感应电机的设计要求和详细功能有哪些？

三相交流感应电动机也称为异步电机，因为异步电机通过感应原理运行，感应电机简称为ASM或IM。在电机运行中，感应电机的转子运行速度比定子的旋转磁场慢，即与定子异步，定子速度和转子速度之间的差异也称为滑差。当转子转速等于定子转速时，转差为零，感应电机不提供正转矩。在发电机模式下，转子的旋转速度快于定子的旋转磁场，速度差产生试图使转子减速的负扭矩。在没有逆变器的情况下直接以两相交流电或三相三相电流运行的感应电机的效率低于具有永磁体的同步电机。然而，使用逆变器运行的三相交流感应电机也可以实现类似的高效率。

三相交流感应电机设计

有两种不同类型的感应电机，鼠笼式和滑环式，两者的定子结构相同，与同步电机相似。为了传导电机中的磁通量，定子和转子由多层电工片组成，通常厚度为0.5毫米，电气片越薄，电机中的涡流损耗越小，效率越高。定子承载三相电流在其中流动的绕组。通常，定子具有三个电机相，可以星形或三角形连接。然而，也有相位更多或更少的电机，这主要取决于预期用途和电源电压。根据感应电机的类型，转子包含短路的导体条或绕组。

带鼠笼式转子的感应电机

带有鼠笼式转子的感应电机的转子由一个由铝或铜制成的条笼组成，棒材上下两端用同种材料制成的圆环短接。鼠笼式转子最常用，因为它没有滑环，因此寿命更长。此外，转子的生产要便宜得多。

带滑环转子的感应电机

在滑环转子中，转子由绕组而不是棒组成，绕组在转子内部并没有短路，而是通过滑环引出到外部，并通过附加电阻进行短路。转子中的电流可以通过电机外部的电阻器进行控制。

在异步电机中，转子的运行速度比定子的旋转磁场慢，换句话说，转子与定子的磁场异步运行。速度差会在短路笼中感应出电压，从而导致转子产生磁场，这就是异步电机通常被称为感应电机的原因。通过正确的控制策略，如今的感应电机可以实现与永磁电机类似的高效率，它们非常耐高温，并且在生产中具有成本效益。

三相交流感应电机的功能

旋转磁场是由定子绕组中的三相电流产生的。来自定子的旋转磁场也通过气隙流经转子。如果转子速度和定子速度之间存在速度差，旋转磁场就会在转子的导体条上感应出一个电压。由于导体棒在下端和上端相互短路，感应电压在导体棒中产生了电流。导电条中的短路电流本身就会在转子中产生一个磁场，该磁场跟随定子的磁场。与带有永久磁铁的同步电机不同，转子的磁场不是静止的，而是在转子上旋转。当转子以与定子相同的速度旋转时，导体条中不再有电流感应，因此也不再有扭矩产生。在定子短路的情况下，转子不会再感应到电压。这使得感应电机成为非常安全的电机，这就是为什么主要的汽车制造商，如特斯拉和奥迪，在他们的电动汽车中使用感应电机。

结论

感应电机滑环转子：带滑环的感应电机的主要优点是在低速范围内有较高的扭矩和较低的启动电流。然而，滑环的额外成本以及带有绕组的转子的生产成本是很高的。因此，如今滑环转子只用于非常大的电机，因为在这种情况下，变频器的成本太高。

无变频器的鼠笼式异步电机：鼠笼式感应电机的主要优点是，与永磁同步电机（简称PMSM）相比，转子的生产成本低。感应电机对高温非常坚固。你不必担心磁铁的退磁问题，就像永磁同步电机一样。主要的缺点是，如果你不使用变频器，启动扭矩低，效率也低。

带变频器的感应电机鼠笼式电机：有了变频器，感应电机在高速运转时可以达到与PMSM类似的高效率。峰值功率和峰值扭矩也非常好，因为你不必担心磁铁的退磁问题。如果转子中产生的热量不能被适当地去除，持续功率就会成为一个问题。