感應電動機
感應電動機 ，又稱“異步電動機”，是將轉子置于旋轉磁場中，在旋轉磁場的作用下，獲得一個轉動力矩，因而轉子轉動的裝置。轉子是可轉動的導體，通常多呈鼠籠狀。由
電氣工程師尼古拉·
特斯拉于1887年發明。詞條介紹了感應電動機的概念、發明者、
工作原理、基本結構、工作方式、制動方式、異步特征、
規格以及故障檢查。
通過定子產生的旋轉磁場（其轉速為同步轉速n1）與轉子繞組的相對運動，轉子繞組切割磁感線產生感應電動勢，從而使轉子繞組中產生感應電流。轉子繞組中的感應電流與磁場作用，產生電磁轉矩，使轉子旋轉。由于當轉子轉速逐漸接近同步轉速時，感應電流逐漸減小，所產生的電磁轉矩也相應減小，當異步電動機工作在電動機狀態時，轉子轉速小于同步轉速。為了描述轉子轉速n與同步轉速n1之間的差別，引入轉差率（slip）。
基本結構
單相異步電動機就是只需單相交流
電源供電的電動機 。單相異步電動機由定子、轉子、軸承、機殼、端蓋等構成。定子由機座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內嵌裝兩套空間互隔90°電角度的主繞組（也稱運行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關S或起動
電容、運行電容等之后，再接入電源。轉子為籠型鑄鋁轉子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出端環，使轉子導條短路成鼠籠型。
單相異步電動機又分為單相
電阻起動異步電動機，單相電容起動異步電動機、單相電容運轉異步電動機和單相雙值電容異步電動機。
三相異步電機的基本結構
三相異步電動機主要有由定子和轉子，軸承組成 。定子主要由鐵心，三相繞組，機座，端蓋組成。定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。三相繞組由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。其作用是通入三相交流電，產生旋轉磁場。機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件，其作用是固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子，并起防護、散熱等作用。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內外的空氣可直接對流，以利于散熱。端蓋主要起固定轉子，支撐和防護作用。轉子主要由鐵心和繞組組成。轉子鐵心所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心。一般小型異步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上，大、中型異步電動機（轉子直徑在300~400毫米以上）的轉子鐵心則借助與轉子支架壓在轉軸上。轉子繞組分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。 （1）鼠籠式轉子：轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環焊接而成。鼠籠轉子分為：阻抗型轉子、單鼠籠型轉子、雙鼠籠型轉子、深槽式轉子幾種，起動轉矩等特性各有不同。 （2）繞線式轉子：繞線轉子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉軸的三個集流環上，再通過電刷與外電路聯接。
工作方式
1 異步電動機起動方式
1.1 軟起動
隨著微型計算機控制技術的迅猛發展，在相關的
控制工程領域中先后研制成功了一批
電子式軟起動
控制器，廣泛應用在電動機的起動過程，降壓啟動器隨之被替代。當前電子式的軟起動設施都使用的是
晶閘管的調壓電路，其電路構成如下所描述：晶閘管六只，兩兩反并聯后串聯至三相電源上，待系統發送起動
信號后，
微機控制起動器系統立即進行數據計算，令晶閘管輸送觸發信號，使晶閘管的導通角得到控制，根據給定的輸出，調節輸出電壓，實現電動機的控制。該起動方式適合各種功率值的三相交流異步電動機包括六根和三根連接方式的起動控制。
1.2 直接起動
此種起動方式是電機起動方式中最基礎最簡單的，首先借助用刀開關使電動機與電網進行連接，此時在額定電壓下電動機起動并運行起來，該方式特點為：投資少，設備簡單、數量少，雖然起動時間短，但起動時的轉矩較小，
電流較大，比較適合應用在容量小的電動機起動。
1.3 降壓起動
由于直接起動存在較大的缺點，降壓起動隨之產生。這種起動方式適用的起動環境為空載和輕載這兩種情況，由于降壓起動方式是在同時實現了限制起動轉矩和起動電流的，因此起動工作結束后需要使工作的電路恢復到額定狀態。
仔細分析了三相異步電動機單籠、雙籠等效電路模型，及其重要公式，以及如何從一個實際的三相異步電動機建立其等效電路模型。最后給出了
Simulink仿真，需要指出的是，在
Matlab中，異步電動機的仿真也是基于單籠或雙籠電機模型進行的。
1、三相異步電動機原理
異步電動機又叫感應電動機，原理就不多說了，基本原理就是法拉第電磁感應定理。最常見的是鼠籠式（squirrel-cage）異步電動機，這里就以籠式異步電動機的等效電路進行詳細分析。
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2、三相異步電動機等效電路
在許多文獻中（包括Matlab中的異步電動機仿真都是基于這個模型），三相異步電動機都可以等效于如下圖所示的電路：
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其中圖（a）表示單籠（single squirrel-cage）模型，圖（b）表示雙籠（double squirrel-cage）模型。其區別在于雙籠模型更加精確，參數更多，在Matlab中可以選擇單籠還是雙籠。
這里只分析單籠模型，因為雙籠模型可以通過將：
和
并聯得到：
即：
由此可得到雙籠模型中的Rr和Xr，它們與轉差率s有關。由上可知，雙籠模型與單籠模型某種程度上可以等效。其中，轉差率s為：
其中，nsync表示同步轉速，nm表示機械轉速。
在圖（a）模型中，如果確定了圖中的五個參數，就可以確定一個異步電動機。有一些重要的公式需要提一下：
感應轉矩的計算公式為：
這里的感應轉矩表示的是輸出機械轉矩與機械損耗轉矩之和，即：
其中：
最大轉差率（即極限轉矩時的轉差率）：
極限轉矩：
由此可知，如圖已知圖（a）所示電機的模型參數，就可以得到電機的轉矩-轉速特性曲線。
然而，對于一個實際電機，如何才能知道其模型參數呢？
模型參數的確定通常是通過實驗獲得，如空載實驗（No-Load Test）、堵轉實驗（Locked-Rotor Test）、直流實驗（DC Test）等。這些實驗條件在國標中都有規定。具體如何通過實驗結果得到電機的模型參數，請參考文獻［1］。
另一種方法是通過電機的銘牌數據、設計類型、設計標準等已知條件通過非線性方程組估算電機的模型參數，單籠模型和雙籠模型都有對應的非線性方程組，求解這個非線性方程組需要用到非線性最小二乘法等數值解法，詳見參考文獻［2］。
3、三相異步電動機Simulink仿真
在Matlab中輸入power_pwm，即可以得到Matlab自帶的仿真模型，如下圖所示。
該仿真模型中，三相異步電動機的規格為：額定功率3HP，額定線電壓220V，額定頻率60Hz，額定轉速1725rpm，額定負載11.9Nm。
淺談三相異步電動機等效電路及仿真
工商網監
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