁轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動。

籠型異步電動機截面圖

在異步電動機中，為保持旋轉(zhuǎn)磁場始終切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場的速度。

異步電動機的主要分類用途

異步電動機是工農(nóng)業(yè)中用得最多的一種電動機，其容量從幾十瓦到幾千千瓦，在國民經(jīng)濟的各行各業(yè)應(yīng)用極為廣泛。

例如，在工業(yè)方面：中小型的軋鋼設(shè)備、各種金屬切割機床、輕工機械、礦山上的卷揚機和通風(fēng)機等，都用異步電動機來拖動。

在農(nóng)業(yè)方面：水泵、脫粒機、粉碎機和其他農(nóng)副產(chǎn)品加工機械，也都用異步電動機拖動。

此外，在人民日常生活中，異步電動機也用得很多，例如，電扇、冷凍機、多種醫(yī)療機械等等?？傊?，異步電動機應(yīng)用范圍廣、需要量大，隨著電氣化自動化的發(fā)展，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中占著很重要的地位。

異步電動機也可以作為發(fā)電機使用，但一般只在特殊情況下才應(yīng)用。

異步電動機之所以用得這么普遍，主要是由于它的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉、堅固耐用，并且還有較高的效率和適用的工作特性。

但是，異步電動機也有其缺點，異步電動機必須從電網(wǎng)吸收落后的無功功率，因此它的功率因數(shù)總是小于1。由于在電網(wǎng)的負載中，異步電動機最多，它們所需要落后的無功功率對電網(wǎng)來說，是一個沉重的負擔(dān)，既增加了輸電過程的損耗，也妨礙了有功功率的輸出。當(dāng)負載需要的電動機單機容量較大，而電網(wǎng)功率因數(shù)又比較低時。最好還是采用同步電動機來拖動。

異步電動機按定子繞組的相數(shù)分：有單相異步電動機和三相異步電動機。在沒有三相電源或者所需的功率很小時，應(yīng)采用單相電動機，單相電動機的功率一般不超過3～4千瓦，在日常生活中，用得較多。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，絕大多數(shù)用的是三相異步電動機。

三相異步電動機有兩種基本類型。一種是鼠籠式異步電動機，這種電動機的轉(zhuǎn)子繞組形狀像一個籠子。

在鼠籠式異步電動機中，又分為單鼠籠、雙鼠籠和深槽式幾種；另一種就是繞線式異步電動機，它的轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組基本上一樣，也是三相繞組，可以聯(lián)成星形或三角形。

異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

1、單相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

單相異步電動機就是只需單相交流電源供電的電動機。單相異步電動機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機殼、端蓋等構(gòu)成。定子由機座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔90°電角度的主繞組（也稱運行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)S或起動電容、運行電容等之后，再接入電源。轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。

單相異步電動機又分為單相電阻起動異步電動機，單相電容起動異步電動機、單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機和單相雙值電容異步電動機。

2、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

三相異步電動機主要有由定子和轉(zhuǎn)子，軸承組成 。定子主要由鐵心，三相繞組，機座，端蓋組成。定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。三相繞組由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。其作用是通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件，其作用是固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護、散熱等作用。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。端蓋主要起固定轉(zhuǎn)子，支撐和防護作用。轉(zhuǎn)子主要由鐵心和繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。

轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。

（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種，起動轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。

（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。

異步電動機的應(yīng)用與測量

異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉，運行可靠、維護方便、與變頻器配套使用調(diào)速方便等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于金屬切削機床、起重機、傳送帶、功率不大的水泵、通風(fēng)機等生產(chǎn)機械的驅(qū)動。

由于異步電動機運行過程中必須從電網(wǎng)吸收感性無功功率，空載試驗時，輸出機械功率很小，電機輸入電流主要用于建立勵磁，功率因數(shù)較低，因此，必須采用在低功率因數(shù)下仍然能夠準(zhǔn)確執(zhí)行測量任務(wù)的測試儀器，湖南銀河電氣有限公司在多年從事各類電機試驗臺的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試的基礎(chǔ)上，針對三相異步電動機試驗需求專門設(shè)計WP4000高精度功率分析儀等標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，實現(xiàn)了在0.05~1功率因數(shù)范圍內(nèi)的高準(zhǔn)確度測量。

看了上文對異步電動機的介紹之后，大家應(yīng)該對它的用途分類，工作原理都有了一些了解。異步電動機運行時，在氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組之間存在相對運動，依靠電磁感應(yīng)作用使轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)機電能量的轉(zhuǎn)換。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不相等，所以稱它為異步電動機。又因它的轉(zhuǎn)子電流是靠電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的，所以異步電動機也稱為感應(yīng)電機。

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