异步电动机工作原理讲解（异步电动机的基本原理）

一、工作原理

异步电动机由定子和转子两部分组成，二者之间有一个很小的空气隙。其工作原理如下图所示。

1、定子对称三相绕组通入对称三相交流电流，建立定子三相合成旋转电动势并产生旋转磁场。图中虚线表示某一瞬间定子旋转磁场的磁通，它以同步转速n1顺时针方向旋转，转子导体切割磁场产生感应电动势，感应电动势方向可用右手定则确定，电动势在闭路的转子绕组中产生电流。

2、载流的转子绕组在旋转磁场中受到电磁力的作用，用左手定则可确定此时转子绕组受到一个顺时针方向电磁力和电磁转矩的作用，使转子以转速n随着定子旋转磁场的方向旋转。

3、异步电动机转子转速n不能等于定子旋转磁场转速n1，因为如果n=n1，转子与定子旋转磁场之间就没有相对运动，转子绕组中就没有感应电动势和感应电流，就不能产生推动转子转动的电磁转矩，所以异步电动机运行中转子转速n和定子旋转磁场转速n1之间存在差异，n总是小于n1，“异步”之名，由此而来。

二、转差率

1、异步电动机转子转速n与定子旋转磁场转速n1之间存在着转速差，此转速差是定子旋转磁场切割转子导体的速度，其大小决定着转子电动势及其频率的大小，直接影响到异步电动机的工作状态。转速差可用转差率s这一重要物理量表示：s=(n1-n)/n1

2、当旋转磁场以同步转速n1开始旋转时，转子因机械惯性尚未转动，转子的瞬间转速n=0，这时转差率s=1。转子转动起来之后，n>0，(n1-n)差值减小，电动机的转差率s<1。如果转轴上的阻转矩加大，则转子转速n降低，即异步程度加大，才能产生足够大的感应电动势和感应电流，产生足够大的电磁转矩，这时转差率s增大。异步电动机运行时0<s<1。在额定负载运行条件下s=0.01~0.06。

三、异步电机的三种运行状态

1、电动机运行状态

0<s<1，n与n1方向相同且n<n1，定子旋转磁场与转子电流相互作用，将产生驱动性质的电磁力f和电磁转矩，定子从电力系统吸收电功率转换成机械功率，输送给转轴上的负载。

2、发电机运行状态

-∞<s<0，n与n1方向相同且n>n1，转差率s变为负值，定子旋转磁场切割转子导体的方向与电动机相反，定子旋转磁场与转子电流相互作用，将产生制动性质的电磁力f和电磁转矩，若要维持转子转速n>n1，必须向异步电机输入机械功率，克服电磁转矩做功，机械功率转换为电功率输送给电力系统。

3、电磁制动状态

1<s<+∞，异步电机定子绕组通入三相交流电流产生旋转磁场，以转速n1顺时针方向旋转，同时转子被一个外加转矩驱动，以转速n逆时针方向旋转，定子旋转磁场切割转子导体的方向与电动机状态相同，产生的电磁力f和电磁转矩也是与电动机状态相同的顺时针方向，但此时外加转矩使转子以逆时针方向旋转，电磁转矩对外加转矩是制动性质的。电机处于电磁制动状态，一方面定子从电网吸取电功率，另一方面外力克服电磁转矩做功，向异步电机输入机械功率。此时从两方面输入的功率都将转变为电机内部的热能。