感應電動機：工作原理，類型和定義

什么是感應電動機?

一個感應電動機(也稱為異步電動機)是一種常用的AC電動機。在感應電動機中，產生轉矩所需的轉子中的電流是通過電磁感應從定子繞組的旋轉磁場中獲得的。感應電動機的轉子可以是鼠籠型轉子或繞線型轉子。

感應電動機被稱為“異步電動機”，因為它們的運行速度小于同步電動機的速度。因此，首先要了解的是–什么是同步速度?

同步速度

同步速度是旋轉電機中磁場的旋轉速度，它取決于電機的頻率和極數。感應電動機始終以低于其同步速度的速度運行。

定子中產生的旋轉磁場將在轉子中產生磁通，從而導致轉子旋轉。由于轉子中的磁通電流與定子中的磁通電流之間存在滯后，轉子將永遠無法達到其旋轉磁場速度(即同步速度)。

感應電動機基本上有兩種類型。感應電動機的類型取決于輸入電源。有單相感應電動機和三相感應電動機。單相感應電動機不是自啟動電動機，而三相感應電動機是自啟動電動機。

感應電動機的工作原理

我們需要給予雙重激勵才能使直流電動機旋轉。在直流電動機中，我們通過電刷布置為定子提供一個電源，為轉子提供另一個電源。但是在感應電動機中，我們僅提供一個電源，因此了解感應電動機的工作原理很有趣。

很簡單，從名稱本身，我們可以理解，這里涉及到歸納過程。當我們給定子繞組供電時，由于線圈中的電流，定子中會產生磁通量。轉子繞組被布置成使得每個線圈都短路。

來自定子的磁通量切斷了轉子中的短路線圈。當轉子線圈短路時，根據法拉第電磁感應定律，電流將開始流過轉子的線圈。當流經轉子線圈的電流流動時，轉子中會產生另一種磁通。

現在有兩種磁通，一種是定子磁通，另一種是轉子磁通。轉子磁通將相對于定子磁通滯后。因此，轉子將感受到一個扭矩，該扭矩將使轉子沿旋轉磁場的方向旋轉。這是單相和三相感應電動機的工作原理。

感應電動機的類型

感應電動機的類型可以根據是單相感應電動機還是三相感應電動機來分類。

單相感應電動機

單相感應電動機的類型包括：

分相感應電動機

電容器啟動感應電動機

電容器啟動和電容器運行感應電動機

罩極感應電動機

三相感應電動機

三相感應電動機的類型包括：

鼠籠式感應電動機

滑環感應電動機

上面我們已經提到，單相感應電動機不是自啟動電動機，而三相感應電動機是自啟動。那么什么是自啟動電動機?

如果電動機在沒有施加任何外力的情況下自動開始運行，則該電動機稱為“自啟動”。例如，我們看到當我們接通開關時，風扇開始自動旋轉，因此它是一臺自動啟動的機器。

需要指出的是，家用電器中使用的風扇是單相感應電動機，其固有地不能自啟動。如何?是否出現有關其工作原理的問題?我們現在將討論它。

為什么三相感應電動機會自啟動?

在三相系統中，存在三個具有120°相位差的單相線。因此，旋轉磁場具有相同的相位差，這將使轉子運動。

如果我們考慮當a相被磁化時的三相a，b和c，則轉子將朝繞組a的相移動，在下一瞬間，b相將被磁化并吸引轉子，然后是c相。因此轉子將繼續旋轉。

為什么單相感應電動機不能自啟動?

它只有一個相位，仍然使轉子旋轉，因此非常有趣。在此之前，我們需要知道為什么單相感應電動機不是自啟動電動機，以及我們如何解決該問題。我們知道交流電源是一個正弦波，它會在均勻分布的定子繞組中產生脈動磁場。

由于我們可以將脈動磁場假定為兩個反向旋轉的磁場，因此在啟動時不會產生合力轉矩，因此電動機不會運行。提供電源后，如果使轉子在外力作用下向任一方向旋轉，則電動機將開始運行。我們可以通過將定子繞組分成兩個繞組來解決這個問題，一個是主繞組，另一個是輔助繞組。

我們將一個電容器與輔助繞組串聯。當電流流過兩個線圈時，電容器將產生相位差。當存在相位差時，轉子將產生啟動轉矩，并且它將開始旋轉。

實際上，我們可以看到，當電容器與電動機斷開連接時，風扇不會旋轉，但是如果我們用手旋轉，風扇就會開始旋轉。這就是為什么我們在單相感應電動機中使用電容器的原因。

由于感應電動機的各種優點，感應電動機有廣泛的應用。他們的優勢之一就是效率高-可以高達97%。感應電動機的主要缺點是電動機的速度會隨所施加的負載而變化。

通過更改三相電源的相序，可以輕松地改變感應電動機的旋轉方向，即，如果RYB為正向，則RBY將使電動機反向旋轉。在三相電動機中是這種情況，但在單相電動機中，可以通過反轉繞組中的電容器端子來反轉方向。