作为电动机运行是异步电机最主要的运行方式。

一、异步电动机是如何转动起来的

• 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；

模型图

• 三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；

• 转子绕组的导体处于旋转磁场中；

照片

鼠笼转子照片

示意图

• 转子导体切割磁力线，并产生感应电势，判断感应电势方向。
• 转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。

鼠笼转子照片

• 感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，判断电磁力的方向。
• 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。

• 根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。

二、转差，转差率（为什么叫异步电动机？）

• 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。
• 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。
• 旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差Δn=n1-n。
• 转差率：
• 转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。
  • 起动瞬间，n = 0,s=1
  • 理想空载运行时：n=n1,s=0
  • 作为电动机运行时，s的范围在0---1之间。
  • 转差率一般很小，如s = 0.03。
  • 制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s>1
  • 发电运行时，n高于同步转速n1,s<0.
• 根据转差率可以区分异步电动机运行状态：（看图
  ）

三、电势平衡方程式

1、定子绕组电势平衡方程式

• 定子绕组接到交流电源上，与电源电压相平衡的电势（压降）包括：
• 主电势（感应电势）：
  • 定子绕组通入三相对称交流电流时，将会产生旋转的主磁通，同时被定子绕组和转子绕组切割，并在其中产生感应电势。
  • 定子绕组感应电势的有效值：
• 漏磁电势（漏抗压降）
  • 定子漏磁通：仅与定子绕组相匝链。
  • 漏抗压将：
• 电阻压降：
• 定子电势平衡方程式：

2、转子绕组的电势及电流

• 转子绕组的感应电势
  • 转子绕组切割主磁通的转速
    • 主磁通以同步速度旋转
    • 转子以转速n旋转
    • 转子绕组导体切割主磁通的相对转速为(n1-n)=sn1
  • 转子绕组中感应电势的频率：
    • 公式：
    • 结论：由于s很小，转子感应电势频率很低。0.5-3Hz
  • 转子感应电势的有效值
    • 公式：
    • 感应电势与转差率正比。
    • 对绕线式异步电机，转子绕组每相串联匝数，相数计算方法同定子绕组的计算。
    • 对笼型转子来说，由于每个导条中电流相位均不一样，所以，每个导条即为一相，可见相数等于导条数即转子槽数；每相串联匝数为半匝即1/2。
    • 注意转子不动时（s=1)时的感应电势与转子旋转是感应电势的关系。
• 转子绕组的阻抗
  • 由于转子绕组是闭合的，所以有转子电流流过。同样会产生漏磁电抗压降。
  • 漏抗公式：。漏抗也与转差率正比。转速越高，漏抗越小。
  • 考虑到转子绕组的相电阻后：
• 转子绕组中的电流
  • 转子绕组短路，转子电压为0，感应电势全部加在转子阻抗上
  • 转子回路方程：
  • 转子电流：，
  • 讨论：转子电流随s的变化。(看图1200-2)

四、异步电动机的磁势平衡

1、定子绕组的磁势

• 大小（有效值）
• 转速：

2、转子绕组磁势

• 大小：
• 转速：
  • 转子电流的频率
  • 转子电流产生的旋转磁势的转速：
  • 转子磁势的绝对转速（相对于不动的定子）
• 结论：转子绕组的磁势与定子绕组的磁势转速相同，在空间相对静止。

3、磁势平衡方程式

• 激磁电流和激磁磁势
  • 产生主磁通所需要的电流称为激磁电流；
  • 对应的磁势称为激磁磁势：
• 激磁磁势近似不变
  • 由电势方程式：；电源电压不变，阻抗压降很小，电势近似不变；
  • 由公式：，近似不变；
  • 可见，激磁磁势和激磁电流几乎不变。
• 空载运行时，激磁磁势全部由定子磁势提供，即：=
• 负载运行时，转子绕组中有电流流过，产生一个同步旋转磁势，为了保持不变，定子磁势除了提供激磁磁势外，还必须抵消转子磁势的影响，即：
• 异步电动机的磁势平衡方程：
  • 
  • 
  • 
  • 结论：空载运行时，转子电流为0，定子电流等于激磁电流；负载时，定子电流随负载增大而增大。