第2个回答 2016-04-25
三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。
三相异步电动机主要由定子和转子构成，定子是静止不动的部分，转子是旋转部分，在定子与转子之间有一定的气隙。
定子由铁心、绕组与机座三部分组成。转子由铁心与绕组组成，转子绕组有鼠笼式和线绕式。鼠笼式转子是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成；线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里。鼠笼式与线绕式两种电动机虽然结构不一样，但工作原理是一样的。
1、旋转磁场
定子三相绕组通入三相交流电即可产生旋转磁场。当三相电流不断地随时间变化时，所建立的合成磁场也不断地在空间旋转，如下图所示。旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致，任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。
定子旋转磁场旋转切割转子绕组，转子绕组产生感应电动势，其方向由“右手螺旋定则”确定。由于转子绕组自身闭合，便有电流流过，并假定电流方向与电动势方向相同，转子绕组感应电流在定子旋转磁场作用下，产生电磁力，其方向由“左手螺旋定则”判断。该力对转轴形成转矩(称电磁转矩)，并可见，它的方向与定子旋转磁场(即电流相序)一致，于是，电动机在电磁转矩的驱动下，顺着旋转磁场的方向旋转，且一定有转子转速。有转速差是异步电动机旋转的必要条件，异步的名称也由此而来。
电动机长期稳定运行时，电磁转矩T和机械负载转矩T2相等，即T=T2。
2、 转差率
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。描述转子转速与旋转磁场转速相差的程度。在正常运行范围内，异步电动机的转差率很小，仅在0．01--0．06之间。
控制电路
1. 启动控制
三相异步电动机从接通电源开始运转，转速逐渐上升直到稳定运转状态，这一过程称为启动。按照启动方式不同，它可以分为直接启动和降压启动。
直接启动的启动电流大，对供电变压器影响较大，容量较大的鼠笼异步电动机一般都采用降压启动。降压启动就是将电源电压适当降低后，再加到电动机的定子绕组上进行启动，待电机启动结束或将要结束时，再使电动机的电压恢复到额定值。这样做的目的主要是为了减小启动电流，但是因为降压，电动机的启动转矩也将降低。因此，降压启动仅适用于空载或轻载启动。
1） 直接启动
i. 采用开关直接启动：采用开关直接启动的电路仅适用于不频繁启动的小容量电动机，它不能实现远距离控制和自动控制，也不能实现零压、欠压和过载保护。
ii. 采用接触器点动控制：采用接触器点控制电路，可控制容量稍大或者启动频繁的电动机，并且实现“一点就动，松开不动”的功能。
iii. 采用接触器长动控制：采用接触器长动控制的电动机，在按下启动按钮后，电动机开始运转，因为具有自锁触点，所以如果想让电机停转，必须按下停止按钮。
iv. 长动与点动混合控制：如果电动机既要点动控制，又要连续运转控制，那么可以结合一下，采用三个按钮和自锁触点，实现点动与长动运转控制。
2） 降压启动
i. 定子绕组串电阻（电抗器）降压启动：电动机启动时，在三相定子电路中串入电阻，使电动机定子绕组电压降低，限制了启动电流，待电动机转速上升到一定值后，将电阻切除，使电动机在额定电压下稳定运行。
ii. 星形三角形降压启动：
星形三角形降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成星形，以降低启动电压，限制启动电流；待电动机启动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机从起运行。凡是在正常运行时定子绕组做成三角形连接的异步电动机，均可用这种降压方法。电动机启动时，接成Y形，加在每相定子绕组上的启动电压只有三角形接法的，启动电流为三角形接法的1/3，启动转矩也只有三角形接法的1/3。所以这种降压启动方法，只适用于轻载或空载下启动。
iii. 自耦变压器降压启动：
自耦降压启动是在启动时将电源电压加在自耦变压器的原边绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的副边绕组连接，当电动机的转速达到一定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相接，在正常电压下运行。
在交流异步电动机的诸多调速方法中，变频调速的性能最好，其特点是调速范围大、稳定性好、运行效率高。
2. 正反转控制
根据电机学原理，只要把接到三相异步电动机的三相交流电源线中的任意两相对调，即可以实现反转。
正反转控制方法主要有以下四种：
1) 手动控制
2) 接触器互锁控制
3) 按钮互锁控制
4) 接触器与按钮双重互锁控制
3. 制动控制
三相电动机在切断电源后，由于惯性，总要经过一段时间才能完全停止。有时候，要求电机在断电后能迅速停止运转，这就需要对电动机进行制动。
制动方法大致可分机械制动和电气制动两类。常用的机械制动装置有电磁抱闸和电磁离合器两种。电气制方法有反接制动、能耗制动、回馈制动和电容制动等。
1) 反接制动控制线路
反接制动是将运动中的电动机电源反接（即将任意两根线接法交换）以改变电动机定子绕组中的电源相序，从而使定子绕组的旋转磁场反射，转子受到与原旋转方向相反的制动力矩而迅速停转。
在这种制动方式中，有一个问题值得注意：当电机转速接近零时，如不及时切断电源，则电动机将会反向旋转。为此必须采取相应措施保证当电机转速被制动到接近零时迅速切断电源防止其反转。一般的反接制动控制线路中常利用速度继电器进行自动控制。
2) 能耗制动控制线路
能耗制动控制电路是当电动机停车后，立即在电动机定子绕组中通入两相直流电源，使之产生一个恒定的静止磁场，由运动的转子切割该磁场后，在转子绕组中产生感应电流。这个电流又受到静止磁场的作用产生电磁力矩，产生的电磁力矩的方向正好与电动机的转向相反，从而使电动机迅速停转。应用较多的有变压器桥式整流单向运转能耗制动。能耗制动的优点是制动准确能量消耗小，冲击小；缺点是需附加直流电源，制动转矩小。
4. 变频调速控制
调速就是指让电动机在同一负载下能得到不同的转速，以满足实际需要。改变电动机转速有三种可能：一是变频调速，二是变极调速，三是变转差率调速。