异步电动机与变压器的比较

异步电动机与变压器的比较

异步电动机和变压器的结构上有很大的区别，它们的功能也不相同，但是它们具有类似的工作原理，在电磁关系方面，异步电动机和变压器有许多相似方面。通过比较可以加深对它们的理解，下面从两者相似和相区别的方面加以比较分析。

一、异步电动机和变压器相似的方面：

1、从基本工作原理来看，异步电动机和变压器都利用电磁感应定理。变压器的原、副绕组之间同一交变磁场联系着，借磁场的感应作用，将原绕组从电源吸取的电功率传递到副绕组。异步电动机的定子绕组产生感应作用，实现机电能量转异步电动能量转换。故异步电动机又称为感应电动机。所以两者在工作原理上是完全相同的，异步电动机在原理上相当于副边可以旋转的变压器。

2、从励磁方面来看，两者都是“单边励磁”的电气设备。即一边（变压器的原线圈、异步电动机的定子绕组）接电源，而另一边（变压器的副线圈、异步电动机的转子绕组）的电动势和电流都是靠电磁感应产生的。当电源电压一定时，它们的主磁通最大值也都近似为恒定值，而与负载的大小关系不大，这也是它们的共同特点之一。

3、从结构上看，异步的定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于变压器的副绕组。

4、从绕组的感应电动势来看，两者电势的计算公式及特点是类似的。异步电动机：E=4.44fNΦm。它们的电势都是由于线圈中的主磁通随时间作规律性变化而产生的，其大小与线圈的匝数、交变主磁通的频率以及磁通量成正比。

5、从磁通的磁势平衡来看，异步电动机和变压器具有类似的方程式。如下：

通过上表比较可以得知异步电动机具有以下几点类似性：

A、它们的主磁场都是由两边绕组的电流建立磁势共同产生的。变压器原、副绕组电流分别产生原、副边磁势，二者共同作用建立铁心中的交变主磁通。异步电动机的定子绕组电流、转子绕组电流分别产生定、转子旋转磁势，二者共同建立气隙主磁通。

B、变压器的原边磁势和异步电动定子磁势都由两个分量组成，其中励磁磁势用以建立主磁通，负载分量磁势用来抵消另一侧磁势对主磁通的影响，以维持主磁通不变。

C、定子电流（原边电流）由两个分量（励磁和负载分量）组成。说明变压器的原边电流（异步电动机的定子电流）随着副边电流（异步电动机的转子电流）的变化而变化。

6、从电路的基本方程式来看，两者也相类似。如下表：

7、从等值电路来看：两者的等值电路均为“T”形；

A、两者等值电路中各参数的性质和意义相同。漏阻抗是反映绕组线圈和磁路上漏磁通对电路的影响，其值是常数。励磁电阻是等效于铁损耗的电阻，励磁电抗是反映主磁通的电抗。

B、从等值电路的比较可知，两者的运行方式有类似的方面。

1、一台以转差率S运行的异步电动机与一台二次侧纯电阻的变压器相同。

2、异步电动机的理想空载运行相当于变压器的二次侧开路运行。

3、异步电动机的堵转运行相当于变压器的短路运行。

C、与等值电路相对应的向量图，异步电动机的向量图与具有电阻负载时的变压器向量图是相同的。

二、异步电动机与变压器相区别的方面

1、变压器是静止的电气设备，异步电动机是旋转的动电机。

2、变压器的主磁场是脉动磁场，而异步电动机的主磁场是旋转磁场。所以二者的磁势平衡的性质有所不同。变压器的磁势平衡是指套在同铁心柱的两个绕组的磁势关系，这两个磁势之间仅有时间的关系，异步电动机的磁势平衡是指定子对称三相绕组产生的旋转磁势，与转子相绕组产生的旋转磁势的关系，这两个磁势之间不仅有时间的，而且有空间的关系，情况较为复杂。

3、变压器中只有能量的传递，通过磁场媒介所原边的电能传送到副边。异步电动机中除了能量的传递之外，还进行能量的转换，即定子绕组中的电能通过气隙主磁场传送转子绕组以后，有相当大的一部分要转换成机械能，从转子轴了输出给机械负载。

4、异步电动机的绕组是短矩分布绕组，使得绕组感应电势的有效匝数减少为KNN，而变压器的绕组为全距集中绕组，使得绕组感应电势的有效匝数减少为空间以同步转速旋转切割组感应电势，该电势为“速度电动势”。对于变压器，其绕组线圈中的主磁场不作空间位移运动，主磁通随时间作变化面线圈中感应电势，该电势为“变压器电动势”。

5、变压器的原副绕组中的电压和电流在转子旋转时，其频率不相同。异步电动机的机械负载变化引起转速改变，转子电流的频率和转子绕组阻抗值发生变化，从而引电流变化。

由于异步电动机的定子转子绕组中的电压和电流频率不同，所以在等值电路中参数的折算与变压器的折算不相同，除了需进行绕组折算外，还要频率的折算。

6、异步电动机的主磁通磁路有空气隙存在，这一点与变压器的主磁路均为铁芯有质的区别，所以两者表现为下面几点区别。

A、异步电动机的空载电流比变压器空载电流大得多，约占额定电流的20-50%，而变压器空载电流约占额定电流的2-10%。因此异步电动机的空戴损耗比变压器大。

B、参数的数值范围上有较大的差别，气隙的存在使异步电机的励磁阻抗比变压器的小很多。例如一般电力变压器，用标么值表示时，rm米=1-5。Xm米=10-50；一般三相異步电动

机，rm米=0.08-0.35，Xm米=2-5。另一方面，异步电动机的漏抗通常比变压器的大，变压器的漏抗约在0.014-0.08范围内，而异步电动机的则约在0.07-0.15范围内。

C、异步电动机的稳态短路电流比变压器的小。短路电压比变压器的大。

7、异步电动机的功率因数总是滞后，而变压器的功率因数可以为容性或感性。

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