绕线型异步电动机的原理

绕线式电机是异步电机的一类。异步电机是按转子绕组形式，分为绕线式和鼠笼式。

绕线式和鼠笼式电动机的工作原理是一样的。

不同的是，鼠笼式电动机的转子，转子铁芯槽中嵌入的是铝条或者铜条。

而绕线式电动机的转子铁芯槽中，和定子铁芯一样，嵌入的是转子绕组。

绕线型异步电动机，也称为感应电动机，是一种常见的交流电动机，其工作原理基于电磁感应现象。

该电动机的主要组成部分包括定子和转子。定子是一个外形呈环形的铁心，其内部绕有三相对称的绕组，这些绕组被连接到三相交流电源上。转子是一个中空的铁心，外面包覆着导体（通常是铜）绕组。转子内部并未接通电源。

当交流电源通电时，通过定子绕组形成的交变磁场会穿过转子的绕组，从而在转子中感应出电动势。这个电动势会产生一个电流在转子绕组中流动，这个电流的大小和方向与定子中的磁场相互作用，产生一个力矩，使得转子开始转动。

转子运转时，转子绕组中的电流和定子绕组中的磁场会不断发生变化，从而保持电动机的运动。因为转子中的电流是感应产生的，所以这种电动机被称为异步电动机。

三相异步电动机的工作原理就是：

定子绕组通电，定子绕组产生旋转磁场，旋转磁场掠过转子导条或者转子绕组，根据楞次定律，转子导条或者转子绕组产生方向相反的磁场，二者相互作用，转子运转起来。

与鼠笼式电动机相比，绕线式电动机的启动电流大大降低，约为额定电流的2.5倍左右。

而鼠笼式电动机，启动电流是额定电流的4～7倍。

另外，绕线式电动机的启动转矩比较大，适用于重载启动，所以，绕线式电动机广泛适用于矿山、冶金等重型企业。

一台异步电动机，转子上的感应线圈有着固定的电阻，这一点应该是好理解的，但其电抗值是与频率正比的，这个频率就是差步频率。

在起步开始，这个差步频率是50赫兹，达到正常转速时，这个差步频率大概是1.7赫兹。起动阶段从起始到运行，电抗值有30倍之变化。

现假设电阻值为正常运行时电抗值的5一6倍，为起始电抗值的1/5一1/6。这个假设不一定准，只是为了定量分析时估算。

阻抗是指电抗跟电阻的矢量和，两矢量夹角为直角。在起动的起始点，电抗为阻抗的主要分量，此时转子的感生电压是运行时的30倍，而阻抗是运行时的5一6倍，所的感生电流也是正常运行的5一6倍。再互感到定子，电流也就是5一6倍。磁通密度没变，而起动力矩却通常不足2倍，这是为什么呢？这是因感生电流与旋转磁场不同步造成的，因为主要是感性负荷，而不是阻性负荷。

可以理解为，起动时转子感生电流的磁场与定子磁场的夹角太小。只有达到90°时力矩最大，但整个过程都不可达到90°，只是逐步向90°靠近。

如果不改变转子线圈材料和线槽尺寸，只是改变匝数和线经，那理论上不能改变线圈的电阻与电抗比。比如把1匝扩为10匝，则电阻电抗都扩大到100倍，感生电压扩大到10倍。

但如果把单匝改多匝，再将线头引出，串联上一定的电阻，就可以改变阻抗比，使起动电流比鼠笼式低，而起动力矩比鼠笼式大。并且调节这个串联电阻时，可以改变电机的起动和运行性能，这就是绕线转子异步电机的原理。这种电机多用于难起动机械部位。

由于半导体技术的进步，整流和交流逆变技术成熟了。现在变频器的出现，能任意调节起动频率，使得鼠笼式电动也可以代替绕线式了。

绕线型异步电动机的优点是结构简单、可靠性高、制造成本低。它们广泛应用于家用电器、工业设备以及交通运输等领域。