交流异步电动机是一种运行于交流电网、转速略低于同步转速的电动机,广泛应用于家用电器、电动工具及小型机电设备中。根据结构和工作原理的不同,交流异步电动机主要分为单相异步电动机、三相异步电动机、罩极式电动机和单相串励电动机四类。以下逐一介绍其结构与工作原理。

单相异步电动机是最常见的小功率电动机,广泛应用于电风扇、洗衣机、空调、吸尘器、油烟机、电动缝纫机等家用电器中。
1. 基本结构定子:由机座和带绕组的铁心组成。铁心采用硅钢片冲槽叠压而成,槽内嵌有两套绕组:
主绕组(运行绕组):直接接入交流电源。
辅绕组(起动绕组):与主绕组在空间上互隔 90°电角度,通常串联离心开关、起动电容或运行电容后接入电源。
转子:采用笼型铸铝转子,即将铁心叠压后,用铝液铸入转子槽中,并同时铸出端环,使导条短路成鼠笼状。
其他部件:轴承、机壳、端盖等。
2. 分类根据起动方式的不同,单相异步电动机可分为:
单相电阻起动异步电动机
单相电容起动异步电动机
单相电容运转异步电动机
单相双值电容异步电动机
二、三相异步电动机三相异步电动机结构坚固、运行可靠,是工业领域最常用的电动机类型。
1. 基本结构其结构与单相异步电动机相似,主要区别在于定子绕组:
定子铁心槽内嵌有三相对称绕组,常见形式有:
单层链式绕组
单层同心式绕组
单层交叉式绕组
2. 工作原理当三相定子绕组接入交流电源后,产生旋转磁场。该磁场在转子导体中感应出电流,感应电流与气隙旋转磁场相互作用,产生电磁转矩(即异步转矩),驱动转子旋转。
三、罩极式电动机罩极式电动机是结构最简单的单相交流电动机,具有成本低、运行可靠的特点,常用于小功率场合,如小型风扇、电吹风等。
1. 转子结构通常采用笼型斜槽铸铝转子,以减小磁阻和噪声。
2. 定子结构根据磁极形式的不同,分为两种类型:
凸极式罩极电动机定子铁心呈方形、矩形或圆形框架,磁极凸出。每个磁极上装有一个或多个短路铜环(即罩极绕组),主绕组为套在磁极上的集中绕组。
隐极式罩极电动机定子铁心与普通单相电动机相似,主绕组采用分布绕组嵌于槽内。罩极绕组不用铜环,而是用较粗漆包线绕成分布绕组(串联后自行短路),嵌入约 1/3 总槽数的槽中,与主绕组在空间上错开一定角度。
3. 工作原理主绕组通电后,罩极绕组中感应出电流,使被罩部分的磁通滞后于未罩部分,从而在磁极表面形成连续移动的磁场,驱动转子起动和旋转。
四、单相串励电动机单相串励电动机又称交直流两用电动机,既可使用交流电源,也可使用直流电源,广泛应用于电动工具、吸尘器、食品加工机等需要高转速的场合。
1. 基本结构定子:由凸极铁心和励磁绕组组成。
转子:由隐极铁心、电枢绕组、换向器及转轴组成。
2. 电气连接励磁绕组与电枢绕组通过电刷和换向器形成串联回路,因此得名“串励”。
3. 工作原理当接入电源后,电流同时流过励磁绕组和电枢绕组,产生磁场并相互作用,驱动转子旋转。由于磁场和电枢电流随电源极性同步变化,因此电动机转向保持不变,适用于交直流两种电源。
结语交流异步电动机因其结构简单、运行可靠、成本低廉,成为家用电器和工业设备中不可或缺的动力源。不同类型的异步电动机在结构设计和工作原理上各有特点,合理选用能满足不同工况的需求。