异步电动机是将转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下获得旋转力矩，使转子旋转的装置。它是交流电机，主要用作电动机。本文为大家介绍异步电机的工作原理、分类用途、基本结构，希望能成为大家的参考。
异步电动机的工作原理
1、异步电动机的结构
异步电动机由两个基本单元组成：一个固定的定子和一个旋转的转子。定子部分主要包括定子铁芯、定子绕组和底座，转子部分主要包括转轴、转子铁芯和转子绕组(闭合导体)。定子铁芯内圆和转子铁芯外圆有均匀分布的凹槽，用于嵌入绕组，如图所示。
异步电机结构图
2、异步电机旋转磁场的产生
以三相异步电机为例。在图1中，定子铁芯的两个径向线端连接在一起形成一相，例如起始端A和端子X连接为一相，起始端B和端子Y连接为一相，起始端C和端子Z连接为一相，这样就形成了一个三相电机。定子三相绕组上加三相对称交流电，即幅值相等，频率相等，相位不同，如图所示。
三相对称交流电
三相定子绕组中流过三相对称电流，在空间产生旋转磁场，如图。
异步电动机旋转磁场的形成
当交流相位=00，IA=0，IB为负，IC为正。此时A、X端无电流，绕组BY电流从Y流向B，绕组CZ电流从C流向z，图(A)中磁感应线的方向由安培右手螺旋法则得到(如虚线箭头所示)。
当交流相位=1200，IB=0时，IA为正，IC为负。此时B、Y端无电流，绕组AX电流从A流向X，绕组CZ电流从Z流向C，图(B)中磁感应线的方向由安培右手螺旋决定(如虚线箭头所示)。
当交流相位=2400，IC=0时，IA为负，IB为正。此时C、Z端无电流，绕组AX电流从X流向A，绕组BY电流从B流向Y，用安培右手螺旋得到图(C)中磁感应线的方向。
当交流电相位与图(a)相同时，重复前面的过程，可以看到定子绕组中的三相交流电变化一个周期，空间合成磁场也随着交流电的相序变化一个周期。随着交流电的不断变化，空间合成磁场不断旋转，从而形成旋转磁场。旋转磁场的方向是由连接在定子上的交流电的相序决定的，只要改变交流电的相序(例如连接的A相变为连接的B相)，旋转磁场的相序就会相应改变。
3、异步电动机的工作原理
由于旋转磁场不断切割转子中的闭合导体，产生感应电动势和感应电流，然后转子中的感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子与旋转磁场的方向同向运行。比如旋转磁场顺时针切割转子导体，相当于导体逆时针旋转。利用右手法则，让磁感应线垂直穿过手掌，大拇指指向导体运动方向，四指方向为感应电流方向(如图)。然后用左手定则，磁感应线穿过手掌，四指指向电流运动的方向，拇指方向就是电磁力矩T的方向(如图)。
笼型异步电动机的横截面图
在异步电动机中，为了保持旋转磁场alwa
比如在工业上，中小型轧钢设备、各种金属切割机、轻工机械、矿井中的提升机、通风机等都是由异步电机驱动的。
在农业方面：水泵、脱粒机、粉碎机等农副产品加工机械也是由异步电机驱动的。
此外，在人们的日常生活中，异步电机也被大量使用，例如，风扇、冰箱、各种医疗机械等等。总之，异步电机的应用范围很广，需求量很大。随着电气化自动化的发展，它在工农业生产和人民生活中起着非常重要的作用。
异步电动机也可以用作发电机，但一般只在特殊情况下使用。
异步电动机之所以应用如此广泛，主要是因为它具有结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用、效率高和适用的工作特性。
然而，异步电动机也有它的缺点。异步电动机必须从电网中吸收反向无功功率，所以它的功率因数总是小于1。由于异步电动机是电网中最大的负载，其所需的反向无功功率对电网来说是一个沉重的负担，不仅增加了传输过程中的损耗，而且阻碍了有功功率的输出。当负载需要较大的单台电动机容量，而电网的功率因数相对较低时。最好用同步电机驱动。
异步电动机按定子绕组的相数分为单相异步电动机和三相异步电动机。当没有三相电源或所需功率很小时，应使用单相电机。单相电机功率一般不超过3 ~ 4千瓦，日常生活中广泛使用。在工农业生产中，大多使用三相异步电动机。
三相异步电动机有两种基本类型。一种是鼠笼式异步电动机，其转子绕组呈笼状。
在鼠笼式异步电动机中，可分为单鼠笼式、双鼠笼式和深槽式。另一种是绕线式异步电动机，其转子绕组和定子绕组基本相同，也是三相绕组，可以接成星形或三角形。
异步电动机的基本结构
1、单相异步电动机的基本结构
单相异步电动机是只需要单相交流电源的电动机。单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳和端盖组成。定子由框架和带绕组的铁芯组成。铁芯由硅钢片冲压叠压而成，槽内嵌有两套主绕组(也叫运行绕组)和辅助绕组(也叫起动绕组形成二次绕组)。主绕组接交流电源，辅助绕组经离心开关S或起动电容与运行电容串联后接电源。转子为笼式铸铝转子，由铁芯叠放，在铁芯的槽内浇铸铝，并一起浇铸端环而成，使转子线棒短路成鼠笼状。
单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运行异步电动机和单相双值电容异步电动机。
2、三相异步电动机的基本结构
三相异步电动机主要由定子、转子和轴承组成。定子主要由铁芯、三相绕组、机座和端盖组成。定子铁芯一般由0.35~0.5 mm厚的硅钢片制成，表面有绝缘层，铁芯内圆冲有均匀分布的槽，用于嵌入定子绕组。三相绕组由三个结构相同的绕组组成，在空间上相隔120电角度，成队排列。这些绕组的每个线圈按照一定的规则嵌在定子的每个槽中。其作用是引入三相交流电产生旋转磁场。机座一般是铸铁的，大型异步电机的机座一般是钢板焊接的，微电机的机座是铸铝的，用来固定定子铁芯和前后端盖支撑转子，起保护和散热的作用。封闭式电机的框架外有散热筋，增加散热面积，保护电机的框架两端端盖有通风孔，使电机内外空气直接对流，有利于散热。端盖主要起到固定转子、支撑和保护的作用。转子主要由铁芯和绕组组成。转子铁芯和定子一样，由0.5 mm厚的硅钢片制成，在硅钢片的外圆上冲有均匀分布的孔，以放置转子绕组。通常用硅钢片的后内圆冲定子铁芯来冲转子铁芯。一般小型异步电机的转子铁芯直接压装在转轴上，大中型异步电机(转子直径在300~400 mm以上)的转子铁芯借助转子支架压装在转轴上。
转子绕组分为鼠笼式转子和绕线式转子。
(1)鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多个导杆和两个圆形端环组成。如果去掉转子铁芯，整个绕组看起来就像一个鼠笼，所以叫笼型绕组。小型笼型电机采用铸铝转子绕组，100KW以上的电机采用铜排和铜端环焊接。鼠笼转子分为阻抗转子、单鼠笼转子、双鼠笼转子和深槽转子三种类型，它们的起动转矩和其他特性是不同的。
(2)绕线式转子：绕线式转子绕组类似于定子绕组，也是对称的三相绕组，一般呈星形连接。三个出口头连接到转轴的三个集电环上，然后通过电刷连接到外电路上。
异步电动机的应用与测量
异步电动机具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维修方便、配合变频器调速方便等优点，因此被广泛用于驱动金属切削机床、起重机、输送带、小功率泵、通风机等生产机械。
由于异步电机在运行过程中必须从电网中吸收感性无功功率，空载试验时输出的机械功率很小，电机的输入电流主要用于建立励磁，所以功率因数较低。因此，必须使用在低功率因数下仍能准确执行测量任务的测试仪器。湖南银河电气有限公司在多年设计、生产、安装、调试各种电机试验台的基础上，针对三相异步电机的测试要求，专门设计了WP4000高精度功率分析仪等标准化产品，并得以实现。
看了上面异步电机的介绍，大家应该对它的用途分类和工作原理有所了解。异步电机运行时，气隙中的旋转磁场与转子绕组之间存在相对运动，通过电磁感应在转子绕组中感应出电流，产生电磁转矩，从而实现机电能量的转换。因为转子的转速不等于旋转磁场的转速，所以称为异步电动机。因为它的转子电流是由电磁感应产生的，所以异步电动机也叫感应电动机。
