刘永孝
中车永济电机有限公司 山西省永济市 044502
要：异步电动机是把交流电能转变为机械能的动力机械，广泛应用于工业 （如：机床、纺织机械、起重机、矿山机械等）、农业 （脱粒机、粉碎机、水泵及加工机械等）、家用电器 （电风扇、空调、洗衣机、电冰箱及小功率电动工具等）。本文简单介绍了三相异步电动机的结构、原理及运行方式，可以更好地了解三相异步电动机，从而为以后的工作学习做更好的准备。
关键词：三相异步电动机；结构；工作原理
1.三相异步电动机的基本结构
交流电动机可分为异步电动机和同步电动机两大类，异步电动机又分为三相异步电动机和单相异步电动机。三相异步电动机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。和其他电动机比较，它具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、维护方便、效率较高等一系列优点，所以三相异步电动机得到了更加广泛的应用。三相异步电动机基本结构简单分析由两部分组成，即定子部分和转子部分。顾名思义，首先固定不动的部分叫做定子部分，它包括机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部件；其次旋转的部分叫做转子部分，它包括转子铁芯、转子绕组、转轴、风叶等部件。
由于三相异步电动机转子绕组结构的不同，它又分为鼠笼式转子和绕线式转子两类。鼠笼型转子绕组像一个圆柱形的笼子，在转子铁芯槽中放置着若干铜条或铝条，两端用端环短接。而绕线式转子绕组则与定子绕组相似，在转子铁芯槽内放着对称的三相绕组，该三相绕组一般做星型联结，转子绕组的三相末端连接在一起，三个首端分别连接到转轴上的三个彼此绝缘的铜制集电环上，环与环、环与转轴之间相互绝缘，是通过电刷与外电路的连结开始工作。
2.三相异步电动机的工作原理
顾名思义，三相异步电动机是采用三相电源供电的用电设备。电动机在工作状态下，当接通三相电源时，定子绕组中将流过三相对称电流，并激发三相绕组线圈在电源所产生的磁场空间内旋转，形成旋转磁场，其旋转的速率受电源频率及电动机的极数影响。如图1所示，在异步电动机的定子铁芯里，嵌放着对称的三相绕组 U1- U2、V1- V2、W1- W2，定子三相绕组可以接成星形或者三角形。随着时间的推移，定子三相绕组所产生的合成磁场是大小不变、转速恒定的旋转磁场。当某相电流达到最大，则定子合成磁场位于该相绕组的轴线上。
图1 异步电动机工作原理图
如图 1所示，U、V、W 三相绕组顺时针排列，当定子绕组中通入 U、V、W 相序的三相交流电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。转子开始是静止的，故转子与旋转磁场之间存在相对运动，转子导体切割定子磁场而感应电动势，因转子绕组自身闭合，转子绕组内便产生了感应电流，其方向由右手定则确定。转子绕组在磁场中受到电磁力作用，由左手定则可判定电磁力的方向。电磁力对转轴形成一个电磁转矩，其作用方向与旋转磁场方向一致，拖着转子沿着旋转磁场方向旋转，将输入的电能变成转子旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载，则机械负载便随电动机转动起来。异步电动机的转子旋转方向始终与旋转磁场的方向一致，而旋转磁场的方向又取决于通入交流电的相序，因此只要改变定子电流相序，即任意对调电动机的两根电源线，便可使电动机反转。
系统中感应电流及感应电动势的形成主要是依靠磁场中转子与定子相对运动过程中产生的磁场切割效应，其产生的必要条件有以下几点：①系统中存在旋转着的磁场；②转子转动的方向必须与旋转磁场转动的方向保持一致；③为了确保导体能够正常完成对磁场的切割，必须使转子的转动速度小于同步转速，否则系统中将无法产生感应电流，没有转轴力矩的驱动作用电机就会停转。
从以上分析可知，只有保持转子的运转速度小于磁场的同步转速，才能确保他们之间的相对切割，形成维持电动机正常运转所需的感应电动势和感应电流；若系统中的转子被加速至与磁场的转速相同，他们之间的相对切割效应将消失，导体中的感应电动势及感应电流也会消失，此时的电磁转矩也随之归零。
通常情况下，我们可以用转差率s表示转子转速与同步转速的差值，即：
s=（）/
式中，n为转子的转子转速；为旋转磁场同步转速。异步电动机的异步指的是转子转速不同步，即转子转速不可能达到同步转速，0＜s＜1。
3.三相异步电动机的运行维护
为确保电动机安全正常运行，启动前应检查：①电源电压是否正常，三相电压是否平衡；②启动装置是否正常，是否有油污或接触不良，接线端子内的导线压接是否松动等，传动装置是否紧固，用手转动电动机转子和负载机械的传动轴看是否有卡轴和不灵活现象，观察电动机的机壳接地线是否完好，紧固件是否牢固，以防止电动机在运行过程中发生漏电现象，危及操作人员的生命安全及造成短路故障。
启动时应注意观察电动机传动和负载机械的运行情况，以及工作台上的电压表、电流表的指示，如有异常，应立即停机检查，待排除故障后，恢复运行，对于利用自偶变压器降压启动和“星三角”降压启动的大、中型电动机，一定要注意操作的步骤和顺序，要先启动待数秒电动机转动速度稳定后，方可切换到运行位置，以防误操作造成设备损坏及人身伤亡事故。
运行中的电动机，值班人员可以通过仪表 ，监视器等、随时监控每一台电动机，如发现电动机电流表指示过高、温升过大，超出正常范围，电动机转动的噪音过大，振动异常等，都应立即停机检查，待排除故障后再进行恢复运行，每台电动机的电源侧还应加装过载和短路保护装置来实现对电动机的机械保护，另外还要注意对每台电动机的通风、干燥，保持设备的清洁卫生。
为了保证电动机的正常运行，除按规定程序操作维护以外，还应进行定期检查保养，次数和时间可根据电动机的工作环境，电动机的类型及使用频率决定，保养项目一般有：及时清除电动机表面的油泥、灰尘，对灰尘较多的场所，最好每班清理一次，每班最好检查一次机座的固定螺丝有无松动现象，电动机电源接线的接头压接处有无过热烧损和松动现象，定期测量电动机绕组的绝缘电阻是否正常，检查轴承油封是否需要加油。
结 语：
本文主要介绍了三相异步电动机的结构、工作原理以及运行维护，随着我国工业发展的不断进步，技术水平的不断提高，在工农业生产及日常生活中起重要作用的电动机也在不断地更新换代，从节约能源、节能环保的角度看，低消耗、高效率的电动机是的发展趋势，也是社会进步、生产力发展的必然。应对三相异步电动机进行深入的研究，同时也要做好三相异步电动机的维护，对电动机高效、稳定、安全的运行具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]刘静.谈三相异步电动机的结构和工作原理[J].黑龙江科技信息，2012.
[2]王欢.三相异步电动机的工作原理及运行方式[J].科技风，2012.
[3]曲峰林，张文斌.三相异步电动机的结构与工作原理[J].科技研究，2014.
[4]马庆英.浅谈三相异步电动机的基本结构和工作原理[J].城市建设理论研究（电子版），2013.