三相异步电动机原理及应用

异步电动机在实际中的应用

广西大学电气工程学院姓名：XXX学号：1104500XXX

摘要

随着我国科技的发展，电工电子技术也获得了一定程度的发展。异步电动机作为电工电子技术中的一项重要部分，其性能和功能也逐渐得到人们的认可和普及。异步电动机又称：“感应电动机”，依据所用交流电的种类有单相异步电动机和三相异步电动机，单相异步电动机用在如洗衣机，电风扇等；三相异步电动机则广泛用于工厂的动力设备。

本文介绍异步电动机的结构、原理，重点介绍单相异步电动机和三相异步电动机在实际中的应用。

关键词：电工电子技术异步电动机单相异步电动机三相异步电动机应用

THE APPLICATION OF ASYNHNOUS MOTOR IN PRACTICE

ABSTRACT

Along with the development of science and technology in our country,the electrical and electronic technology has gained a certain degree of development.Induction motor as an important part of electrical and electronic technology,its performance and function has gradually been recognized and popularized by people.Asynchronous motor,induction motor,according to kinds of AC single-phase asynchronous motor and a three-phase asynchronous motor, single-phase asynchronous motor used in such as washing machines,electric fans,etc.; three-phase asynchronous motor is widely used in power plant equipment.

This paper introduces the structure and principle of asynchronous motor,and introduces the application of single-phase asynchronous motor and three-phase asynchronous motor in practice.

一、异步电动机的基本介绍

异步电动机由电气工程师尼古拉·特斯拉于1887年发明，其又称作感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机[1]。异步电动机将转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动。转子是可转动的导体，通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分，主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场是以交流电通于数对电磁铁中，使其磁极性质循环改变，相当于一个旋转的磁场。依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机，单相电动机用在如洗衣机，电风扇等；三相电动机则广泛应用于工厂的动力设备。其中，三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性[2]。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中，约有90%左右为异步电动机，其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中，异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60%多[3]。

二、异步电动机的基本结构

1、定子（静止部分）

(1)定子铁心

作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

构造：定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用来放置定子绕组。

定子铁心槽型有以下几种：半闭口型槽，半开口型槽，开口型槽。

(2)定子绕组

作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

构造：由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

(3)机座

作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

2、转子（旋转部分）

(1)异步电动机的转子铁心

作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

(2)异步电动机的转子绕组

作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。

构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。

3、异步电动机的其它附件

端盖：支撑作用。

轴承：连接转动部分与不动部分。

轴承端盖：保护轴承。

三、异步电动机的基本原理

三相异步电动机定子绕组加对称电压后，产生一个旋转气隙磁场，转子绕组导体切割该磁场产生感应电势。由于转子绕组处于短路状态会产生一个转子电流。转子电流与气隙磁场相互作用就产生电磁转矩，从而驱动转子旋转。电动机的转速一定低于磁场同步转速，因为只有这样转子导体才可以感应电势从而产生转子电流和电磁转矩。所以该电机被称为异步机，也叫感应电机。

四、异步电动机的实际应用

异步电机主要用作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机（Asynchronous Motor）拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电机也可作为发电机，用于风力发电厂和小型水电站等。[4]

1、单相异步电动机的实际应用

单相异步电动机功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇、吊扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表、小型机床等。(1)单相异步电动机在吊扇上的应用

吊扇用电机可采用单相电容运转电动机，全封闭外转子结构，输入功率为75~100W。电机的级数为14、16或18等，电机转速较慢，可达到安全的目的。线路简单，操作方便。(2)单相异步电动机在台扇上的应用

台扇用电机多采用单相电容运转电动机，输入功率为32~85W。电容运转电动机在调速范围不大时，普遍采用定子绕组抽头调速。

2、三相异步电动机的实际应用

三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚固耐用，价格便宜，维修方便等一系列优点。可用于驱动各种通用机械如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其他机械设备，在矿山。机械。冶金、石油、化工、电站等各种工矿企业中作原动机用。

三相异步电动机是将电能转换为机械能供给生产机械实现各种运动的一种动力设备。在机械、冶金、煤炭、石油、化工等工业领域应用十分广泛。绝大部分生产机械都是采用三相异步电