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异步电动机的工作原理简述 异步电动机的工作原理

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目录

  • Q1：异步电机的工作原理是是什么？
    异步电动机的原理其实很简单，就是三相交流电进入到电机的定子回路后，交变的电流在定子中会形成旋转的磁场，这样的话，静止的情况下，旋转的磁场会不停的切割静止的转子回路，形成一个圆形的切向方向的力，会拖着转子转动 。

    Q2：简述异步电动机的工作原理
    交流电机有异步电机和同步电机两大类 。异步电机一般都作电动机用，因为异步发电机的性能较差 。异步电动机是交流电动机中最常用的一种，它的作用是将交流电能转换成机械能 。异步电动机有三相和单相两种，而三相异步电动机分笼型和绕线转子异步电动机 。三相异步屯动机应用最为广泛 。因为它具有结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高等特点，通常被用在金属切削机床、起重运输机械、中小型鼓风机和水泵等生产机械设备中；单相异步电动机则在实验室和家用电器产品中应用较多 。但异步电动机也有一些缺点，最主要的是不能经济地实现范围较广的平滑调速：必须从电网吸取滞后的励磁电流，使电网功率因数降低 。但是一般的生产机械并不要求大范围的平滑调速，而电网的功率因数又可以采取其他办法来进行补偿 。特别是由于现代电子技术迅猛发展，采用由晶闸管组成的变频电源装置，使异步电动机应用更加广泛 。据统计，全国电动机容量中90％左右是异步电动机，而在电网负载中，异步电动机的用量也占有60％以上 。

    Q3：异步电动机的工作原理是什么？
    1.概述 电动机是把电能转换成机械能的设备 。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机被广泛地应用着 。随着工业自动化程度不断提高，需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件，人造卫星的自动控制系统中，电机也是不可缺少的 。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来 。2.结构及各部分的作用 一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子 。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等 。定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑 。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成 。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换 。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心 。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中 。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状 。电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成 。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分 。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩 。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件 。3.原理 电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的 。图6-10-1是三相交流异步电动机转子转动的原理图(图中只示出两根导条)，当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势 。电动势的方向由右手定则来确定 。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来 。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流 。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力F，电磁力的方向可用左手定则确定 。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来 。4.分类 按其功能可分为驱动电动机和控制电动机；按电能种类分为直流电动机和交流电动机；从电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类可分为同步电动机与异步电动机；按电源相数来分类可分为单相电动机和三相电动机；按防护型式可分为开启式、防护式、封闭式、隔爆式、防水式、潜水式；按安装结构型式可分为卧式、立式、带底脚、带凸缘等；按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级等 。5.检验标准 电动机的检验标准在国际上广泛采用的是国际电工委员会(IEC)的现行有效标准 。我国电动机生产的国内标准主要是国家标准和行业标准 。常用的标准有：GB755《旋转电机基本技术要求》；GB10068《旋转电机振动测定方法及限值》；GB10069《旋转电机噪声测定方法及限值》；GB1032《三相异步电动机试验方法》；GB1029《三相同步电机试验方法》；GB5171《小功率电动机通用技术要求》；JB1136《微型单相交流串激电动机和试验方法》；ZBK22007-88《Y系列三相异步电动机技术条件》等 。6.检验 电动机的性能检验分为检查试验和型式试验两大类 。(1)检查试验项目包括： A.绕组对接地端及绕组相互之间的绝缘电阻的测定； B.耐电压试验； C.绕组在实际冷态下直流电阻的测定； D.电动机的空载试验； E.电动机的堵转试验； F.空载特性及运行平滑程度检查(轴承应平稳轻快，无停滞现象，声音均匀和谐而无有害杂音)； G.相序检查； H.直流，单相串激，交流整流子电机的火花试验； I.直流电动机固有转速调整率的测定； J.铭牌和接地标志检查； K.外观及外部装配质量检查(油漆、吊环、螺栓、接线盒等)； L.?包装检查(内外包装强度，防潮措施，包装内的定位措施，随机文件及附件，中性包装因素的考核)； M.各类电机产品技术条件规定的其他检查试验项目 。N.各类电机产品技术条件规定的其他检查试验项目 。(2)遇到下述情况之一者,必须进行型式试验： ①制造厂家首次试制或小批量生产时； ②电动机设计或工艺发生重大变动时； ③当出厂试验结果与从前进行的型式试验结果发生不可容许的偏差时； ④成批的电动机定期抽试,至少每年一次 。(3)产品型式试验内容： ①温升负载试验； ②噪声、振动的测定； ③防护等级报告检查； ④产品技术条件要求的其他型式试验项目 。

    Q4：简述交流异步电机的工作原理
    三相异步电机是感应电机的一种，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流 。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场 。通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换 。

    Q5：简述三相异步电动机的工作原理，并解释“异步”的含义
    电机定子三组线圈分别通入交变电流，从而产生旋转磁场，此磁场切割转子导体，转子产生感应电流，此电流同样产生一个磁场，这个磁场与定子磁场相互作用，转子被定子的旋转磁场吸着旋转 。由于转子产生电流时必须有切割磁力线过程，其转速必然低于定子的旋转磁场的速度，即必须有转速差，达不到同步转速，所以称为异步电动机 。相对的同步电动机，其转子有与定子相似的三相绕组，同样通入交流电流，不需要切割磁力线感应电流，其转子转速与定子转速相同，故称为同步电机 。

    Q6：三相异步电动机的工作原理是什么
    当电动机的三相定子绕组 通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相 三相异步电机工作原理图 同. 当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来 。感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力 。我们让闭合线圈ABCD在磁场B内围绕轴xy旋转 。如果沿顺时针方向转动磁场，闭合线圈经受可变磁通量，产生感应电动势，该电动势会产生感应电流(法拉第定律) 。根据楞次定律，电流的方向为:感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因 。因此，每个导体承受相对于感应磁场的运动方向相反的洛仑兹力F 。确定每个导体力F方向的一个简单的方法是采用右手三手指定则(磁场对电流作用将拇指置于感应磁场的方向，食指为力的方向 。将中指置于感应电流的方向 。这样一来，闭合线圈承受一定的转矩，从而沿与感应子磁场相同方向旋转，该磁场称为旋转磁场 。闭合线圈旋转所产生的电动转矩平衡了负载转矩 。旋转磁场的产生 三组绕组间彼此相差120度，每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电. 绕组与具有相同电相位移的交流电流相互交叉，每组产生一个交流正弦波磁场 。此磁场总是沿相同的轴，当绕组的电流位于峰值时，磁场也位于峰值 。每组绕组产生的磁场是两个磁场以相反方向旋转的结果，这两个磁场值都是恒定的，相当于峰值磁场的一半 。此磁场.在供电期内完成旋转 。其速度取决于电源频率(f)和磁极对数(P) 。这称作“同步转速” 转差率 只有当闭合线圈有感应电流时，才存在驱动转矩 。转矩由闭合线圈的电流确定，且只有当环内的磁通量发生变化时才存在 。因此，闭合线圈和旋转磁场之间必须有速度差 。因而，遵照上述原理工作的电机被称作“异步电机” 。同步转速(ns)和闭合线圈速度(n)之间的差值称作“转差”，用同步转速的百分比表示 。s=[(ns-n)/ ns] x 100% （s为下标）运行过程中，转子电流频率为电源频率乘以转差率 。当电动机起动时，转子电流频率处于最大值，等于定子电流频率 。转子电流频率随着电机转速的增加而逐步降低 。处于恒稳态的转差率与电机负载有关系 。它受电源电压的影响，如果负载较低，则转差率较小，如果电机供电电压低于额定值，则转差率增大 。同步转速 三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，与定子的对数成反比 。例如:ns=60 f/p式中ns—同步转速，单位为r/lmin f-频率，单位为Hz, P磁极对数给出了在50Hz, 60Hz以及100Hz工业频率下，对应于不同磁极数的旋转磁场转速或同步转速 。实际上，即使电压.正确无误，如果供电频率高于异步电机的额定频率，一也未必能够提高电机转速 。必须首先确定其机械和电气容量 。由于存在转差率，带负载的异步电机的转速稍稍低于表格中给出的同步转速 。改变电动机的旋转方向,改变电源的相序即可实现,即交换通入到电机的三相电压接到电机端子中任意两相就行 。因为三相异步电机转子线圈中的感应电流是由于转子导体与磁场有相对运动而产生的 。三相异步电机的转子转速不会与旋转磁场同步，更不会超过旋转磁场的速度 。如果三相异步电机转子的转速与旋转磁场的转速成大小相等，那么，磁场与转子之间就没有相对运动，导体不能切割磁力线，因此转子线圈中也就不会产生感应电势和电流，三相异步电机转子导体在磁场中也就不会受到电磁力的作用而使转子转动 。因而三相异步电机的转子旋转速度不可能与旋转磁场相同，总是小于旋转磁场的同步转速 。但在特殊运行方式下（如发电制动），三相异步电机转子转速可以大于同步转速 。启动与运行 (1)当三相异步电机接入三相交流电源(各相差120度电角度)时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场，该磁场以同步转速n0沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转 。(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体(转子绕组是闭合通路)产生感应电动势并产生感应电流（感应电动势的方向用右手定则判定） 。(3)根据电磁力定律，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流 。载流的转子导体在定子产生的磁场磁场中受到电磁力作用(力的方向用左手定则判定)，电磁力对电机转子轴形成电磁转矩，驱动电机转子沿着旋转磁场方向旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能 。由于没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先，电机转动方向与旋转磁场方向相同 。

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