交流異步電機的案例
單相串勵電機和三相交流異步電機在高空作業平臺中的應用
可見交流剪叉的落地應用是越來越扎實了。電驅越野剪叉上交流電機更是成為整車動力的首選。上篇文章電機在高空作業平臺中的應用我們介紹過交流電機的工作原理，三相交流異步電機基于定子旋轉磁場和轉子電流的相互作用產生的力，使電機轉動起來。
三相交流異步電動機也是應用廣泛的一種電機，三相交流異步電機具有結構簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強等特點，被廣泛使用。機械特性是三相交流異步電機的主要特性，它是指轉速和電磁轉矩之間的關系，在剛開始啟動時，啟動轉矩大于反抗力矩就可以讓電機轉動起來，隨著轉速的上升，啟動加速中的BC段，電磁轉矩會一直增大，BC段會很快隨著速度加快而越過，之后就是AB段，這段會隨著轉速上升電磁轉矩下降，當轉速達到某一值時，電磁轉矩與反抗轉矩的力相等，這時轉速也不再上升，這時就處于一個穩定狀態。所以交流異步電機的機械特性有兩個區域，一個是加速過程的BC不穩定區，另一個是AB段穩定區。電機一般都工作在穩定區。
圖2 交流異步電機機械特性曲線
高空作業平臺上應用交流電機驅動，但是整機的電源都是直流電，電機是如何驅動的呢？這里又要回到我們所說馬達驅動器上來了，我們熟知業內在高空作業平臺上的電機驅動器也就那么幾家，國產廠商也是在大力推廣，或者說高空作業平臺的國產化也逐漸成為趨勢，交流電驅在實際的應用中效果也是不錯的，動力或效率都有明顯的優勢。
展開 特斯拉的交流異步電機 國內車企為何不“感冒”？
在電動汽車逐漸興起的當下，驅動電機已經成為廣大車企的新寵，但一般消費者卻對它知之甚少。發動機有自然吸氣和渦輪增壓之分，而純電動車的驅動電機形式也不盡相同。目前，主流的驅動電機有交流異步電機和永磁同步電機兩類。如果你稍微了解下就會發現，國內車企對永磁同步電機偏愛有加，而特斯拉卻更喜歡交流異步電機，是什么原因導致了這種現象呢？
兩種電機有何不同？
在分析原因之前，我們先來看看這兩類電機的工作原理有何不同。電機其實是一種電磁裝置，它的工作原理是通電線圈會在變化磁場中受力。而交流異步電動機和永磁同步電動機最大的不同就是產生磁場的方式不同，也就是勵磁方式不同。
交流異步電機也叫感應電機，最重要的兩個部件則是定子與轉子。在電機啟動時，電池組中的直流電經過逆變器后轉變為交流電，并輸送到定子繞組線圈上，定子周圍的空間中便產生不斷旋轉的磁場。
受磁場影響，閉合的轉子繞組線圈中就會有電流產生，電流再次產生磁場，并與定子旋轉磁場相互作用，轉子因此受到旋轉的力矩作用，便開始沿旋轉磁場的方向旋轉起來。但是，轉子的轉速永遠不會與旋轉磁場的轉速同步。如果同步，轉子繞組的磁場便沒有相對運動來切割定子的磁場，無法產生旋轉力矩，轉子也就無法轉動轉動。所以，轉子的轉速總是略低于同步轉速，這種電機也因此被命名為交流異步電機。
而永磁同步電機則不同，它的定子線圈雖然也是繞組線圈結構，但轉子卻更換為了永磁體，當轉子線圈中的電流變化產生旋轉磁場時，永磁轉子便會跟隨磁場一同運動。這種勵磁方式無需像交流異步電機那樣切割磁力線，定子與轉子相互作用更加快速直接，因此二者可以保持相同的轉速。
永磁同步優點多 原材料中國更豐富
通過上邊的對比就可以看出，永磁同步電機的結構更加簡單，其體積可以做得更小，這對于重視空間布局和輕量化的電動汽車來說具有極大的優勢。
展開 交流異步電機與永磁同步電機有何區別？
（永磁同步電機構成部件）
（永磁同步電機結構原理圖）
交流異步電機
異步電機是由定子繞組組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扭驅動轉子旋轉的交流電動機。
異步電機的轉子滯后于現場速度，所以它的轉子必須比磁場旋轉得更慢。轉子與定子旋轉磁場以相同的方向、不同的轉速旋轉，存在轉差率，這樣可以感應轉子電流，產生扭矩以驅動附加的負載，同時克服內部損耗。
當導體在磁場內切割磁感線時，在導體內產生感應電流，“感應電機”的名稱由此而來。感應電流和磁場的聯合作用向電機轉子施加驅動力。與永磁同步電機中使用永磁材料的轉子不同，異步電機的轉子則通常用鋁或銅來制造。
（交流異步電機旋轉磁場是由三個不同相位線圈產生的磁場矢量加和形成 ）
同步電機優點：
轉子無勵磁繞組，所以無轉子銅耗，因此效率較高；
高性能永磁材料提供勵磁，給定功率小，體積可以減小；
轉子轉動慣量小，故動態性能好；
低效率時較大的功率和轉矩輸出。
同步電機缺點
：成本高，可靠性低，加工工藝復雜，機械強度差，電動車性能受環境影響大。
異步電機優點：
無永磁高溫退磁問題，可以將峰值功率、額定功率、峰值功率工作時間延長。
電機特性受環境影響小；
自身就具有啟動高轉矩、高速轉矩調整；
異步電機缺點：轉子磁場來自定子勵磁，存在銅耗，能量轉化率比永磁同步電機低。
展開 為啥比亞迪用永磁同步電機，特斯拉和寶馬卻喜歡交流異步電機？
接下來我們講交流異步電機：
交流異步電機的定子由鐵芯、繞組與機座組成，轉子則是由鐵芯和繞組組成，轉子繞組有鼠籠式和線繞式，長這樣：
可以看到，交流異步電機沒有永磁體，它的轉子和定子都是靠通電才能產生磁場的。
由于使用的是三相交流電，所以，線圈在定子內每120度為一個單元，共三個單元，相互對稱排列。三個獨立繞組組合在一起形成一個360度的圓柱形定子。
因為交流電的頻率和方向是不斷變化的，所以假設我們給A繞組通入交流電，那么它會產生一個方向和大小都不斷變化的磁場，對于另外兩個繞組來說也是這樣，類似下面這個圖：
本圖只示意三個繞組會產生大小方向變化的磁場，并不表示真實的大小和方向關系！
這時候我們需要一些矢量合成的知識，這三個有大小、有方向的磁場組合起來，形成了一個大小、方向不斷變化的磁場。然后我們把通電的順序調一下：A相先通電，等A相交流電電壓波形擺了三分之一周期再給B相通電，等B相電壓又擺了三分之一周期給C相通電。
這時候合成的磁場變成了這樣：大小固定，方向變化規律。
你可以簡單理解成這樣~
行了，有了這個磁場，轉子終于能愉快的轉動了~但是由于交流異步電機的轉子是鼠籠式，它會在定子產生的磁場中做初中物理我們熟悉的“導體切割磁感線運動”，產生了感應電流。
這個電流在旋轉的磁場中又受到安培力的作用，使導體轉動，這兩個轉動的疊加導致轉子的轉速和定子產生的磁場的速度不一樣，也就是“異步”的意思。具體可以看下面的圖：
同步/異步電機的優缺點？
還是先聊同步電機，它的優點很明顯，在同樣的重量和體積下，永磁同步電機能輸出更高的功率和扭矩。同理，在相同的功率和扭矩情況下，它的重量和體積小，為另一個極為重要的部件動力電池留出足夠的空間和質量。
展開 
國產主流電動汽車電機盤點：永磁同步vs交流異步
本次，我們就來探討下國內主流品牌采用的電機類型，以及相關車型的推薦。
說到永磁同步電機就不得不提及小時候玩的四驅車馬達，由于電生磁的原理，電機中的線圈在通電后會產生磁場，同時與內部的磁鐵之間由于同極相斥開始轉動，這時候電流的增大帶動線圈轉動的速度。
不同于永磁同步電機采用磁鐵+線圈的設計，交流異步電機采用線圈+鐵芯的設計，雖然同樣采用電生磁的原理，但是相較于永磁同步電機只需要給線圈通電不同，交流異步電機需要同時給線圈和鐵芯通電。
磁場出現后，隨著交流電的改變，磁場的方向和大小也在不斷改變，這時線圈便開始在磁場中做切割運動，同時出現感應電流。
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接下來我們講交流異步電機：
交流異步電機的定子由鐵芯、繞組與機座組成，轉子則是由鐵芯和繞組組成，轉子繞組有鼠籠式和線繞式，長這樣：
可以看到，交流異步電機沒有永磁體，它的轉子和定子都是靠通電才能產生磁場的。
由于使用的是三相交流電，所以，線圈在定子內每120度為一個單元，共三個單元，相互對稱排列。三個獨立繞組組合在一起形成一個360度的圓柱形定子。
因為交流電的頻率和方向是不斷變化的，所以假設我們給A繞組通入交流電，那么它會產生一個方向和大小都不斷變化的磁場，對于另外兩個繞組來說也是這樣，類似下面這個圖：
本圖只示意三個繞組會產生大小方向變化的磁場，并不表示真實的大小和方向關系！
這時候我們需要一些矢量合成的知識，這三個有大小、有方向的磁場組合起來，形成了一個大小、方向不斷變化的磁場。然后我們把通電的順序調一下：A相先通電，等A相交流電電壓波形擺了三分之一周期再給B相通電，等B相電壓又擺了三分之一周期給C相通電。
這時候合成的磁場變成了這樣：大小固定，方向變化規律。
你可以簡單理解成這樣~
行了，有了這個磁場，轉子終于能愉快的轉動了~但是由于交流異步電機的轉子是鼠籠式，它會在定子產生的磁場中做初中物理我們熟悉的“導體切割磁感線運動”，產生了感應電流。
展開 新能源汽車講解丨常用的驅動電機類型及原理
1.2.2交流異步電機的發電工作原理
根據法拉第電磁感應定律，閉合電路的一部分導體在磁場里切割磁感線的運動時，導體中就會產生感應電流，產生的電動勢成為感應電動勢。在交流異步電機中，電動機作為發電機時，定子中的通入三相電流為激磁電流，提供磁場，轉子上繞組提供導體，當通過外部機械力，比如汽車驅動軸帶動轉子軸，從而帶動轉子運動時，如果轉子上的轉速高于定子旋轉磁場的同步轉速，此時交流異步電機即為發電機，轉子此時切割旋轉磁場的方向與作為驅動電機轉子工作時相反，因而轉子感應電動勢的方向也相反。在發電過程中，電機轉子受到與外力拖動相反的電磁阻力矩，使轉子速度下降。
1.3交流異步電機的優缺點和應用范圍
交流異步電機的優點是輸出扭矩可以在大范圍內調整，能在加速或者爬坡時短時間內強制提高輸出扭矩，永磁同步電機的電驅動汽車通常通過增加齒輪箱機構來增加扭矩以提升速度。但是交流異步電機的缺點是電機由于單邊勵磁，啟動電流較大，產生單位轉矩需要的電流較大，而且定子中存在無功勵磁電流，因此能耗比永磁同步電機大，功率因數滯后；重載驅動時常出現過負荷現象；結構相對復雜，其控制技術要求高，制造成本高；功率密度相對低。目前，美國研制的電驅動汽車多采用交流異步電機作為驅動電機。
展開 一文了解新能源汽車常用的驅動電機類型及原理
引言
基于新能源汽車驅動電機的基本性能要求，目前常用驅動電機類型主要包括三大類，即交流異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。目前，各車企配套車型統計中，每個車型選用的驅動電機類型也有所不同。
因此，要進行新能源汽車搭載電機類型選用，了解驅動電機的結構、工作原理和性能優缺點非常重要。
1交流異步電機
1.1交流異步電機結構
交流異步電機，也稱感應電機，結構主要包括定子、轉子、電機軸、前后軸承、端蓋、位置傳感器、溫度傳感器、低壓線束和高壓動力線束。定子由定子鐵心和三相繞組組成；轉子常用籠型轉子，包括轉子鐵心和籠型繞組。根據電機的功率不同會選擇水冷或者風冷方式。（圖1）
1.2交流異步電機的工作原理
1.2.1交流異步電機的驅動工作原理
1.2.1.1定子提供旋轉磁場
交流異步電機要驅動提供扭矩，需要在定子線圈中通入三相交流電，產生不斷旋轉的磁場（磁場轉速為ns）。交流異步電機要求定子三相繞組必須對稱，并且定子鐵心空間上互差120度電角度；通入三相對稱繞組的電流也必須對稱，大小、頻率相同，相位相差120度。旋轉磁場的轉速，見式（1）。
ns=60f/p（1）
式中，ns為旋轉磁場的轉速（也稱同步轉速），r/min；f為三相交流電頻率，Hz；p為磁極對數。對已經設計定型生產的驅動電機，磁級對數已經確定，因此決定磁場旋轉速度的因素為三相交流電頻率。
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這種轉子的旋轉速度n比定子磁場的速度ns稍慢的現象稱為轉子發生了轉差，這種異步轉差，讓籠型轉子導體持續切割磁力線產生感應電渦流，由此，在轉子上，電能轉化成機械能，保證持續對外輸出。
1.2.2交流異步電機的發電工作原理
根據法拉第電磁感應定律，閉合電路的一部分導體在磁場里切割磁感線的運動時，導體中就會產生感應電流，產生的電動勢成為感應電動勢。在交流異步電機中，電動機作為發電機時，定子中的通入三相電流為激磁電流，提供磁場，轉子上繞組提供導體，當通過外部機械力，比如汽車驅動軸帶動轉子軸，從而帶動轉子運動時，如果轉子上的轉速高于定子旋轉磁場的同步轉速，此時交流異步電機即為發電機，轉子此時切割旋轉磁場的方向與作為驅動電機轉子工作時相反，因而轉子感應電動勢的方向也相反。在發電過程中，電機轉子受到與外力拖動相反的電磁阻力矩，使轉子速度下降。
1.3交流異步電機的優缺點和應用范圍
交流異步電機的優點是輸出扭矩可以在大范圍內調整，能在加速或者爬坡時短時間內強制提高輸出扭矩，永磁同步電機的電驅動汽車通常通過增加齒輪箱機構來增加扭矩以提升速度。
展開 S7-300PLC在移動式卸料車控制系統改造中的應用
2.2、被控對象：
表3.1：配料車間設備一覽表
名 稱
類 別
是否可逆
操作方式
運行方式
備 注
料車行進電機1
交流異步電機
可逆
集中/機旁
連續運行
目前在用
料車行進電機2
交流異步電機
可逆
集中/機旁
連續運行
目前在用
卸料擋板電機1
交流異步電機
可逆
集中/機旁
同步點動
目前在用
卸料擋板電機2
交流異步電機
可逆
集中/機旁
同步點動
目前在用
卡軌器電機1
交流異步電機
不可逆
集中/機旁
連續運行
目前停用
卡軌器電機2
交流異步電機
不可逆
集中/機旁
連續運行
目前停用
2.3、I/O點統計（詳見I/O統計表）：
數字量輸入點：約50點，數字量輸出點：約45點
3、改造方案設計：
3.1、操作方式：
3.1.1手動方式
在主控制室選定卸料車的目標工位后，操作工根據卸料車實際工位，操作卸料車前進或后退，料車到達指定工位，由操作工手動操作卸料擋板打開或關閉，完成向中間或旁路卸料。
展開 分析 | 新能源驅動電機優劣對比分析
電動車由來已久，從1831年亨利制造出首臺直流電機應用于早期電動車上開始，1889年德國AEG公司制造出首臺交流三相異步電機。直到二十世紀80年代，微電子控制技術完善使得交流電機得到推廣。永磁材料、電力電子技術（電機控制技術）的發展極大促進了相關電機的應用推廣，交流三相異步和永磁同步電機為當前大規模應用的主流產品。
而驅動電機作為新能源汽車三大主要零件之一，如果說電池系統是電動汽車的血液，電控系統是電動汽車的大腦，那么電機系統是電動汽車的心臟。在新能源汽車中使用電動機取代發動機并在電機控制器的控制下，將電能轉換為機械能來驅動汽車行駛，是純電動汽車的唯一驅動裝置。
各有所需 適者生存
現階段電機的分類，主要有直流、交流感應、永磁同步和開關磁阻四種，目前，永磁同步由于其較優的性能，是主流的電機類型。交流異步電機的價格適中，但性能稍差，在美國及中國有部分廠商使用。而開關磁阻電機的主要優勢在于其較低的價格，但同時也存在著雜音和震動的技術問題，如果這些問題能夠解決的話，開關磁阻電機將具備很大的市場。現階段適合新能源汽車的驅動電機主要有永磁同步、交流異步和開關磁阻三大類。因其不同特點， 各有應用場合。
永磁同步電機體積小、質量輕，功率密度大，可靠性高，調速精度高，響應速度快；但最大功率較低，且成本較高。由于永磁同步電機具有最高的功率密度，其工作效率最高可達 97%，能夠為車輛輸出最大的動力及加速度，因此主要用在對能量體積比要求最高的新能源乘用車上。
交流異步電機價格低、運行可靠；但其功率密度低、控制復雜、調速范圍小是固有限制。 價格優勢使得其在新能源客車中使用的較廣泛。
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電機講解丨交流異步電動機
電機講解丨交流異步電動機
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電機講解丨交流異步電動機
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