異步電動機

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。

感應電動機又稱“異步電動機(asynchronousmotor)”，即轉(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。轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動的導體，通常多呈鼠籠狀。定子是電動機中不轉(zhuǎn)動的部分，主要任務是產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場并不是用機械方法來實現(xiàn)。而是以交流電通于數(shù)對電磁鐵中，使其磁極性質(zhì)循環(huán)改變，故相當于一個旋轉(zhuǎn)的磁場。這種電動機并不像直流電動機有電刷或集電環(huán)，依據(jù)所用交流電的種類有單相電動機和三相電動機，單相電動機用在如洗衣機，電風扇等;三相電動機則作為工廠的動力設備。

發(fā)明者尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla，1856年7月10日~1943年1月7日)，塞爾維亞裔美籍發(fā)明家、機械工程師、電氣工程師。他被認為是電力商業(yè)化的重要推動者之一，并因主持設計了現(xiàn)代交流電系統(tǒng)而最為人知。在邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁場理論的基礎上，特斯拉在電磁場領域有著多項革命性的發(fā)明。1887年發(fā)明感應電動機，他的多項相關專利以及電磁學的理論研究工作是現(xiàn)代的無線通信和無線電的基石。

工作原理通過定子產(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)。

基本結構單相異步電機的基本結構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。三相異步電機的基本結構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、隊稱排列的結構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。

工作方式1 異步電動機起動方式 1.1 軟起動隨著微型計算機控制技術的迅猛發(fā)展，在相關的控制工程領域中先后研制成功了一批電子式軟起動控制器，廣泛應用在電動機的起動過程，降壓啟動器隨之被替代。當前電子式的軟起動設施都使用的是晶閘管的調(diào)壓電路，其電路構成如下所描述：晶閘管六只，兩兩反并聯(lián)后串聯(lián)至三相電源上，待系統(tǒng)發(fā)送起動信號后，微機控制起動器系統(tǒng)立即進行數(shù)據(jù)計算，令晶閘管輸送觸發(fā)信號，使晶閘管的導通角得到控制，根據(jù)給定的輸出，調(diào)節(jié)輸出電壓，實現(xiàn)電動機的控制。該起動方式適合各種功率值的三相交流異步電動機包括六根和三根連接方式的起動控制。1.2 直接起動此種起動方式是電機起動方式中最基礎最簡單的，首先借助用刀開關使電動機與電網(wǎng)進行連接，此時在額定電壓下電動機起動并運行起來，該方式特點為：投資少，設備簡單、數(shù)量少，雖然起動時間短，但起動時的轉(zhuǎn)矩較小，電流較大，比較適合應用在容量小的電動機起動。1.3 降壓起動由于直接起動存在較大的缺點，降壓起動隨之產(chǎn)生。這種起動方式適用的起動環(huán)境為空載和輕載這兩種情況，由于降壓起動方式是在同時實現(xiàn)了限制起動轉(zhuǎn)矩和起動電流的，因此起動工作結束后需要使工作的電路恢復到額定狀態(tài)。