三相异步电动机

感应电动机的一种
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三相异步电机(Three-Phase Induction Motor)[1],是以三相对称交流电为驱动源,通过特定的机械结构和电磁作用原理,将电能转换为机械能供给生产机械实现各种运动,[5]基本工作原理遵循电磁感应定律磁场对电流的力的作用,使电动机转动。[3]三相异步电动机可以划分为定子和转子两个部分,其中,定子属于固定部分,转子属于旋转部分。[2][5]
三相异步电机最早可以追溯到1820年,当时丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(Hans Christian Ørsted)发现电流会产生磁场,磁场可以对磁铁施加力,这是电动机的原理雏形。[6]1889年,俄国电工科学家多利沃-多布罗沃利斯基发明了世界上第一台三相鼠笼式感应电动机。[7]
三相异步电机接入三相电源后,三相定子绕组内便会有旋转磁场产生。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。旋转磁场的转速将直接由三相电源的实际频率和电动机的具体极数决定。[5]按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。[8]三相异步电机在机械、冶金、煤炭、石油、化工等工业领域应用十分广泛。[2]

历史沿革

1820年,丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特(Hans Christian Ørsted)发现电流会产生磁场,磁场可以对磁铁施加力,这是电动机的原理雏形。[6]同年9月,受电流磁效应的启发,安德烈-玛丽·安培(André-Marie Ampère)认为两个通电导体之间也一定存在着力的作用,提出安培定则。此后,安培研究了电流对电流的作用,即电流产生磁效应,提出了两个电流元之间的作用力与距离平方成反比的公式,即著名的安培定律。[9]