異步電機基本原理
發布時間：2020.01.03

在電動機驅動的生產設備中,為了實現生產產品質量的提高、數量的增加、能量的合理利用以及生產成本的降低, 在工業生產過程中對電機控制的要求越來越高。一、異步電動機是如何轉動起來的
異步電動機定子上有三相對稱的交流繞組； 
三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產生旋轉磁場； 
轉子繞組的導體處于旋轉磁場中； 
轉子導體切割磁力線，并產生感應電勢，判斷感應電勢方向。 
轉子導體通過端環自成閉路，并通過感應電流。 
感應電流與旋轉磁場相互作用產生電磁力，判斷電磁力的方向。 
電磁力作用在轉子上將產生電磁轉矩，并驅動轉子旋轉。 
根據以上電磁感應原理，異步電動機也叫感應電動機。 
二、轉差，轉差率（為什么叫異步電動機？）
切割磁力線是產生轉子感應電流和電磁轉矩的必要條件。 
轉子必須與旋轉磁場保持一定的速度差，才可能切割磁力線。 
旋轉磁場的轉速用n1表示，稱為同步轉速；轉子的實際轉速用n表示，轉差Δn=n1-n。 
轉差率： s=(n1-n)/n1 
轉差率是異步電動機的一個基本變量，在分析異步電動機運行時有著重要的地位。 
起動瞬間，n = 0,s=1 
理想空載運行時：n=n1,s=0 
作為電動機運行時，s的范圍在0---1之間。 
轉差率一般很小，如s = 0.03。 
制動運行時，電磁轉矩方向與轉速方向相反，即n1與n反向，s>1 
發電運行時，n高于同步轉速n1,s<0. 
根據轉差率可以區分異步電動機運行狀態.
三、電勢平衡方程式
1、定子繞組電勢平衡方程式
定子繞組接到交流電源上，與電源電壓相平衡的電勢（壓降）包括： 
主電勢（感應電勢）： 
定子繞組通入三相對稱交流電流時，將會產生旋轉的主磁通，同時被定子繞組和轉子繞組切割，并在其中產生感應電勢。 
定子繞組感應電勢的有效值：E1=4.44f1*N1*Φ1*Kw1 
漏磁電勢（漏抗壓降） 
定子漏磁通：僅與定子繞組相匝鏈。 
漏抗壓降： E1σ=-jI1*X1σ
電阻壓降： R1I1 
定子電勢平衡方程式：U1=-E1+(R1+jX1σ)I1=-E1+Z1σI1 
2、轉子繞組的電勢及電流
轉子繞組的感應電勢 
轉子繞組切割主磁通的轉速 
主磁通以同步速度旋轉 
轉子以轉速n旋轉 
轉子繞組導體切割主磁通的相對轉速為(n1-n)=sn1 
轉子繞組中感應電勢的頻率： 
公式： f2=sf1 
結論：由于s很小，轉子感應電勢頻率很低。0.5-3Hz 
轉子感應電勢的有效值 
公式：E2S=SE2 
感應電勢與轉差率正比。 
對繞線式異步電機，轉子繞組每相串聯匝數，相數計算方法同定子繞組的計算。 
對籠型轉子來說，由于每個導條中電流相位均不一樣，所以，每個導條即為一相，可見相數等于導條數即轉子槽數；每相串聯匝數為半匝即1/2。 
注意轉子不動時（s=1)時的感應電勢與轉子旋轉是感應電勢的關系。 
轉子繞組的阻抗 
由于轉子繞組是閉合的，所以有轉子電流流過。同樣會產生漏磁電抗壓降。 
漏抗公式：X2σs=S*X2σ。漏抗也與轉差率正比。轉速越高，漏抗越小。 
考慮到轉子繞組的相電阻后：Z2σs=R2+jSX2σ。 
轉子繞組中的電流 
轉子繞組短路，轉子電壓為0，感應電勢全部加在轉子阻抗上 
轉子回路方程： E2S=jI2*Z2σs