异步电动机工作原理

今天生产的各种类型的电动机中，异步电动机非常普遍。它们的功率和效率确保了木材加工和金属加工行业、泵组、工厂、机床和手动电动工具的使用。

三相异步电动机

三相异步电动机

目录：

什么是异步电动机

三相异步电动机

工作原理

单相异步电动机

两相异步电动机

连接电路

三角形支架

启动

功能和性能特点

如何计算

什么是异步电动机

异步电机是一种异步电机，用于将电能转换为机械能。异步的字面意思是非同步的-这里的意思是，在异步电机中，磁场的转速总是比似乎试图赶上它的转子高。这些机器由交流电网络运行。

任何异步电动机都由两个关键部件组成：转子和定子。这些部分彼此不接触，并通过空气间隙彼此分离，在空气间隙中形成一个可移动的磁场。

异步机定子由下列部件组成：

机身,用于连接发动机的所有部件,对于小型发动机，通常使用铸铁、钢和铝合金的整体铸造外壳。

磁芯或磁导体。它是用特殊的电钢制成的。压入外壳，提高机器的磁感应性能。每个磁芯板都涂有特殊的清漆，以减少涡流损失。在某些情况下，异步电机的装置需要安装一个结合这两个功能的核心外壳。

线圈。安装在芯槽中。它由三个铜线线圈组成，彼此成120°角。它被称为主要的，因为它直接连接到网络。

转子结构由一个主单元组成，带有一个靠轴承的通风叶轮。转子与驱动机构的连接是通过直接连接、减速器或其他传递机械能的方式实现的。异步电机使用两种转子：

大转子-由坚固的铁磁连接组成的单一电路。它内部有电流感应，并在设计中起到磁导管的作用。

短路转子（由伟大的俄罗斯工程师米哈伊尔·奥西波维奇·多利沃·多布罗夫斯基发明，就像所有的三相电流一样）是一种由环连接的导体系统，外形类似于松鼠轮。在它内部，电流被诱导，其电磁场与定子磁场相互作用，导致转子运动。

三相异步电动机工作原理

异步电动机的工作原理是绕组和三相电压的相互排列，从而产生旋转磁场作为驱动力。

更详细地说，当一次绕组供电时，相位上会产生三个磁通量，这些磁通量随输入电压的频率而变化。它们不仅在空间上移动，而且在时间上移动，从而产生旋转磁通。

在旋转过程中，产生的流在转子导体中产生电动势。由于转子绕组是一个闭环，因此它产生电流，在定子磁场旋转的方向上产生起动力矩。这导致转子在超过其制动力矩的起动力矩后旋转。在这一点上观察到的现象称为滑移-一个以百分比表示磁场转速与转子转速之比的量。

磁场转速转子转速比

滑移是一个非常重要的参数。在一开始，它的值总是1，并且随着N1和N2之间的差值增加而自然变小，这也伴随着电动势和转矩的减少。在空转运行过程中，滑移最小，并且随着静力矩的增大而增大。当达到临界滑动（称为SKR）时，可能会导致发动机翻转。制动力矩和电磁力矩平衡后，值的变化停止。

因此，异步电动机的工作原理是基于旋转中转子的磁场与转子中相同磁场诱导的电流的相互作用。在这种情况下，产生转矩的先决条件是场的旋转频率差异。

单相异步电动机

事实上，任何异步电动机都是三相的，并设想连接三相电网，电压为380伏。它被称为单相或两相，当连接到电压为200 V的单相电网时，当电源仅提供两个绕组时。在这种电路中，主工作绕组从网络中获得纯相位，而其他电源则通过移相元件（通常是电容器）获得。这种电路允许产生必要的感应来偏置转子，并从单相网络启动异步电机。为了进一步工作，甚至不需要启动线圈（通过电容器连接）保持电压。

事实上，三相异步电动机即使在运行过程中切断其中一根电源线的电源，也能继续运行（在低负载下），从而模拟单相网络的运行。这是因为产生的磁场保持旋转。

两相异步电动机

使用两相绕组也可以产生旋转磁场。为了确保电路的可操作性，绕组的相位必须以90°偏移排列。当它们由相位偏移90˚的电流供电时，会产生旋转磁场，就像三相机器一样。

异步两相电动机由产生场与转子棒相互作用产生的电流驱动。它加速，直到达到旋转的极限速度。为了从单相电流的电网为这种电机供电，必须在其中一个绕组上产生相位移位。为此，使用必要容量的电容器。

目前，空心铝转子两相异步电动机的应用越来越多。它的旋转是由气缸内形成的涡流与旋转磁场相互作用而产生的。

转子的惯性力矩使发动机具有良好的性能，可用于某些专业领域，如桥梁和补偿电路的控制系统。其中一个线圈通过电容器连接到电源网络，另一个线圈通过控制电压。

连接电路

为了连接三相异步电机，使用了几种不同的电路，但最常用的是“三角形”和“启动”。

三角形

这种方案的优点是，当根据它连接时，三相电机可以开发出最大的额定功率。为了做到这一点，线圈连接在原则上的结束-开始，这在示意图中看起来像一个三角形，但作为一个三角形，了解什么并不总是方便的。因此，我们建议从底部分析示意图，然后收集照片（甚至更低）。

三角形连接图

三角形连接图

在三相电网中，绕组引脚之间的线性电压值为380V。不需要创建工作零。重要的是要注意，在这样的电路中可能会出现一个大的启动电流，使布线明显过载。

启动

这种连接方式是三相380V网络中最常用的。这个方案的名字是因为线圈的两端像星光一样连接在一个点上。线圈的起点通过交换设备连接到相位导体。在这种设计中，起点之间的线性电压为380V，导体连接和连接处之间的线性电压为200V。下面是图表，下面是照片。

启动接方案

以这种方式连接的380 V并网三相电机无法产生最大功率，因为每个绕组的电压为220 V。反过来，这种电路可以防止电流过载，从而确保平稳启动。

这种或那种方式连接发动机的可能性通常在其标牌上注明。Y的意思是“启动”，三角形的意思是“三角形”。在已经连接的机器上定义电路可以通过线圈的类型来确定-它们之间的一个双跳线表示使用了“启动”（底部的第一张照片），如果线圈端子之间可以看到三个跳线-“三角形”（顶部的第一张照片）。

当三相异步电动机需要逆旋转方向启动时，应将三相电源的两条电源线互换位置。

功能和性能特点

异步电机的特点：

它们的设计中没有集热组，通过增加摩擦来增加其他类型发动机的磨损。

异步电动机的电源不需要使用转换器，可以通过工业三相网络实现。

由于零件和结构元素较少，它们相对容易维护，使用寿命长。

缺点包括：

由于起动力矩小，异步电动机的应用范围有些有限。

它们在运行时消耗的高无功功率对机械功率没有影响。