【機械cax360第366期】異步電動機又稱“感應電動機”，即轉子置於旋轉磁場中，在旋轉磁場的作用下，獲得一個轉動力矩，因而轉子轉動。
轉子是可轉動的導體，通常多呈鼠籠狀。定子是電動機中不轉動的部分，主要任務是產生一個旋轉磁場。旋轉磁場並不是用機械方法來實現，而是以交流電通於數對電磁鐵中，使其磁極性質循環改變，故相當於一個旋轉的磁場。
依據所用交流電的種類有單相電動機和三相電動機，單相電動機用在如洗衣機，電風扇等；三相電動機則作為工廠的動力設備。
01 異步電動機工作原理
▼
通過定子產生的旋轉磁場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。
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，轉子轉速小於同步轉速。
異步電動機在電動車中應用最為廣泛，相比直流電動機，他的轉速適應範圍更廣，這樣即使不在配備二級差速器或變速箱的情況下，也可以滿足車輛高速巡航的需求。
異步電動機具備變頻調速的能力，其效果相當於我們所理解的裝配有無級變速箱的車輛在加速時發動機轉速與車速較為線性的對應關係。
異步電動機實現動能回收也更為容易。車輛滑行或制動時，車輪反拖電動機轉動，在這個工況下，電動機可進行發電並將電能回收到電池中，以此延長車輛的續航里程。
特斯拉MODEL S採用的就是異步電動機，目前市場上包括榮威550 Plug-in等多種混合動力也在採用這款技術的電動機。之所以選用異步電機是因為他的抗干擾能力以及高速弱磁區奔跑能力比較強，功率雖然大，結構簡單，工作可靠。
02 特斯拉感應電機轉子專利
▼
特斯拉感應電機轉子專利技術與焊接鼠籠技術方案相同，將銅條插入了轉子槽中，插完之後效果如下圖：
下一步本應該是焊接端環，而特斯拉卻另闢蹊徑，製造了一組表面鍍銀的銅質楔子，將這些楔子插入了銅條端部的間隙之中，這樣一個機械構造的端環就製造完成。
插完楔子之後，在楔子和銅條之間進行焊接，這個焊接要求比焊接方案中端環的感應釺焊成本、難度都低多了。焊接之後，再在兩端箍上禁錮環（下圖中107部件）
這個專利用巧妙的方案完成了低成本、高效率的銅芯轉子製造，堪稱特斯拉的核心技術之一。
03 感應電動機動圖
▼
▲單向感應電動機
單向感應電動機的工作原理，定子通常含有兩個繞組，轉子為籠型，大多數單相感應電機是單向運行的，這是因為它們在設計時被設為單方向旋轉。
▲單向感應電動機
▲單向感應電動機
▲三相感應電動機
三相感應電動機是由定子繞組形成的旋轉磁場與轉子繞組中感應電流的磁場相互作用而產生電磁轉矩驅動轉子旋轉的交流電動機，屬於感應馬達的一種。
▲三相感應電動機
對大部分不需調速的風機、泵類負載，採用交流調速後，可以大幅度節能，因而對感應電動機進行調速、節能的研究具有重要意義。
▲三相感應電動機
三相感應電動機主要應用於計算機外部設備、車床系統、光電組合裝置、閥門控制系統、核反應堆、平面磨床、數控機床、自動繞線機、電子鐘錶及醫療設備等領域中。
閱讀更多 瘋狂機械控 的文章
