华中科技大学电机学异步电机完美解析

异步电机的原理
异步电机，也称为感应电机，是一种常见的交流电机。

它的工作原理基于电磁感应现象，即当导体在磁场中运动时会产生感应电动势。

异步电机由定子和转子两部分组成。

定子上绕有三相绕组，通过外部三相交流电源供电。

转子上有导体棒或铜箔，它们与定子上的绕组之间没有直接的电连接。

当三相交流电源通入定子绕组时，会在定子中产生旋转磁场。

这个旋转磁场会与转子中的导体棒或铜箔产生交变磁通量。

根据法拉第电磁感应定律，这个交变磁通量会在导体棒或铜箔中产生感应电动势，并且由于导体棒或铜箔与旋转磁场的相对运动，这个感应电动势会引起导体棒或铜箔中的电流。

根据洛伦兹力的作用，在导体棒或铜箔中产生的电流会受到一个力，使得它们开始旋转。

由于旋转速度不同步于旋转磁场，所以这种类型的电机被称为异步电机。

由于异步电机的转子没有直接的电连接，所以它们不需要用刷子或其他类型的接触装置来供电。

这使得异步电机具有较高的可靠性和较低的维护成本。

总之，异步电机的工作原理基于电磁感应现象，其中定子中的三相绕组产生旋转磁场，与转子中的导体棒或铜箔产生交变磁通量，并在导体棒或铜箔中产生感应电动势和电流，从而引起转子旋转。

第五章异步电机学习指导学习目标与要求（1）三相异步电机的结构特点，额定值。

（2）三相异步电机的运行状态及转差率。

（3）三相异步电动机的运行原理、等效电路及频率的归算。

（4）三相异步电动机的功率、转矩平衡方程式。

（5）电磁转矩的物理概念和转矩一转差率曲线的特点和分析。

（6）三相异步电动机的起动方法。

（7）异步电动机的调速和制动运行状态。

学习重点（1）三相异步电动机的运行原理、等效电路及频率的归算。

（2）三相异步电动机的功率、转矩平衡方程式。

（3）电磁转矩的物理概念和转矩一转差率曲线的特点和分析。

学习难点1)三相异步电动机转子旋转时频率折算问题。

2)真正理解各种调速方法的基本原理、特点及运用范围。

3)转子导体的集肤效应现象及其对启动的影响。

5.1 异步电机的主要结构部件步机的型异电动类图5—2 绕线型异步电动机的结构异步电机和其他旋转电机一样主要由固定不动的定子部分，旋转的转子部分以及定、转子之间的气隙三部分组成。

图5—1是封闭式笼型异步电动机结构图。

绕线型异步电动机的结构如图5—2所示。

一、定子定子部分由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。

图5-3 异步电动机的定子定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分及放置定子绕组。

为了减少铁心中由交变磁势引起的涡流和磁滞损耗，铁心材料选用0.5mm厚的硅钢片叠成。

外径在1m以下的中、小型电机，钢片为圆冲片；当外径大于1m时，则用扇形冲片拼成圆形；大于10kW的电机，冲片两面应涂有绝缘漆以减少铁心损耗。

为了提高铁心间的冷却效果，中大型电机，沿轴向每隔40~50mm留有径向通风沟。

定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的格，用以嵌放定子绕组。

常用的定子槽形有三种：1)半闭口槽；2)半开口槽；3)开口槽，如图5—4所示。

从提高效率和功率因数来看，半闭口槽最好，因为它可以减少气隙磁阻，使产生一定数量的旋转磁势所需的励磁电流最少。

但绕组的绝缘和嵌线工艺比较复杂，因此只用于低压中小型异步电动机中。

异步电机的工作原理简洁
异步电机的工作原理是基于电磁感应原理。

它由一个固定的外部电源提供交流电源，并通过电网传输电能。

异步电机的核心部分包括一个固定的定子和一个旋转的转子。

当外部电源通电时，定子绕组会产生一个旋转的磁场。

这个磁场是由交流电源的电流的反向不断改变而产生的。

与此同时，转子内部也存在一个磁场。

由于转子和定子的磁场不完全同步，转子会受到定子磁场的作用力而开始旋转。

转子受到的磁场力会使其旋转，但受到旋转惯性的阻碍，转子的运动会滞后于定子磁场的旋转。

由于转子的滞后，定子的磁场将在转子上产生感应电动势。

这个感应电动势在转子上会产生一个电流，并产生一个与定子磁场相反方向的磁场。

这个与定子相反的磁场会产生一个斥力，从而推动转子向前旋转。

这个过程不断重复，使得转子保持旋转。

同时，由于转子不断滞后于定子磁场，在不断的旋转过程中，电流会不断在转子上感应和产生反向磁场，通过这个磁场不断推动转子的旋转。

总之，异步电机的工作原理是通过交流电源产生的定子磁场和转子的滞后产生的感应电动势，不断推动转子的旋转。

这使得异步电机能够将电能转化为机械能，完成各种工作任务。

目录华中科技大学电机学目录下页第一篇12第二篇3第三篇4第四篇5第五篇目录 1 绪论下页�电机在国民经济中的作用�电机的分类�电机学课程性质和学习方法�电机学中常用的电工定律目录电机在国民经济中的作用下页�电能是现代社会最主要的能源，并对人类文明的发展起到了重要的推动作用。

�电机是和电能的生产、输送与利用密切相关的能量转换机械 。

�电机不仅是国民经济各行业中的重要或关键设备，而且在人们日常生活中的应用也越来越广泛。

目录电机的用途下页发电机电机的主要类型变压器电动机下页目录发电机的用途火电厂：将燃料燃烧的热能转换为电能。

水电厂：将水流的势能转换为电能。

核电厂：将原子核裂变的原子能转换为电能。

风电场：将风能转换为电能。

�用于发电厂�用于独立系统中的用于独立系统中的发电机发电机发电机。

目录火力发电厂原理图下页火力发电厂原理图火力发电厂原理图目录变压器的用途下页�主要用于各级变电站中。

�改变交流电能的电压，实现交流电能的经济输送和合理分配。

下页目录电力系统示意图水力发电厂110kV220kV110kV调相机220kV6kV35kV380/220V220k V 220k V110kV水力发电厂220k V110kV10.5kV火力发电厂火力发电厂110kV照明电动机图例发电机双绕组变压器三绕组变压器自耦变压器=GSGSGS GS GSM 3~M 3~GS GSGSGSGS目录电动机的用途下页�作为原动机，拖动各种机械设备。

�据统计，我国电动机的耗电量约占发电量的60% 。

�工业�农业�交通运输业�航天、航空、航海行业�国防、文化教育、医疗卫生、IT等行业�日常生活目录电动机的用途下页�工业机床、机器人、轧钢机、纺织机、造纸机、风机、水泵、压缩机、吊车、卷扬机、传送带等。

�农业电力排灌设备、脱粒机、碾米机、榨油机、粉碎机等。

�交通运输业电气机车、磁悬浮列车、城市轨道列车、无轨电车、电动汽车等。

目录电动机的用途下页�航空和航海业有特殊要求的航空电机、船用电机和推进电机等。

简述异步电机的运行原理
异步电机是一种常见的交流电机，其运行原理是基于电磁感应和感应电动势的原理。

异步电机由定子和转子两部分组成，定子绕组连接到交流电源上，产生旋转磁场。

转子部分则由绕组连接到电源上，并根据感应电动势的作用，受到定子磁场的影响而旋转。

具体来说，当定子上施加交流电源时，定子绕组中产生交变磁场。

同时，转子绕组中由于感应电动势的作用也产生旋转磁场。

由于定子磁场和转子磁场之间存在一定的相对运动，会引起转子绕组中的感应电动势，从而在转子绕组中产生感应电流。

根据洛伦兹力的作用，感应电流会在转子绕组中产生一个转矩，使得转子开始旋转。

转子的转动会使得转子绕组中的感应电流不断变化，进而产生不断变化的旋转磁场。

由于感应电流和旋转磁场之间的耦合作用，转子会以一定的速度匹配和跟随定子磁场的旋转。

需要注意的是，异步电机的转速不会完全与定子磁场的旋转速度一致。

这是由于转子绕组中感应电流的存在，会导致旋转磁场稍微滞后于定子磁场。

这也是为什么这种电机称为“异步”的原因。

总结来说，异步电机的运行原理是通过定子和转子之间的磁场相互作用产生转矩，使得转子能够以一定的速度匹配和跟随定子磁场的旋转。

异步电机的工作原理异步电机是一种常见的交流电机，也被称为感应电机。

它的工作原理是通过一个定子线圈中的交流电流产生一个旋转的磁场，而旋转磁场则在转子所处的磁场中感应出电动势，进而使转子发生旋转。

值得注意的是，异步电机的转子并不直接连接到电源，而是通过感应的方式与转速略小于转子的同步速度来实现。

下面将详细介绍异步电机的工作原理。

1.定子线圈产生的旋转磁场在异步电机的定子上布置着若干个线圈，这些线圈中通电产生的磁场可以通过电流的频率和相位差调整。

当交流电源接通后，通过交变的电压将产生交变的电流，形成一个旋转磁场。

这个旋转磁场的方向随着电流的变化而变化，并沿着定子绕组周围的轴线旋转。

这个旋转磁场是由定子线圈中的电流产生的。

2.转子中的感应电动势异步电机的转子是由导体材料制成，通常铜或铝。

当旋转磁场通过转子时，它也会感应出电动势。

根据法拉第电磁感应定律，当导体材料切割磁感线时，会在导体中产生电动势。

这个电动势的方向与磁感线方向和导体运动方向相关，并会导致电流在导体内部形成。

在异步电机中，这个电动势会在转子中感应出旋转电流。

3.转子的旋转当转子中产生的旋转电流与定子中的旋转磁场相互作用时，就会产生一个力矩，推动转子开始旋转。

这是因为旋转磁场和旋转电流之间存在一个相对运动，从而产生了一个力矩。

这个力矩会将转子推向磁场的旋转方向，导致转子开始旋转。

与此同时，由于转子在低于同步速度的情况下运转，因此转子的旋转速度会稍慢于旋转磁场的速度。

4.异步电机的运行当转子开始旋转后，由于转子速度略低于旋转磁场的速度，导致转子上产生的感应电动势的频率略高于输入电压的频率，相位差也会稍有变化。

这一差异导致了输出的电动势谐波，也就是异步电机的工作状态。

综上所述，异步电机的工作原理是定子线圈中的交变电流产生一个旋转磁场，在转子中感应出电动势，并通过电动势与旋转磁场之间的相对运动产生一个力矩，导致转子开始旋转。

然而，由于转子的运动略慢于旋转磁场的速度，因此异步电机能够持续地旋转，并将电能转换为机械能。