异步机

注意：阅读本节之前，你应该已经完成之前关于风力发电机的前面3节。世界上大部分风机使用一种所谓的三相异步(鼠笼绕线)发电机，也称为感应发电机，来产生交流电。这种类型的发电机在风机产业以外没有广泛使用，多应用于小型水电单元，但无论如何世界上有很多这方面的应对经验。

这种类型的发电机值得好奇的事情是，它实际中最初是作为电动机来设计的。事实上，世界上三分之一的电力消耗是用于运行感应电机来驱动工厂的机器，泵、风扇、压缩机、升降机和其他应用，凡是需要把电能转换为机械能的地方。

选择这种类型发电机的一个原因是其非常可靠，趋向于相对便宜。而且这类发电机具有一些机械特性，对风机是有利的。(发电机滑差，一定的过载容量)

右侧图中说明了异步发电机的基本原理，和前面页面中提及的非常相似。实际上，只有转轮部分看起来不一样，就如本页面中看到的。

笼型转轮

是转轮让异步发电机区别于同步发电机。转轮有许多铜条或铝棒构成，铜条或铝棒通过末端的铝环在电气上连接。

本页上方的图中，可以看到“铁”芯被提供给转轮，使用薄的绝缘钢迭片堆叠而成，带有为安装导电的铝棒冲压的孔洞。转轮放置在定子的中间，在这种状况，再一次，是4极定子直接与电网的三相连接。

异步发电机的关键部件是笼型转轮。(过去被叫做鼠笼转轮，在踏车上训练啮齿类动物变得政治上不正确之后，我们只能采用这样一个没那么有魅力的名字)。

电机运行

连接上电流时，电机将会开始旋转，像一个电动机，运行在略微低于定子旋转磁场同步速的转速上。

如果我们从上面观察转轮的导条(在右侧图中)，会有相对转轮运动的磁场。这会在转轮导条中感应非常强的电流，导条的电阻对于电流来说非常小，因为它们通过末端的环在电路上短接。

然后转轮产生自身的磁极，随后被定子旋转磁场沿着电磁力的方向牵引。

发电机运行

现在，如果我们手工转动转轮，基本约在发电机同步速附近，例如1500rpm(转数每分钟)，如前一页我们看到的4极同步发电机一样，那么会发生什么？答案是：什么也没有。因为磁场旋转速度与转轮一样，我们看不到转轮的感应现象，它将与定子没有相互作用。

但是如果我们增加转速超过1500rpm呢？在那种状况下转轮运动比定子旋转磁场要快，这意味着定子会再一次在转轮中感应强的电流。转动转轮越快，转移的功率就越多，由于定子电磁力的作用，随后转换为电能馈入电网。

发电机滑差

异步发电机的转速会随着所施加的旋转力(力矩，或转矩)而变化。实际上，峰值功率和空载时的旋转速度差别很小，约为1%。这种以同步速百分比表示的差别，称为发电机滑差。因此4极发电机如果接在50Hz电网中，空转时会运行在1500rpm。如果发电机产生其峰值功率，将会运行在1515rpm。

这是一个非常有用的机械特性，如果转矩变化发电机转速会轻微增加或降低。这意味着齿轮箱上会有更少的磨损。(更低的峰值转矩)。这是最重要的原因之一，在直接接入电网的风机上使用异步发电机而不是同步发电机。

转轮自动极数调整

当描述转轮时，你是否注意到我们没有详细说明定子的极数？关于笼型转轮非常聪明的事情是，它使自身自动地适应定子的极数。同样的转轮从而可以用于宽范围的极数。

并网的需要

在关于永磁同步发电机的页面中，我们指出其可以作为发电机运行而不用接入公共电网。

异步发电机是不同的，因为它在工作前需要定子从电网提供励磁。

可以在独立系统中运行异步发电机，可是需要提供电容，从而供给足够的励磁电流。也需要在转轮铁心中存在一定的剩磁，例如，当启动风机时一些残余的磁性。否则需要蓄电池和电力电子装置，或者小的柴油发电机来启动系统。