為什么叫異步電機

　　作電動機運行的三相異步電機。三相異步電動機轉子的轉速低于旋轉磁場的轉速，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產生電磁轉矩，實現能量變換。

　　三相異步電動機的“異步”的含義是，在電動工作狀態時轉子的轉速永遠低于同步轉速。定子繞組接入三相交流電流產生三個磁場，在定子氣隙合成一個旋轉磁場。這個旋轉磁場的轉速稱為同步轉速。靜止的轉子繞組便相對磁場運動而切割磁力線，感應出電動勢。

　　轉子繞組是閉合的，就有轉子電流產生，這個電流再與旋轉磁場相互作用，便在轉子繞組中產生電磁力矩，驅動轉子沿旋轉磁場的方向旋轉起來。但是轉子的轉速永遠不與旋轉磁場的轉速同步。尤為如果同步，轉子繞組與磁場便沒有相對運動并切割磁力線，不產生感應電動勢及感應電流。使轉子無法繼續轉動。所以，轉子的轉速總是略低于同步轉速。

　　異步電機是基于氣隙旋轉磁場與轉子繞組中感應電流相互作用產生電磁轉矩，從而實現能量轉換的一種交流電機。由于轉子繞組電流是感應產生的，因此它的轉速與同步轉速之間存在一定的差異。

　　異步電機區別與其他電機有以下幾個特點：

　　1、結構簡單，易于維護

　　2、電源取自電網，使用方便

　　1、調速性能差

　　2、效率較直流電機低

　　異步電機工作原理

　　把異步電機的定子接到三相電源時，定子中會有三相電流流過，定子電流產生一系列的氣隙旋轉磁密。其中起主要作用的是以同步速、順著繞組相序旋轉的基波氣隙旋轉磁密。同步速的大小決定子電網的頻率和繞組極對數，即

　　圖5－1（a）是一臺二極異步電機的示意圖，n1箭頭表示氣隙磁密的旋轉方向，最里邊的那個大圓圈代表轉子，其中兩個小圓圈代表轉子繞組的導體，先考慮轉子還沒有轉起來的情況。氣隙旋轉磁密形象地用N，S極表示，在圖中所示的瞬間，N極在上面，S極在下面。

　　于是，轉子導體切割氣隙旋轉磁密而感應電勢，它的方向如圖5－1中的［圖片］和⊙所示。因為轉子繞組是短路的，在轉子繞組中會有電流，圖5－1所示瞬間，導體中電流的方向假設與感應電勢同相。

　　根據氣隙旋轉磁密的極性和電流方向，利用左手定則可以看出，會產生一個與氣隙旋轉磁密同方向的電磁轉矩作用在轉子上。如果這個電磁轉矩能克服加在轉子上的負載轉矩，轉子就能旋轉起來，并加速旋轉。只要轉子的轉速低于同步轉速，轉子導體中的感應電勢和電流方向不變，電磁轉矩的方向也不變，是驅動性質的轉矩。

　　（a）電動機；（b）發電機；（c）電磁制動

　　圖5－1　異步電機的三種運行狀態

　　如果轉子的轉速加速到等于同步轉速n1時，轉子繞組和氣隙旋轉磁密之間就沒有相對運動，當然轉子繞組也就不再感應電勢了，電流和電磁轉矩統統都等于零。這就是說，這種情況不可能維持下去。

　　但是，只要n＜n1，轉子繞組和氣隙旋轉磁密之間就有相對運動，轉子繞組里就會有電流，也就有電磁轉矩作用在轉子上。當電磁轉矩等于負載轉矩時，轉子就以恒速運行。這種情況下，定子方面從電源吸收有功功率。這就是異步電動機簡單的運行原理。可見，異步電動機轉子的轉速n不可能達到同步轉速n1，一般總是略小于n1，異步二字就是由此而來的。

　　通常把同步轉速、和電動機轉子轉速二者之差與同步轉速的比值叫做轉差率（也叫轉差或滑差），用s表示。轉差率的定義為：

　　s是一個沒有單位的量，它的大小能反映電動機轉子的轉速。例如，n＝0時，s＝1；n＝n1時，s＝0；n＞n1時，s為負；電動機轉子的轉向與氣隙旋轉磁密相反時，s＞1。

　　如果用另一臺原動機拖動電動機，使它的轉速高于同步轉速n1運行，即n＞n1，這時導體中電勢、電流的方向以及產生的電磁轉矩的方向也反了，如圖5－1（b）所示。這種情況下，電磁轉矩對原動機來說，是一個制動轉矩。要保持電機轉子繼續轉動，原動機必須給電機輸入機械功率。

　　于是，異步電機的定子方面由從電網吸收電功率，改變為向電網發出電功率，即處于發電機運行狀態。

　　如果用其他機械拖動電機轉子向著氣隙旋轉磁密相反的方向轉動，即，s＞1，如圖5－1（c）。這時轉子中電勢、電流的方向仍然與電動機工作狀態時一樣，作用在轉子上的電磁轉矩方向仍然與氣隙旋轉磁密的方向一致，但是。與轉子的實際轉向卻相反了。可見，這時的電磁轉矩與拖動機械加在電機轉子上的轉矩的方向相反，互相平衡，而電磁轉矩為制動轉矩。我們把這種情況叫做電機處于電磁制動運行狀態。

　　電機除了吸收拖動機械的機械功率外，還從電網吸收了電功率。這兩部分功率在電機內部都以損耗的方式最終轉化為熱能散發出來。