第四章 三相感应电动机
中国石油大学（华东）信控学院 赵仁德
0.概述
1.名称：有感应(induction)与异步(Asynchronous)的两种，是对这种电机从不同角度的称谓，都是指同一种电机。
2.优点：结构简单、制造方便、价格低廉和运行可靠且效率高。是工农业生产最重要的一种电机。
3．在全控电力电子器件还没有达到实用以前，异步电机在电机拖动领域中的角色是“苦力工”，环境恶劣 、负载恶劣、调速要求不高的场合。以前提起异步电机，说起缺点总要加上句：调速和起动性能差。实际上这是不公正的。并不是它没有这方面的潜力，而是外界条件不能让它发挥这个潜力，“怀才不遇”。
微控制器和电力电子器件的发展与电机理论的完善使得异步电机的潜能得到了发挥。丑小鸭变成了白天鹅。
可见，电机的应用不仅仅是电机的问题，但学好电机基本原理是 应用好电机的基础。本章中，有两个重点，一是空间中三相对称 绕组通入时间上对称三相交流电流，为何会在空间中产生随时间 的变化且旋转的磁场，以及时空矢量图（这是学习交流调速的 基础）；二是等效电路及运行分析。
§4-1 基本原理与结构
一、基本工作原理
1.简化模型
磁极旋转，分析线圈受力情况，线圈跟着磁极旋转。
线圈会不会与磁极以相同的速度旋转？
此时导线不切割磁力线，没有电流，也没有电磁转矩产生。如果一点摩擦没有，可能。如果要带负载，线圈与磁场转速不同。
磁场与转子的转速不是同步的，所以称这种电机为异步电动机。
转差率S
设磁场的转速为n1，磁场的转速又称为同步速，转子绕组的转速为n，则转差率S=（n1-n）/n1
它是异步电机的一个基本的参数，反映转速的大小。转速为0时转差率为？转速为同步速时，转差率为？电机的额定转差率为5%以下。
2.简化模型的三个问题及改进
转子：既然不能与磁场同步，那么与磁场的相对位置时刻处于变 化之中，产生的电磁转矩不均匀。
旋转磁场的产生：肯定不是外力拖着 永磁或直流励磁的磁极旋转，那这个 旋转的磁极是怎么产生的？
磁路：为减少励磁电流及励磁损耗，应采用高导磁材料构建磁路
转子绕组改进
像不像笼子？
笼型异步电机或鼠笼型异步电机，占异步电机的绝大多数
3.旋转磁场的产生
空间中静止的三相对称绕组（绕组匝数、节距、导线的粗细等完 全一致，且在空间中互差120度电角度），通三相对称电流，则 会产生旋转的磁场。
合成磁场动势的大小、转速和转向由什么决定？
磁动势的大小取决于线圈的匝数和电流的大小。 转向取决于三相绕组所通电流的相序，转速决定于电流的频率， 电角频率决定了旋转磁场的角速度，时间的量变成了空间的量。 变频调速原理即通过改变电机三相绕组的电流的频率，来控制旋 转磁场的转速从而使转子转速也发生变化。
在空间上，有两对磁极，从电磁的观点上看，认为N—S—N为360o，即整个电机的圆周有720o，由此得到的角度即为电角度，即机械角度乘以极对数，同样电角速度即为机械角速度乘以极对数。旋转磁场的空间的电角速度与电流的时间的角频率相等。
两极电机，其磁场的转速也就是同步速与电流频率之间的关系为n1=60f。磁场转过的机械角度与电流所变化的电角度相等。磁场旋转的角速度ω与电流变化的角频率ω相等。
如果是四极电机呢？电流变化一个周期，也就是ωt=360o，磁极在空间上转过多少角度？（观察FLASH）
电流变化一周，只有一对主磁极走过。由N—S—N，变化一对磁极，此时主磁极走了两个极距，但四个极距才是一个圆周，所以磁极的机械角速度和机械角度也变为电流角频率和所变化角度的1/2。