摘#8195;要：電動機(jī)和變壓器在原理上有不少共同之處，兩者都建立在電磁感應(yīng)理論基礎(chǔ)上，本文從工作原理、磁勢平衡及電路模型方面來剖析，比較它們的異同點。

關(guān)鍵詞：異步電動機(jī)#8195;變壓器#8195;異同

一、工作原理比較

以繞線式三相異步電動機(jī)與變壓器做對比，電動機(jī)定子繞組相當(dāng)于變壓器一次側(cè)繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于二次側(cè)繞組，這兩者都沒有電的聯(lián)系，是靠磁場傳遞能量的。鐵芯就是其磁路通道，磁路與其一次側(cè)、二次側(cè)、定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組的關(guān)系分析是關(guān)鍵點，即電與磁關(guān)系式。變壓器一二次側(cè)繞組借助交變磁場的感應(yīng)作用將電能從一次側(cè)傳遞到二次側(cè)繞組；異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間也是靠磁場的感應(yīng)作用實現(xiàn)機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換。

變壓器原理可簡單概括為“電—磁—電”，由于主磁通壓縮于鐵芯中，二次側(cè)繞組處于主磁通之外；異步電動機(jī)原理為“電—磁—機(jī)械轉(zhuǎn)矩”，在結(jié)構(gòu)上，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)磁場中且可自由轉(zhuǎn)動，受到安培力的作用，完成機(jī)械能轉(zhuǎn)換。這就是常說的什么樣的構(gòu)造決定了有什么樣的功能。

二、磁勢平衡比較

由于這兩個都屬單邊勵磁設(shè)備，只要電源電壓、頻率及線圈匝數(shù)不變，鐵芯或定、轉(zhuǎn)子中的主磁通就不變。當(dāng)變壓器空載運行時，主磁通由一次側(cè)繞組單獨產(chǎn)生，負(fù)載運行時主磁通由一次側(cè)、二次側(cè)兩者共同作用產(chǎn)生，二次側(cè)負(fù)載的變化導(dǎo)致一次側(cè)電流改變來維持主磁通不變，這種一次側(cè)電流隨二次側(cè)負(fù)載的自我調(diào)節(jié)作用本質(zhì)是磁動勢的動態(tài)平衡。

在異步電動機(jī)中，若外加電壓一定，主磁通大體上也為一定值，這和變壓器的情況一樣，當(dāng)異步電動機(jī)空載運行時，主磁通是由定子繞組的空載磁動勢單獨產(chǎn)生的。異步電動機(jī)在負(fù)載運行時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢對定子旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生去磁作用，二者共同作用在主磁路中產(chǎn)生主磁通，從外部參數(shù)變化來看，定子電流增加以維持主磁通不變，磁動勢的動態(tài)平衡和變壓器類似。只是變壓器無氣隙，空載電流很小，僅為額定電流的2%～10%；而異步電動機(jī)有氣隙，空載電流較大，在小型異步電動機(jī)中，可達(dá)到額定電流的60%左右。

這兩個設(shè)備的磁場由于勵磁部分結(jié)構(gòu)不同還是有區(qū)別的，變壓器的集中繞組產(chǎn)生的是脈動磁場，一二次側(cè)的磁勢合成只有大小和時間關(guān)系；異步電動機(jī)定子的分布繞組產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場，定、轉(zhuǎn)子的磁勢合成不僅有大小和時間關(guān)系，而且還有空間的差異，具體分析要復(fù)雜得多。

三、電路模型比較

我們在做定量分析計算時，采用等值電路比較方便。下面就變壓器與異步電動機(jī)負(fù)載運行經(jīng)折算后的基本方程式、等值電路模型加以分析比較，如圖1、圖2所示。

圖1#8195;變壓器電路模型

圖2#8195;電動機(jī)電路模型（轉(zhuǎn)子繞組短路）

變壓器一次側(cè)、二次側(cè)電動勢計算公式：

異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子電動勢計算公式：

變壓器一次側(cè)，二次側(cè)電動勢平衡方程：

異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子電動勢平衡方程：

，

電動機(jī)與變壓器電路模型相似，感應(yīng)電動勢大小與頻率、匝數(shù)、磁通成正比。在轉(zhuǎn)子不動時，定、轉(zhuǎn)子電動勢有相同頻率，由轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁勢與由定子電流所產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁勢有相同轉(zhuǎn)速，沒有相對運動。從電路分析角度來看，轉(zhuǎn)子不動時的異步電動機(jī)的電路方程與二次側(cè)短路時變壓器方程相似。所以我們通常把變壓器也稱為“靜止電動機(jī)”。

公式中兩者還是有區(qū)別的：變壓器N1 N2為一次二次一相繞組總匝數(shù)，每相電動勢是所有匝電動勢和；異步電動機(jī)N1 N2是定、轉(zhuǎn)子一相繞組一條支路串聯(lián)匝數(shù)，為改善電動勢和磁勢波形，一般采用短距和分布繞組，對應(yīng)于全距和集中繞組打了折扣（K1 K2）。異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子中電壓電流頻率不同，在等值電路中參數(shù)的折算與變壓器折算不相同，除了繞組折算還要進(jìn)行頻率的折算。

（作者單位：無錫技師學(xué)院）