概述
簡單介紹
三相異步電機工作原理
當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電後，將產生一個鏇轉磁場，該鏇轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子鏇轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機鏇轉，並且電機鏇轉方向與鏇轉磁場方向相同.當導體在磁場內切割磁力線時，在導體內產生感應電流，“感應電機”的名稱由此而來。感應電流和磁場的聯合作用向電機轉子施加驅動力。我們讓閉合線圈ABCD在磁場B內圍繞軸xy鏇轉。如果沿順時針方向轉動磁場，閉合線圈經受可變磁通量，產生感應電動勢，該電動勢會產生感應電流(法拉第定律)。根據楞次定律，電流的方向為:感應電流產生的效果總是要阻礙引起感應電流的原因。因此，每個導體承受相對於感應磁場的運動方向相反的洛侖茲力F。確定每個導體力F方向的一個簡單的方法是採用右手三手指定則(磁場對電流作用將拇指置於感應磁場的方向，食指為力的方向。將中指置於感應電流的方向。這樣一來，閉合線圈承受一定的轉矩，從而沿與感應子磁場相同方向鏇轉，該磁場稱為鏇轉磁場。閉合線圈鏇轉所產生的電動轉矩平衡了負載轉矩。
鏇轉磁場的產生
三組繞組間彼此相差120度，每一組繞組都由三相交流電源中的一相供電.
繞組與具有相同電相位移的交流電流相互交叉，每組產生一個交流正弦波磁場。此磁場總是沿相同的軸，當繞組的電流位於峰值時，磁場也位於峰值。每組繞組產生的磁場是兩個磁場以相反方向鏇轉的結果，這兩個磁場值都是恆定的，相當於峰值磁場的一半。此磁場.在供電期內完成鏇轉。其速度取決於電源頻率(f)和磁極對數(P)。這稱作“同步轉速”
轉差率
三相異步電機轉子電流頻率隨著電機轉速的增加而逐步降低。處於恆穩態的轉差率與電機負載有關係。它受電源電壓的影響，如果負載較低，則轉差率較小，如果電機供電電壓低於額定值，則轉差率增大。
同步轉速三相異步電動機的同步轉速與電源頻率成正比，與定子的對數成反比。
例如:ns=60f/p式中ns—同步轉速，單位為r/lminf-頻率，單位為Hz,P磁極對數給出了在50Hz,60Hz以及100Hz工業頻率下，對應於不同磁極數的鏇轉磁場轉速或同步轉速。
實際上，即使電壓.正確無誤，如果供電頻率高於異步電機的額定頻率，一也未必能夠提高電機轉速。必須首先確定其機械和電氣容量。由於存在轉差率，帶負載的異步電機的轉速稍稍低於表格中給出的同步轉速。改變電動機的鏇轉方向,改變電源的相序即可實現,即交換通入到電機的三相電壓接到電機端子中任意兩相就行。
因為三相異步電機轉子線圈中的感應電流是由於轉子導體與磁場有相對運動而產生的。三相異步電機的轉子轉速不會與鏇轉磁場同步，更不會超過鏇轉磁場的速度。如果三相異步電機轉子的轉速與鏇轉磁場的轉速成大小相等，那么，磁場與轉子之間就沒有相對運動，導體不能切割磁力線，因此轉子線圈中也就不會產生感應電勢和電流，三相異步電機轉子導體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉子轉動。因而三相異步電機的轉子鏇轉速度不可能與鏇轉磁場相同，總是小於鏇轉磁場的同步轉速。但在特殊運行方式下（如發電制動），三相異步電機轉子轉速可以大於同步轉速。
啟動與運行
三相異步電機(2)該鏇轉磁場與轉子導體有相對切割運動,根據電磁感應原理,轉子導體(轉子繞組是閉合通路)產生感應電動勢並產生感應電流（感應電動勢的方向用右手定則判定）。
(3)根據電磁力定律，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。載流的轉子導體在定子產生的磁場磁場中受到電磁力作用(力的方向用左手定則判定)，電磁力對電機轉子軸形成電磁轉矩，驅動電機轉子沿著鏇轉磁場方向鏇轉，當電動機軸上帶機械負載時，便向外輸出機械能。由於沒有短路環部分的磁通比有短路環部分的磁通領先，電機轉動方向與鏇轉磁場方向相同。
分類
按工作電源
根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。
按結構及工作原理
根據電動機按結構及工作原理的不同，可分為直流電動機，異步電動機和同步電動機。
同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。
異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。
直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、並勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。
按起動與運行方式
根據電動機按起動與運行方式不同，可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。
按用途
可分為驅動用電動機和控制用電動機。
驅動用電動機又分為電動工具（包括鑽孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰櫃、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃鬚刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型工具機、小型機械、醫療器械、電子儀器等）用電動機。
控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。
按轉子的結構
根據電動機按轉子的結構不同，可分為鼠籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。
籠式轉子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的套用，其主要缺點是調速困難。
繞線式三相異步電機的轉子和定子一樣也設定了三相繞組並通過滑環、電刷與外部變阻器連線。調節變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調節電動機的轉速。
按運轉速度
根據電動機按運轉速度不同，可分為高速電動機、低速電動機、恆速電動機、調速電動機。
低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。
調速電動機除可分為有級恆速電動機、無級恆速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。
異步電動機的轉子轉速總是略低於鏇轉磁場的同步轉速。
同步電動機的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。
主要參數
電機轉矩
對稱3相繞組通入對稱3相電流，產生鏇轉磁場，磁場線切割轉子繞組，根據電磁感應原理，轉子繞組中產生e和i，轉子繞組在磁場中受到電磁力的作用，即產生電磁轉矩，使轉子鏇轉起來，轉子輸出機械能量，帶動機械負載鏇轉起來
在交流電機中，當定子繞組通過交流電流時，建立了電樞磁動勢，它對電機能量轉換和運行性能都有很大影響。所以三相交流繞組通入三相交流產生脈振磁動勢，該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉速相反的鏇轉磁動勢和，從而在氣隙中建立正轉和反轉磁場和。這兩個鏇轉磁場切割轉子導體，並分別在轉子導體中產生感應電動勢和感應電流。
該電流與磁場相互作用產生正、反電磁轉矩。正向電磁轉矩企圖使轉子正轉；反向電磁轉矩企圖使轉子反轉。這兩個轉矩疊加起來就是推動電動機轉動的合成轉矩。
電機轉速
在電機定子中通入3相交流電，使其產生鏇轉磁場，轉速為n0。不同的磁極對數p，在相同頻率f=50Hz的交流電作用下，會產生不同的同步轉速n0，n0=60f/p。
電機轉子的轉速小於鏇轉磁場的轉速，它和感應電機基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉差率，
ns為磁場轉速，n為轉子轉速。
試驗
2010年6月2日，財政部、國家發展改革委聯合出台《關於印發節能產品惠民工程高效電機推廣實施細則的通知》，將高效電機納入節能產品惠民工程實施範圍，採取財政補貼方式進行推廣。研製高效電機的同時，採用變頻調速技術是另一項行之有效的節能措施。高效電機和變頻電機試驗對測試設備的功能及性能指標提出了較高的要求，為了準確獲取電機的效率，宜採用帶微處理器的變頻功率分析儀和準確級較高的變頻功率感測器。
特點
優點
與單相異步電動機相比，三相異步電機結構簡單，製造方便，運行性能好，並可節省各種材料，價格便宜。
缺點
功率因數滯後，輕載功率因數低，調速性能稍差。
使用
三相異步電機功率大，主要製成大型電機。它一般用於有三相電源(Triple-phasepower)的大型工業設備中。首先說明一點的是，三相異步電機只用於電動機，極少用作發電機，都是同步電機用來發電。
對於1kW以下的小功率三相異步電機，不僅可以作三相運行，而且也可以作單相運行。
比較
三相異步電動機轉速公式為：n=60f(1-s)/p
從上式可見，改變供電頻率f、電動機的極對數p及轉差率s均可達到改變轉速的目的。從調速的本質來看，不同的調速方式無非是改變交流電動機的同步轉速或不改變同步轉兩種。
在生產機械中廣泛使用不改變同步轉速的調速方法有繞線式電動機的轉子串電阻調速、斬波調速、串級調速以及套用電磁轉差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調速。改變同步轉速的有改變定子極對數的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調速有能無換向電動機調速等。從調速時的能耗觀點來看，有高效調速方法與低效調速方法兩種：高效調速指時轉差率不變，因此無轉差損耗，如多速電動機、變頻調速以及能將轉差損耗回收的調速方法（如串級調速等）。有轉差損耗的調速方法屬低效調速，如轉子串電阻調速方法，能量就損耗在轉子迴路中；電磁離合器的調速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉差損耗隨調速範圍擴大而增加，假如調速範圍不大，能量損耗是很小的
一、變極對數調速方法
這種調速方法是用改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動機定子極對數達到調速目的，特點如下：
具有較硬的機械特性，穩定性良好；
無轉差損耗，效率高；
接線簡單、控制方便、價格低；
有級調速，級差較大，不能獲得平滑調速；
可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調速特性。
本方法適用於不需要無級調速的生產機械，如金屬切削工具機、升降機、起重設備、風機、水泵等。
二、變頻調速方法
變頻調速是改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉速的調速方法。變頻調速系統主要設備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國內大都使用交－直－交變頻器。其特點：
效率高，調速過程中沒有附加損耗；
套用範圍廣，可用於籠型異步電動機；
調速範圍大，特性硬，精度高；
技術複雜，造價高，維護檢驗困難。
本方法適用於要求精度高、調速性能較好場合。
三、串級調速方法
串級調速是指繞線式電動機轉子迴路中串進可調節的附加電勢來改變電動機的轉差，達到調速的目的。大部分轉差功率被串進的附加電勢所吸收，再利用產生附加的裝置，把吸收的轉差功率返回電網或轉換能量加以利用。根據轉差功率吸收利用方式，串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速形式，多採用晶閘管串級調速，其特點為：
可將調速過程中的轉差損耗回饋到電網或生產機械上，效率較高；
裝置容量與調速範圍成正比，投資省，適用於調速範圍在額定轉速70%－90%的生產機械上；
調速裝置故障時可以切換至全速運行，避免停產；
晶閘管串級調速功率因數偏低，諧波影響較大。
本方法適合於風機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。
四、繞線式電動機轉子串電阻調速方法
繞線式異步電動機轉子串進附加電阻，使電動機的轉差率加大，電動機在較低的轉速下運行。串進的電阻越大，電動機的轉速越低。此方法設備簡單，控制方便，但轉差功率以發熱的形式消耗在電阻上。屬有級調速，機械特性較軟。
五、定子調壓調速方法
三相異步電機調壓調速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，常用的調壓方式有串聯飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。晶閘管調壓方式為最佳。調壓調速的特點：
調壓調速線路簡單，易實現自動控制；
調壓過程中轉差功率以發熱形式消耗在轉子電阻中，效率較低。
調壓調速一般適用於100KW以下的生產機械。
六、電磁調速電動機調速方法
電磁調速電動機由籠型電動機、電磁轉差離合器和直流勵磁電源（控制器）三部分組成。直流勵磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導通角，可以改變勵磁電流的大小。電磁轉差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和後者沒有機械聯繫，都能自由轉動。電樞與電動機轉子同軸聯接稱主動部分，由電動機帶動；磁極用聯軸節與負載軸對接稱從動部分。當電樞與磁極均為靜止時，如勵磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極性交替的磁極，其磁通經過電樞。當電樞隨拖動電動機鏇轉時，由於電樞與磁極間相對運動，因而使電樞感應產生渦流，此渦流與磁通相互作用產生轉矩，帶動有磁極的轉子按同一方向鏇轉，但其轉速恆低於電樞的轉速N1，這是一種轉差調速方式，變動轉差離合器的直流勵磁電流，便可改變離合器的輸出轉矩和轉速。電磁調速電動機的調速特點：
裝置結構及控制線路簡單、運行可靠、維修方便；
調速平滑、無級調速；
對電網無諧影響；
速度失大、效率低。
本方法適用於中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產機械。
七、液力耦合器調速方法
液力耦合器是一種液力傳動裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充進一定量的工作液體，當泵輪在原動機帶動下鏇轉時，處於其中的液體受葉片推動而鏇轉，在離心力作用下沿著泵輪外環進進渦輪時，就在同一轉向上給渦輪葉片以推力，使其帶動生產機械運轉。液力耦合器的動力轉輸能力與殼內相對充液量的大小是一致的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉速，作到無級調速，其特點為：
功率適應範圍大，可滿足從幾十千瓦至數千千瓦不同功率的需要；
結構簡單，工作可靠，使用及維修方便，且造價低；
尺寸小，能容大；
控制調節方便，輕易實現自動控制。
本方法適用於風機、水泵的調速。
