為什么是異步電機

　　因為三相異步電機轉(zhuǎn)子線圈中的感應電流是由于轉(zhuǎn)子導體與磁場有相對運動而產(chǎn)生的。三相異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不會與旋轉(zhuǎn)磁場同步，更不會超過旋轉(zhuǎn)磁場的速度。如果三相異步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速成大小相等，那么，磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，導體不能切割磁力線，因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會產(chǎn)生感應電勢和電流，三相異步電機轉(zhuǎn)子導體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。因而三相異步電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。但在特殊運行方式下(如發(fā)電制動)，三相異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。

中研電機-紫光ZIK電機型號

三相異步電機轉(zhuǎn)矩

　　對稱3相繞組通入對稱3相電 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場線切割轉(zhuǎn)子繞組，根據(jù)電磁感應原理，轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生e和i，轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)子輸出機械能量，帶動機械負載旋轉(zhuǎn)起來。

　　在交流電機中，當定子繞組通過交流電流時，建立了電樞磁動勢，它對電機能量轉(zhuǎn)換和運行性能都有很大影響。所以三相交流繞組通入三相交產(chǎn)生脈振磁動勢，該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁動勢和，從而在氣隙中建立正傳和反轉(zhuǎn)磁場和。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體，并分別在轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流 。

　　該電流與磁場相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)；反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動電動機轉(zhuǎn)動的合成轉(zhuǎn)矩。

三相異步電機轉(zhuǎn)速

　　在電機定子中通入3相交流電，使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)速為n0。不同的磁極對數(shù)p，在相同頻率f=50Hz的交流電作用下，會產(chǎn)生不同的同步轉(zhuǎn)速n0，n0=60f/p。

　　電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，它和感應電機基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉(zhuǎn)差率，

　　ns為磁場轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

三相異步電機種類

　　按轉(zhuǎn)子結構的不同，三相異步電機可分為籠式和繞線式兩種。

　　籠式轉(zhuǎn)子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調(diào)速困難。

　　繞線式三相異步電機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。

三相異步電機特點:

　　優(yōu)點：與單相異步電動機相比，三相異步電機結構簡單，制造方便，運行性能好，并可節(jié)省各種材料，價格便宜。

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三相異步電機的使用

　　三相異步電機功率大，主要制成大型電機。它一般用于有三相電源(Triple-phase power)的大型工業(yè)設備中。首先說明一點的是，三相異步電機只用于電動機，極少用作發(fā)電機，都是同步電機用來發(fā)電。

　　對于1kW以下的小功率三相異步電機，不僅可以作三相運行，而且也可以作單相運行。

三相異步電機的幾種調(diào)速方式比較

　　三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1-s)

　　從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。

　　在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對數(shù)的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動機調(diào)速等。

　　從調(diào)速時的能耗觀點來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法(如串級調(diào)速等)。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加，假如調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。

　　一、變極對數(shù)調(diào)速方法

　　這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的，特點如下：

　　具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；

　　無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；

　　接線簡單、控制方便、價格低；

　　有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速；

　　可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。

　　本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。

　　二、變頻調(diào)速方法

　　變頻調(diào)速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。其特點：

　　效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；

　　應用范圍廣，可用于籠型異步電動機；

　　調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；

　　技術復雜，造價高，維護檢驗困難。

　　本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。

　　三、串級調(diào)速方法

　　串級調(diào)速是指繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串進可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串進的附加電勢所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串級調(diào)速形式，多采用晶閘管串級調(diào)速，其特點為：

　　可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上，效率較高；

　　裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%－90%的生產(chǎn)機械上；

　　調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運行，避免停產(chǎn)；

　　晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。

　　本方法適合于風機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。

　　四、繞線式電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法

　　繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串進附加電阻，使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。串進的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機械特性較軟。

　　五、定子調(diào)壓調(diào)速方法

　　當改變電動機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此Z大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動機難以應用。為了擴大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機，如調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定運行范圍，當調(diào)速在2：1以上的場合應采用反饋控制以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。

　　調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為。調(diào)壓調(diào)速的特點：

　　調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制；

　　調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。

　　調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機械。.

　　六、電磁調(diào)速電動機調(diào)速方法

　　電磁調(diào)速電動機由籠型電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵磁電源(控制器)三部分組成。直流勵磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導通角，可以改變勵磁電流的大小。

　　電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動。電樞與電動機轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動部分，由電動機帶動；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負載軸對接稱從動部分。當電樞與磁極均為靜止時，如勵磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極替的磁極，其磁通經(jīng)過電樞。當電樞隨拖動電動機旋轉(zhuǎn)時，由于電樞與磁極間相對運動，因而使電樞感應產(chǎn)生渦流，此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1，這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式，變動轉(zhuǎn)差離合器的直流勵磁電流，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速電動機的調(diào)速特點：

　　裝置結構及控制線路簡單、運行可靠、維修方便；

　　調(diào)速平滑、無級調(diào)速；

　　對電網(wǎng)無諧影響；

　　速度失大、效率低。

　　本方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產(chǎn)機械。

　　七、液力耦合器調(diào)速方法

　　液力耦合器是一種液力傳動裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充進一定量的工作液體，當泵輪在原動機帶動下旋轉(zhuǎn)時，處于其中的液體受葉片推動而旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進進渦輪時，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)。液力耦合器的動力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對充液量的大小是*的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，作到無級調(diào)速，其特點為：

　　功率適應范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；

　　結構簡單，工作可靠，使用及維修方便，且造價低；

　　尺寸小，能容大；

　　控制調(diào)節(jié)方便，輕易實現(xiàn)自動控制。