2.1.1 三相异步电动机的工作原理
1.工作原理
三相异步电动机和其他类型电动机一样,也是利用通电导体在磁场中产生电磁力形成电磁转矩的原理制成的。
图 2-1-1 是异步电动机工作原理示意图。在异步电动机的定子铁心里,嵌放着对称的三相绕组 U1-U2、V1-V2、W1-W2,以鼠笼式异步电动机为例,转子是一个闭合的多相绕组鼠笼电机。图2-1-1 所示的定子、转子上的小圆圈表示定子绕组和转子导体。
当异步电动机的三相对称定子绕组中通入三相对称交流电流时,定子电流便产生一个以同步转速
旋转的圆形磁场,磁场的旋转方向取决于三相电流的相序。图2-1-1 中U、V、W 三相绕组顺时针排列,当定子绕组中通入 U、V、W 相序的三相交流电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。转子开始是静止的,故转子与旋转磁场之间存在相对运动,转子导体切割定子旋转磁场而感应电动势。转子有功分量电流与感应电动势同相位,其方向由右手定则确定。载有有功分量电流的转子绕组在磁场中受到电磁力作用,由左手定则可判定电磁力F 的方向。电磁力F对转轴形成一个电磁转矩,其作用方向与旋转磁场方向一致,拖着转子沿着磁场方向旋转,将输入的电能变成转子旋转的机械能。如果电动轴上带有机械负载,则机械负载随电动机转动。

图2-1-1 异步电动机工作原理示意图
异步电动机转子旋转方向始终与旋转磁场的方向一致,而旋转磁场的方向又取决于通入定子电流的相序。因此,只要改变定子电流相序,即任意对调电动机的两根电源线,便可使电动机反转。
异步电动机的转子转速n 总是低于定子磁场的转速n1,因为只有这样,转子绕组和旋转磁场间才有相对运动,才能产生感应电动势和感应电流,形成电磁转矩,使电动机旋转。如果n=n1,转子绕组和旋转磁场之间无相对运动,转子绕组中无感应电动势和感应电流产生,则异步电动机电磁转矩为零,异步电动机无法转动。由于异步电动机的转子电流是依靠电磁感应作用产生的,故称其为感应式电动机。又因为电动机转速与旋转磁场转速不同步,所以称其为异步电动机。(https://www.daowen.com)
2.转差率
同步转速n1与转子转速n 之差再与同步转速n1之比称为转差率,用字母s 表示,即

根据转差率s,可以求电动机的实际转速n,即
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转差率 s 是异步电动机的一个重要参数,它反映异步电动机的各种运行情况,对电动机的运行有着极大的影响。
异步电动机的负载越大,转速就越低,其转差率就越大;反之,负载越小,转速就越高,其转差率就越小。因此,转差率可直接反映转速的高低。异步电动机带额定负载时,其额定转速就很接近同步转速,转差率很小,一般sN为0.01~0.06。