AMT控制技术：交流异步电动机（ACIM）

相对于有刷电动机来讲，笼式交流异步电动机的结构就相对简单，它在工业界应用十分广泛。用于电动车驱动的交流异步电动机也基本上都是笼式电动机。笼式电动机的转子没有传统的漆包线绕组，但有通过铝或铜铸造而成的笼式导电回路。其加工和制造成本很低，而且电动机的过载能力很强。

电动机定子的绕组在外加交流电压下产生交流磁场时，电动机转子中的电磁转矩T和转子的电流I₂以及定子中磁场强度Φ的关系为：

T=kI₂Φcosθ₂

式中，k为电动机的电磁系数；θ₂为相位角。当然，I₂的大小取决于定子绕组的电压、速差、转子导体的电阻等。对于定型的电动机转子，在恒温下其导体的电阻就定下来了。改变电动机定子的电压高低就可以改变电动机输出转矩的大小。交流异步电动机有三个重要转矩参数：额定输出转矩（T_n）、起动转矩（T_st）和最大输出转矩（T_max）。它们的关系可从图7-3所示的机械特性曲线看出。在固定定子输入电压和转子电阻的条件下，当输出转矩为零时（空载），电动机转速最高。当负载逐渐增加时，电动机转速随之下降。当输出转矩达到最大值后，电动机的输出转矩随转速下降而急速下降。

图7-3 ASIM机械特性曲线

如果负载转矩不减少，那么电动机转速继续下降而造成恶性循环，直到电动机堵转不动。这是一个不稳定工作区。

电动机的起动转矩T_st与电动机的额定转矩T_n的比值为起动转矩的倍数：

K_st=T_st/T_n(www.xing528.com)

一般异步电动机的起动转矩倍数为1.4～2.2。

一个电动机的最大输出转矩是衡量这个电动机的过载能力的重要参数：

λ=T_max/T_n

一般异步电动机的过载系数为1.8～2.2，特殊的可达到3以上。应该注意，任何输出转矩超过额定转矩的情况都是过载运行，电动机不能长期工作在过载运行状态。在过载状态下电动机的电流太大，温升可能会过高，会导致电动机绕组绝缘老化，甚至烧毁、着火。这是必须避免的。究竟能过载运行多久，要查阅电动机的有关参数。一般过载转矩越高，过载时间必须越短。在最大输出转矩下，过载的时间不准超过电动机厂家给出的最长允许超载时间。

交流异步电动机，顾名思义，转子的转速和定子的旋转磁场是不同步的。所以电动机的机械特性曲线除了可以以上述的转矩转速关系来描述，也可以用速差来描述，如图7-4所示。

图7-4 电动机速差和输出转矩的关系

从图7-4可以看出，当电动机速差为1（100%）时，即转子对应于电动机完全不转（n=0），此时输出轴矩低于最大输出转矩。在速差为零时，即电动机转速和磁场转速一致，此时电动机输出转矩为零。