交流异步电动机的工作原理特殊的启动特性，自相矛盾，还有很大隐患

交流异步电动机是目前应用范围最广泛的能量转换设备，在工业和民用的应用比例都很

高，并且随着变频控制技术的普及，交流异步电动机已经逐渐取代直流电机成为传动主

流设备。

目前已知的最大容量的异步电动机是国产的2.5万KW、4极异步电动机，代表了国产异步

电动机在制造和控制领域的巅峰。

交流异步电动机具有结构牢固、构造简单、运行可靠、性价比高的优点，但是也有功率

因数低、调速不方便等缺陷。并且直接启动的交流异步电动机还有启动电流大，启动转

矩小的问题，成为使用中的一大缺陷。

交流异步电动机的运行原理是在三相对称绕组中通入三相对称交流电，就会在定子产生

旋转磁场，这个旋转磁场切割转子绕组，产生感应电动势，形成感应电流，转子感应电

流与定子旋转磁场相互作用产生转矩，让电机旋转起来。

但是在交流异步电动机直接启动时，在定子通电瞬间，旋转磁场变形成并高速运行起来

，这是转子因为惯性的原因还没有旋转起来，于是旋转磁场以最高速切割转子绕组，产

生最大的感应电流，转子感应电流产生的磁场对定子主磁通具有去磁作用，于是为了弥

补这一损失，定子只有增大电流来增强主磁通。

一般电机在设计时，为了最大限度的利用主磁通，常常设计成磁饱和特性，在定子电源

电压无法增加的情况下，想要增加磁通，就必须成倍增加电流，因此为了弥补转子磁场

的去磁损失，定子电流往往需要增加4-7倍来增强主磁通。

随着转子的逐渐转动起来，转子和定子旋转磁场之间的转差降低，转子感应电流也相应

降低，对于定子主磁场的去磁作用降低，定子电流也逐渐降低，直到电机完全启动起来

，达到额定运行状态，电机电流也降低到正常电流。

虽然异步电动机启动瞬间电流是额定电流的4-7倍，但是转矩却只有额定转矩的2倍左右

，并不是很大。

这是因为在启动时，转差率约等于1，转子感应电流的频率和定子电源频率基本相同，这

是转子电抗相对于转子电阻大很多，转子回路的功率因数很小，根据：Tst=CtφI2'cos

Φ2，cosΦ2很小，I2'较大，所以起动转矩Tst不太大。

尽管一般情况下启动时间很短，短时间流过大电流，发热不太厉害，电动机是能承受的

。但是启动电流还是会给电机绝缘形成冲击，造成电机绝缘提前老化，反复在额定负载

下直接启动更会造成电机发热严重而损毁。

启动电流大也会给继电保护电路带来冲击，尽管继电保护装置都有时序性，能够躲开启

动电流，但是却会造成继电保护装置提前失能，特别是一些带有弱电器件的元器件会加

速损坏。

另外启动电流大会造成严重的电网干扰，给电子设备造成干扰。并且拉低电网电压，造

成同一网络下的其它电气设备运行异常，照明变暗，重载设备会停止，电磁铁自动释放

等。

就感应电动机本身来说，如果电动机的容量和其所接的电源容量大小不相配合，感应电

动机有可能在启动时因线端电压降得太低、启动力矩不够而启动不起来。

因此启动电流大容易造成严重的设备事故，进而引起严重的安全隐患。

为了解决这个问题和减少对其它同母线用电设备的影响，有的容量较大的电动机必须采

用启动设备，以限制启动电流及其影响。