电磁调速异步电动机工作原理分析

杨 勇 吉林电子信息职业技术学院机电工程学院 吉林 132021

【文章摘要】

本文对电磁调速异步电动机的基本结构做了介绍，并对其工作原理进行了详细的分析，说明了电磁调速异步电动机的实用性和优越性。

【关键词】

电磁调速异步电动机；工作原理；基本结构

0 引言

电磁调速异步电动机是一种交流恒转矩无级调速电动机。它由笼型异步电动机、电磁滑差离合器、测速发电机和控制装置组成。电磁调速异步电动机起调速作用的部件是电磁滑差离合器，本文主要分析其结构和工作原理。

1 电磁滑差离合器的结构

从原理上讲，电磁滑差离合器也是一台异步电机，只是结构上与普通异步电机不同，它主要由电枢和磁极两个旋转部分组成。

（1）电枢：它是主动部分，它是由铸钢制成的空心圆柱体，用联轴器与异步电动机的转子相连接，并随拖动异步电动机一起转动。

（2）磁极：磁极由磁极铁心和励磁线圈两部分组成，是从动部分，线圈通过滑环和电刷装置接到直流电源上或晶闸管整流电源上。磁极通过联轴器与机械负载直接连接。电枢和磁极之间在机械上是分开的，各自独立旋转。

2 电磁滑差离合器的工作原理

电磁滑差离合器的工作原理可用图2(b) 来说明。

（1）磁极上的励磁绕组通入直流电流后产生磁场，电磁滑差离合器的电枢由异步电动机带动并以转速沿逆时针方向旋转，此时电枢因切割磁场而产生涡流，其方向用右手定则确定。

（2）此涡流与磁场相互作用使电枢受到电磁力F 作用，其方向由左手定则确定。

（3）根据作用力与反作用力大小相等、方向相反的原理，可确定磁极转子受电磁力的方向，在电磁力的作用下，在磁极转子上形成电磁转矩，其方向与电枢旋转方向相同，此时磁极转子便带着机械负载顺着电枢旋转方向以转速旋转， 如图2(b) 所示。显然电磁滑差离合器的工作原理与异步电动机的工作原理相同。

（4）当负载转矩恒定时，调节励磁电流的大小，就可以平滑地调节机械负载的转速。当增大励磁电流时，磁场增强，电磁转矩增大，转速上升；反之，当减小励磁电流时，磁场减弱，电磁转矩减小，转速下降。

图2 电磁调速异步电动机原理图

必须指出，异步电动机工作的必要条件是：电动机的转速必须小于同步转速，即。而滑差离合器工作的必要条件是：磁极转子的转速必须小于电枢( 异步电动机) 的转速，即。若，则电枢与磁极间便无相对运动，就不会在电枢中产生涡流，也就不会产生电磁转矩，当然磁极就不会旋转了。也就是说，电磁滑差离合器必须有滑差才能工作，所以电磁调速异步电动机又称为滑差电动机，其滑差率为( 公式1) 转速为 ( 公式2)

3 电磁调速异步电动机的优缺点及应用

电磁调速异步电动机的优点是：①调速范围广，其调速比可为10 ：1，而且调速平滑，可以实现无级调速；②结构简单、运行可靠、维修方便。其缺点是涡流损耗大， 效率较低。

目前，电磁调速异步电动机广泛应用于纺织、印染、造纸、船舶、冶金和电力等工业部门的许多生产机械中，例如，火力发电厂中的锅炉给煤机的原动机就使用这种电动机。

【参考文献】

[1] 电机及拖动基础2003. 主编：杨宗豹. 冶金工业出版社

[2] 电机及拖动基础2000. 主编：许晓峰. 高等教育出版社

【作者简介】

杨勇，男，汉族，1971 年生人，祖籍：吉林省长春市；讲师，毕业于东北电力大学，硕士研究生学历，主要研究方向：电机及电机控制。

图1 电磁调速异步电动机结构图

实验研究

Experimental Research

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