摘 要：电动机和变压器在原理上有不少共同之处，两者都建立在电磁感应理论基础上，本文从工作原理、磁势平衡及电路模型方面来剖析，比较它们的异同点。
关键词：异步电动机 变压器 异同
一、工作原理比较
以绕线式三相异步电动机与变压器做对比，电动机定子绕组相当于变压器一次侧绕组，转子绕组相当于二次侧绕组，这两者都没有电的联系，是靠磁场传递能量的。铁芯就是其磁路通道，磁路与其一次侧、二次侧、定子绕组、转子绕组的关系分析是关键点，即电与磁关系式。变压器一二次侧绕组借助交变磁场的感应作用将电能从一次侧传递到二次侧绕组；异步电动机定、转子之间也是靠磁场的感应作用实现机电能量的转换。
变压器原理可简单概括为“电—磁—电”，由于主磁通压缩于铁芯中，二次侧绕组处于主磁通之外；异步电动机原理为“电—磁—机械转矩”，在结构上，异步电动机转子处于旋转磁场中且可自由转动，受到安培力的作用，完成机械能转换。这就是常说的什么样的构造决定了有什么样的功能。
二、磁势平衡比较
由于这两个都属单边励磁设备，只要电源电压、频率及线圈匝数不变，铁芯或定、转子中的主磁通就不变。当变压器空载运行时，主磁通由一次侧绕组单独产生，负载运行时主磁通由一次侧、二次侧两者共同作用产生，二次侧负载的变化导致一次侧电流改变来维持主磁通不变，这种一次侧电流随二次侧负载的自我调节作用本质是磁动势的动态平衡。
在异步电动机中，若外加电压一定，主磁通大体上也为一定值，这和变压器的情况一样，当异步电动机空载运行时，主磁通是由定子绕组的空载磁动势单独产生的。异步电动机在负载运行时，转子旋转磁动势对定子旋转磁动势产生去磁作用，二者共同作用在主磁路中产生主磁通，从外部参数变化来看，定子电流增加以维持主磁通不变，磁动势的动态平衡和变压器类似。只是变压器无气隙，空载电流很小，仅为额定电流的2%～10%；而异步电动机有气隙，空载电流较大，在小型异步电动机中，可达到额定电流的60%左右。
这两个设备的磁场由于励磁部分结构不同还是有区别的，变压器的集中绕组产生的是脉动磁场，一二次侧的磁势合成只有大小和时间关系；异步电动机定子的分布绕组产生的是旋转磁场，定、转子的磁势合成不仅有大小和时间关系，而且还有空间的差异，具体分析要复杂得多。
三、电路模型比较
我们在做定量分析计算时，采用等值电路比较方便。下面就变压器与异步电动机负载运行经折算后的基本方程式、等值电路模型加以分析比较，如图1、图2所示。
图1 变压器电路模型
图2 电动机电路模型（转子绕组短路）
变压器一次侧、二次侧电动势计算公式：
异步电动机定、转子电动势计算公式：
变压器一次侧，二次侧电动势平衡方程：
异步电动机定、转子电动势平衡方程：
，
电动机与变压器电路模型相似，感应电动势大小与频率、匝数、磁通成正比。在转子不动时，定、转子电动势有相同频率，由转子电流所产生的基波旋转磁势与由定子电流所产生的基波旋转磁势有相同转速，没有相对运动。从电路分析角度来看，转子不动时的异步电动机的电路方程与二次侧短路时变压器方程相似。所以我们通常把变压器也称为“静止电动机”。
公式中两者还是有区别的：变压器N1 N2为一次二次一相绕组总匝数，每相电动势是所有匝电动势和；异步电动机N1 N2是定、转子一相绕组一条支路串联匝数，为改善电动势和磁势波形，一般采用短距和分布绕组，对应于全距和集中绕组打了折扣（K1 K2）。异步电动机定、转子中电压电流频率不同，在等值电路中参数的折算与变压器折算不相同，除了绕组折算还要进行频率的折算。
（作者单位：无锡技师学院）