三相异步电动机 – 定义、工作原理、优点和缺点

一个三相异步电动机是一种机电能量转换装置，它将三相输入电能转换为输出机械能。

三相异步电动机由定子和转子组成。定子带有三相定子绕组，而转子带有短路绕组，称为转子绕组。定子绕组由三相电源供电。转子绕组通过电磁感应从定子绕组获得电压和功率，因此得名。

三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机的工作原理可以通过考虑其一部分来解释如下：

  • 当三相定子绕组由平衡的三相电源供电时，电动机中产生一个旋转磁场 (RMF)。该旋转磁场以同步速度绕定子旋转，同步速度由下式给出：

$$\mathrm{同步速度, \:𝑁_𝑆 = \frac{120𝑓}{𝑃}}$$

  • 旋转磁场穿过气隙并切割转子导体，而转子导体目前仍处于静止状态。由于旋转磁场和静止转子导体之间的相对运动，在转子导体中感应出电动势。由于转子回路是短路的，因此电流开始在转子导体中流动。
  • 由于载流转子导体位于定子绕组产生的磁场中。因此，转子导体受到机械力。所有转子导体上的机械力的总和产生一个扭矩，使转子沿旋转磁场的方向运动。因此，以这种方式，三相输入电能被转换为三相异步电动机中的输出机械能。
  • 此外，根据楞次定律，转子应沿定子磁场的方向运动，即转子电流的方向应使得它们趋于反对产生它们的起因。这里，产生转子电流的原因是旋转磁场和转子导体之间的相对速度。因此，为了降低这种相对速度，转子开始沿与旋转磁场相同的方向旋转。

三相异步电动机的优点

以下是三相异步电动机的主要优点：

  • 结构简单，坚固耐用。
  • 维护成本低。
  • 效率高，功率因数好。
  • 成本低廉。
  • 具有自启动转矩。

三相异步电动机的缺点

三相异步电动机的缺点如下：

  • 三相异步电动机是恒速电动机；因此，其速度控制非常困难。
  • 三相异步电动机的启动转矩较差，涌流较大（约为额定电流的 4 到 8 倍）。
  • 它们始终在滞后功率因数下工作，并且在轻载期间，它们在非常差的功率因数下工作（约为 0.3 到 0.5 滞后）。

更新时间： 2023年11月8日

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