异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能的一种交流电机。三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品加工机械等；它具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的工作特性等优点。

图 1　异步电机

同步电机与异步电机的最大区别就在于两者的转子速度是否与定子旋转磁场速度一致：如果转子的旋转速度与定子磁场相同，就叫同步电机；如果不一致，就叫异步电动机。具体到性能参数以及应用，两者有很大区别。

一、转速上的区别

异步电机是定子送入交流电产生旋转磁场，而转子受感应而产生磁场，这样两个磁场相互作用，使转子跟着定子的旋转磁场而转动；其中转子比定子旋转磁场慢，有一个转差，不同步，所以称为异步电机。同步电机的转子是人为加入直流电形成不变磁场，这样转子就跟着定子旋转磁场一起转而同步，故称同步电机。

二、结构与原理上的区别

同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构：同步电机的转子上有直流励磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。异步电机结构简单、成本低、易于安装、使用和维护，所以得到广泛使用，缺点是效率低、功率因数低，对电网不利；而同步电机效率高、是容性负载，可改善电网功率因数，多用于工矿大型设备。

三、结构与特点上的区别

需要说明的是，以下优点主要针对采用永磁材料的同步电机（转子无励磁绕组）：① 转子无励磁绕组，所以无转子铜耗、效率较高；② 由高性能永磁材料提供励磁，给定功率小，体积可以减小；③ 转子转动惯量小，故动态性能好；④ 在低效率区仍可获得较大的功率和转矩输出。其缺点是成本高、可靠性低、加工工艺复杂、机械强度差，且性能受环境（温度）影响大。

异步电机的优点是：① 无永磁高温退磁问题，可以延长峰值功率、额定功率及峰值功率的工作时间；② 电机特性受环境影响小；③ 自身具有启动高转矩和高速转矩调整能力。缺点是转子磁场来自定子励磁、存在铜耗，能量转化率比永磁同步电机低。

四、用途上的区别

同步电机大多用在大型发电机的场合，而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机可以通过励磁灵活调节功率因数；异步电机的功率因数不可调，因此在一些大型工厂中异步电机应用较多时，可附加一台同步电机作调相机用，用来调节工厂与电网接口处的功率因数，但由于同步电机造价高、维护工作量大，现在一般都采用电容补偿功率因数。同步电机因为有励磁绕组和滑环，需要操作人员有较高的水平来控制励磁，且维护工作量比免维护的异步电机大，所以作为电动机时现在大多选择异步电机。

五、调速方式的区别

电机的转速与磁极对数、频率和转差率这三个因数有关，相关计算公式如图 2 所示。

图 2　电机转速计算公式

异步电机的基本调速方法有五种：变磁极对数 P、变频率 f、变转差率 S、改变定子电压、转子回路串接电阻。同步电机的基本调速方法主要有两种：变磁极对数 P、变频率 f，其中主要运用变频调速方法。

图 3　同步电机与异步电机的调速方式对比

六、三相异步电机的正反转向原理

机理：将异步电动机的三相电源线任意两相对调，就改变了绕组中三相电流的相序，旋转磁场的方向随之改变，也就改变了转子的旋转方向。

电机要实现正反转控制，将其电源相序中任意两相对调即可（称为换相）：通常 V 相不变，将 U 相与 W 相对调。为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致、在接触器的下口调相。由于将两相相序对调，故须确保两个 KM 线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。为安全起见，常采用按钮联锁（机械）与接触器联锁（电气）的双重联锁正反转控制线路（如图 4 所示）：使用了按钮联锁，即使同时按下正反转按钮，调相用的两接触器也不可能同时得电，机械上避免了相间短路；由于应用了接触器联锁，只要其中一个接触器得电，其常闭触点就不会闭合。这样在机械、电气双重联锁的作用下，电机的供电系统不可能相间短路，有效地保护了电机，同时也避免了调相时相间短路造成事故、烧坏接触器。

图 4　双重联锁正反转控制线路

电动机的正反转控制操作中，如果错误地使正转用电磁接触器和反转用电磁接触器同时动作，会形成一个完全短路的闭合电路：三相电源的 L1 相和 L3 相的线间电压通过反转电磁接触器的主触头形成完全短路状态，所以会有大的短路电流流过、烧坏电路。因此为防止两相电源短路事故，接触器 KM1 和 KM2 的主触头决不允许同时闭合。

在接触器联锁的正反转控制电气原理中，为了保证一个接触器得电动作时另一个接触器不能得电动作，以避免电源相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器 KM2 的常闭辅助触头，而在反转控制电路中串接了正转接触器 KM1 的常闭辅助触头：当接触器 KM1 得电动作时，串在反转控制电路中的 KM1 常闭触头分断、切断了反转控制电路，保证了 KM1 主触头闭合时 KM2 的主触头不能闭合；同样，当接触器 KM2 得电动作时，KM2 的常闭触头分断、切断了正转控制电路，可靠地避免了两相电源短路事故的发生。

图 5　三相异步电动机接触器联锁的正反转控制

联锁（或互锁）：在一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁（或互锁）；实现联锁作用的常闭触头称为联锁触头（或互锁触头）。三相异步电动机接触器联锁正反转控制的优点是工作安全可靠，缺点是操作不便——电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用不能实现反转。为克服此线路的不足，可采用按钮联锁或按钮与接触器双重联锁的正反转控制线路。