交流異步電動機工作原理

1、第五章第五章 三相異步電動機原理三相異步電動機原理The Principles of the Three-phase Induction Machines本章基本教學(xué)要求本章基本教學(xué)要求n1.了解異步電動機的結(jié)構(gòu)。了解異步電動機的結(jié)構(gòu)。n2.理解旋轉(zhuǎn)磁場的概念、圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的特性和理解旋轉(zhuǎn)磁場的概念、圓形旋轉(zhuǎn)磁勢的特性和產(chǎn)生條件，了解分布和短距繞組對消除高次諧波產(chǎn)生條件，了解分布和短距繞組對消除高次諧波電勢的作用。電勢的作用。n3.深入理解并掌握綜合表達三相異步電動機電磁深入理解并掌握綜合表達三相異步電動機電磁關(guān)系的基本方程式、等值電路和相量圖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)關(guān)系的基本方程式、等值電路和相量圖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

2、動時異步電動機的運行原理，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻動時異步電動機的運行原理，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算；率折算；n4.掌握異步電動機中的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式，掌握異步電動機中的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式，各功率之間的相互關(guān)系，電磁轉(zhuǎn)矩物理表達式；各功率之間的相互關(guān)系，電磁轉(zhuǎn)矩物理表達式；n5.掌握異步電動機的工作特性。掌握異步電動機的工作特性。重點和難點重點和難點n重點重點：n1. .三相異步電動機空載和負(fù)載運行時的基本電磁三相異步電動機空載和負(fù)載運行時的基本電磁關(guān)系，掌握基本方程式、等值電路和相量圖三種關(guān)系，掌握基本方程式、等值電路和相量圖三種分析方法，并注意與變壓器的對比，著重分析轉(zhuǎn)分析方法，并注意與變壓器

3、的對比，著重分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的情況，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算；子轉(zhuǎn)動后的情況，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算；n2. .掌握異步電動機功率與轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系、電磁掌握異步電動機功率與轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系、電磁轉(zhuǎn)矩的表達式。轉(zhuǎn)矩的表達式。n3.3.掌握異步電動機機械特性掌握異步電動機機械特性n難點難點：n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的基本電磁關(guān)系。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的基本電磁關(guān)系。本次課程教學(xué)要求本次課程教學(xué)要求：n1.熟悉異步電動機的結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)數(shù)據(jù)；n2.重點掌握電機堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系、基本方程式、等值電路和相量圖；n3.掌握繞組折算方法。5.1三相異步電動機三相異步電動機5.1.1基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)三相鼠籠異步電動機

4、結(jié)構(gòu)圖1.交流電機定子結(jié)構(gòu)交流電機定子結(jié)構(gòu)n定子鐵芯定子鐵芯:是電機磁路的一部分，定子鐵芯內(nèi)圓上均勻開有槽，安放定子繞組。n機座機座:是用作固定與支撐定子鐵芯。n定子繞組定子繞組:是電機電路部分，它由三個在空間相差120電角度、結(jié)構(gòu)相同的繞組連接而成，按一定規(guī)律嵌放在定子槽中。n繞組分類：繞組分類：單層繞組和雙層繞組。n繞組應(yīng)用：繞組應(yīng)用：單層繞組一般用在10kW以下的電機，雙層短距繞組用在較大容量的電機中。轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯： 一般用一般用0.5mm的硅鋼片疊壓而成，它是的硅鋼片疊壓而成，它是磁路的一部分。磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組： 是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢、

5、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩它分鼠籠式和繞線式兩種。它分鼠籠式和繞線式兩種。氣隙氣隙： 中、小容量的電動機氣隙一般在中、小容量的電動機氣隙一般在0.21.5mm范圍。范圍。2.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子提刷裝置提刷裝置3.銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)主要銘牌數(shù)據(jù)主要銘牌數(shù)據(jù)1(1)額定功率額定功率PN：指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功率，單位：W或kW；(2)額定電壓額定電壓U1N：指電動機額定運行時，加在定子繞組上的線電壓，單位：V；(3)額定電流額定電流I1N：指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時定子繞組中的線電流，單位：A；主要銘牌數(shù)據(jù)主要銘牌數(shù)據(jù)2(4)

6、額定頻率額定頻率f1N：我國規(guī)定電網(wǎng)工頻為50Hz；(5)額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN：指電動機在定子額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位：r/min；(6)額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)cosN：指電動機在額定運行時定子側(cè)的功率因數(shù)。 銘牌上還標(biāo)有絕緣等級、溫升、工作方式、連接方法等，對繞線式異步電動機還標(biāo)有轉(zhuǎn)子繞組的額定電壓和額定電流。n(7)轉(zhuǎn)子繞組額定電壓轉(zhuǎn)子繞組額定電壓U2N：指定子繞組加額定電壓、轉(zhuǎn)子繞組開路時，滑環(huán)間的線電壓，單位：V；n(8)轉(zhuǎn)子額定電流轉(zhuǎn)子額定電流I2N：指電動機額定運行、轉(zhuǎn)子短路狀態(tài)下，滑環(huán)之間流過的線電流，單位：A。主要銘牌數(shù)據(jù)主要銘牌數(shù)據(jù)3轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)

7、差率11nnns定義： (5-2) %5 . 0)%,65 . 1 (0ssN舉例舉例 有一臺有一臺50Hz的感應(yīng)電機，其額定的感應(yīng)電機，其額定轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為730r/min，空載轉(zhuǎn)差率為，空載轉(zhuǎn)差率為 0.003，試求該機的空載轉(zhuǎn)速和額定負(fù)載時的試求該機的空載轉(zhuǎn)速和額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。解解1、空載轉(zhuǎn)速：空載轉(zhuǎn)速：2、額定轉(zhuǎn)差率：額定轉(zhuǎn)差率：027. 075073075011nnnsNmin/75.747)003. 01 (750)1 (010rsnnn設(shè)設(shè)N為異步電動機的效率，額定功率：為異步電動機的效率，額定功率： n電動機的輸入功率為：電動機的輸入功率為：n n接線：接線：n高壓異

8、步電動機定子繞組采用高壓異步電動機定子繞組采用Y接，只有三根接，只有三根引出線。中小容量的異步電動機通常將定子引出線。中小容量的異步電動機通常將定子三相繞組的六個端點引出到接線板上，用戶三相繞組的六個端點引出到接線板上，用戶根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)和使用電源情況，接成根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)和使用電源情況，接成Y接或接或接。接。NNNNNIUPcos311NNNIUPcos3111小型鼠籠異步電動機小型鼠籠異步電動機三相異步電動機的引出線4.接線圖接線圖n國產(chǎn)電機型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)國產(chǎn)電機型號由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，大寫漢語拼音字母表示電機的類字組成，大寫漢語拼音字母表示電機的類型、結(jié)構(gòu)特征和使用范

9、圍，數(shù)字表示設(shè)計型、結(jié)構(gòu)特征和使用范圍，數(shù)字表示設(shè)計序號和規(guī)格，例如：序號和規(guī)格，例如：Y2 160 L 1-2 5.1.2主要系列主要系列Y和和YR系列系列n一般用途三相異步電動機應(yīng)用最廣的一般用途三相異步電動機應(yīng)用最廣的產(chǎn)品是產(chǎn)品是Y系列和系列和YR系列，其中系列，其中Y系列為系列為鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動機，鼠籠式轉(zhuǎn)子三相異步電動機，YR系列系列為繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動機。為繞線式轉(zhuǎn)子三相異步電動機。5.2交流電機的繞組和感應(yīng)電動勢交流電機的繞組和感應(yīng)電動勢5.2.1繞組繞組n極距極距是指每一磁極所占定子內(nèi)圓周的距離，即有 n節(jié)距節(jié)距y是指線圈兩有效邊之間的距離。單層繞組是整距繞組，即有y

10、=n每極每相槽數(shù)每極每相槽數(shù)q是指一個磁極下一相繞組所占有的槽數(shù)，即有：pZ21112pmZq 交流繞組交流繞組n相帶相帶：是指一相繞組在一個磁極下連：是指一相繞組在一個磁極下連續(xù)所占的范圍。續(xù)所占的范圍。n機械角機械角：電機圓周空間角度為：電機圓周空間角度為360或或為為2弧度，稱這種角度為機械角。對弧度，稱這種角度為機械角。對于一對磁極由于一對磁極由NSN變化一周相當(dāng)變化一周相當(dāng)于于360電角度或為電角度或為2電弧度。當(dāng)電機電弧度。當(dāng)電機有有p對磁極時，電角度對磁極時，電角度=p機械角。機械角。n分析分析：每一磁極占：每一磁極占180電角度，三相電角度，三相繞組的每相繞組在一個極下只占三分

11、繞組的每相繞組在一個極下只占三分之一，即之一，即60相帶。相帶。單層繞組單層繞組雙層繞組雙層繞組5.2.2 交流繞組的感應(yīng)電勢交流繞組的感應(yīng)電勢1.一根導(dǎo)體感應(yīng)電勢一根導(dǎo)體感應(yīng)電勢 設(shè)定子內(nèi)表面槽中嵌放導(dǎo)體設(shè)定子內(nèi)表面槽中嵌放導(dǎo)體A，有效長，有效長度為度為l(m)，轉(zhuǎn)子只有一對磁極，它由原動機，轉(zhuǎn)子只有一對磁極，它由原動機拖動以恒定轉(zhuǎn)速拖動以恒定轉(zhuǎn)速n1(r/min)逆時針旋轉(zhuǎn)，沿氣逆時針旋轉(zhuǎn)，沿氣隙圓周方向分布的基波磁密波形，大小為：隙圓周方向分布的基波磁密波形，大小為：式中式中B1m為基波氣隙磁密幅值。為基波氣隙磁密幅值。sin11mBb感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢導(dǎo)體導(dǎo)體A切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動

12、勢大小為：切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小為：sin111vlBvlbemxtEtEm1111sin2sin導(dǎo)體的基波感應(yīng)電動勢導(dǎo)體的基波感應(yīng)電動勢最大值為：最大值為：1111222flBlvBEmmmmavBB112)(22. 222111111VffEEm111122fflBav波形波形感應(yīng)電動勢頻率感應(yīng)電動勢頻率 在一對磁極情況下，導(dǎo)體在一對磁極情況下，導(dǎo)體A每經(jīng)過一對主磁每經(jīng)過一對主磁極，其中的感應(yīng)電勢經(jīng)歷一個周期。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子上極，其中的感應(yīng)電勢經(jīng)歷一個周期。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子上有有p對主磁極，電機每旋轉(zhuǎn)一圈，導(dǎo)體對主磁極，電機每旋轉(zhuǎn)一圈，導(dǎo)體A中的基波感中的基波感應(yīng)電勢變化應(yīng)電勢變化p周，則導(dǎo)體

13、周，則導(dǎo)體A中基波感應(yīng)電勢頻率為：中基波感應(yīng)電勢頻率為： n (5-3) 當(dāng)電機的極對數(shù)當(dāng)電機的極對數(shù)p和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n1一定時，一定時，f1頻率便為頻率便為固定的數(shù)值。固定的數(shù)值。）（Hzpnf60112.整距線匝感應(yīng)電勢整距線匝感應(yīng)電勢 兩導(dǎo)體兩導(dǎo)體A、X就構(gòu)成了整距線匝。就構(gòu)成了整距線匝。它們中的感應(yīng)電勢總是大小相等，方向它們中的感應(yīng)電勢總是大小相等，方向相反。整距線匝基波感應(yīng)電勢為：相反。整距線匝基波感應(yīng)電勢為： 用相量表示時：用相量表示時：111XATeee11112AXATEEEE整距線匝基波感應(yīng)電動勢整距線匝基波感應(yīng)電動勢整距線匝基波感應(yīng)電勢瞬時表達式為：整距線匝基波感應(yīng)電勢瞬時表

14、達式為： 整距線匝基波感應(yīng)電勢有效值為：整距線匝基波感應(yīng)電勢有效值為： (5-6)tEtEeTmTT11111sin2sin11111144. 422. 222ffEEAT3.整距線圈感應(yīng)電動勢整距線圈感應(yīng)電動勢 線圈是由線圈是由Ny匝線匝串聯(lián)而成，即匝匝線匝串聯(lián)而成，即匝數(shù)數(shù)Ny整距線圈的基波感應(yīng)電勢瞬時整距線圈的基波感應(yīng)電勢瞬時值為：值為： (5-7)tEtEeymyy11111sin2sin)(44. 4111VNfEyy4.整距分布線圈感應(yīng)電動勢整距分布線圈感應(yīng)電動勢 如果在定子內(nèi)圓表面槽中均勻嵌放三個匝如果在定子內(nèi)圓表面槽中均勻嵌放三個匝數(shù)為數(shù)為Ny的整距線圈頭尾連接，相互串聯(lián)形成線

15、的整距線圈頭尾連接，相互串聯(lián)形成線圈組，稱為整距分布線圈，相鄰線圈的槽距角圈組，稱為整距分布線圈，相鄰線圈的槽距角是是。整距分布線圈的基波感應(yīng)電動勢整距分布線圈的基波感應(yīng)電動勢整距分布線圈的基波感應(yīng)電勢為：整距分布線圈的基波感應(yīng)電勢為：繞組的基波分布系數(shù)：繞組的基波分布系數(shù)： 11111144. 4qyqyqkqNfkqEE2sin2sin1qqkq基波分布系數(shù)含義基波分布系數(shù)含義 基波分布系數(shù)是一個小于基波分布系數(shù)是一個小于1的的數(shù)，其含義是：分布放置的線圈要數(shù)，其含義是：分布放置的線圈要比將各線圈集中放置在一個槽中的比將各線圈集中放置在一個槽中的基波感應(yīng)電勢小?？梢赃@樣認(rèn)為：基波感應(yīng)電勢小

16、。可以這樣認(rèn)為：把實際把實際q個分布放置的整距線圈，看個分布放置的整距線圈，看成是集中放置的，但它們的總等效成是集中放置的，但它們的總等效匝數(shù)為匝數(shù)為qNykq1，而不是，而不是qNy。5.2.3短距線圈感應(yīng)電動勢短距線圈感應(yīng)電動勢 如果線圈的節(jié)距如果線圈的節(jié)距y1，則為短距線，則為短距線圈，令短距線圈的節(jié)距圈，令短距線圈的節(jié)距y1=y，其中，其中0y1，短距線圈基波感應(yīng)電勢有效值：，短距線圈基波感應(yīng)電勢有效值：繞組基波短距系數(shù)：繞組基波短距系數(shù)：111111144. 42sin44. 42sin2yyyAykNfyNfyEE2sin1yky基波短距系數(shù)含義基波短距系數(shù)含義 基波短距系數(shù)，它是

17、一個小于基波短距系數(shù)，它是一個小于1的數(shù)，其含義是：短距線圈要比整的數(shù)，其含義是：短距線圈要比整距線圈的基波感應(yīng)電勢小?？梢赃@距線圈的基波感應(yīng)電勢小?？梢赃@樣認(rèn)為：把實際的短距線圈看成是樣認(rèn)為：把實際的短距線圈看成是整距線圈，則它等效匝數(shù)為整距線圈，則它等效匝數(shù)為Nyky1，而不是而不是Ny。5.2.4一相繞組感應(yīng)電動勢一相繞組感應(yīng)電動勢n單層繞組：采用分布整距形式單層繞組：采用分布整距形式n每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為 ：n每相的基波感應(yīng)電勢有效值為：每相的基波感應(yīng)電勢有效值為： apqNNy11111144. 4qkNfE雙層繞組雙層繞組n雙層繞組：采用短距分布形式雙層繞組：采用短

18、距分布形式n每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為：每相繞組串聯(lián)匝數(shù)為：n每相的基波感應(yīng)電勢有效值為：每相的基波感應(yīng)電勢有效值為： n 為基波繞組系數(shù)。為基波繞組系數(shù)。apqNNy211111144. 4wkNfE111yqwkkk繞組的諧波感應(yīng)電動勢繞組的諧波感應(yīng)電動勢 繞組采用分布、短距后雖削弱些基繞組采用分布、短距后雖削弱些基波感應(yīng)電勢，但可使各次諧波電勢大大波感應(yīng)電勢，但可使各次諧波電勢大大削弱，使繞組感應(yīng)電勢接近正弦波。削弱，使繞組感應(yīng)電勢接近正弦波。 三相交流繞組三相交流繞組Y接或接或接時，由于接時，由于三次諧波以及三的倍數(shù)次諧波電勢在時三次諧波以及三的倍數(shù)次諧波電勢在時間相位上同相，故三相線電勢中無

19、三次間相位上同相，故三相線電勢中無三次或三的倍數(shù)次諧波?；蛉谋稊?shù)次諧波。諧波感應(yīng)電動勢諧波感應(yīng)電動勢 設(shè)設(shè)v為諧波次數(shù)，則諧波感應(yīng)電為諧波次數(shù)，則諧波感應(yīng)電勢頻率為：勢頻率為： 每相繞組每相繞組v次感應(yīng)電勢有效值：次感應(yīng)電勢有效值： 為為次諧波繞組系數(shù)次諧波繞組系數(shù) 1fvfvvwvvvkNfE144. 4yvqvwvkkk課后復(fù)習(xí)要點：課后復(fù)習(xí)要點：n1 .交流繞組類型、基本術(shù)語、聯(lián)結(jié)規(guī)律n2. 分布、短距和繞組系數(shù)的含義及表達式n3.繞組感應(yīng)電勢的計算n思考題：P178 5-1、5-2n作業(yè)：P178 5-6（3）（4）n預(yù)習(xí)：旋轉(zhuǎn)磁動勢5.3交流電機繞組的磁動勢交流電機繞組的磁動勢5.

20、3.1單相脈振磁場單相脈振磁場1.整距集中繞組的磁動勢整距集中繞組的磁動勢 由于空氣隙的磁阻遠遠大于定、轉(zhuǎn)子鐵芯中的磁由于空氣隙的磁阻遠遠大于定、轉(zhuǎn)子鐵芯中的磁阻，可認(rèn)為磁勢全部降落在兩個氣隙上，即作用在每阻，可認(rèn)為磁勢全部降落在兩個氣隙上，即作用在每個空氣隙的磁勢為全部磁勢的一半（個空氣隙的磁勢為全部磁勢的一半（iNy/2）磁動勢波）磁動勢波形為矩形波。形為矩形波。)232(21)22(21)(iNiNfyy整距集中繞組的磁動勢整距集中繞組的磁動勢2.磁動勢的空間諧波磁動勢的空間諧波 矩形波磁動勢用傅立葉級數(shù)分解得：矩形波磁動勢用傅立葉級數(shù)分解得：3.單相繞組基波脈振磁動勢單相繞組基波脈振磁

21、動勢設(shè)設(shè)AX中通入交流電為：中通入交流電為： 則每極磁勢表達式為：則每極磁勢表達式為：)5cos513cos31(cos42)(iNfytIi1cos2tiNtfycos)5cos513cos31(cos422)(，3.諧波分析諧波分析 對周期性變化的矩形波分布的磁勢，用對周期性變化的矩形波分布的磁勢，用傅氏級數(shù)進行諧波分析，可分解成為：傅氏級數(shù)進行諧波分析，可分解成為： 式中式中v=1，3，5為諧波系數(shù)，系數(shù)為諧波系數(shù)，系數(shù)Cv為為tCtfy11,3,51coscos),(2sin2241vINCyvn基波磁勢為：基波磁勢為：n 為基波磁勢最大幅值為基波磁勢最大幅值。n三次諧波磁勢為：三次諧

22、波磁勢為： n 三次諧波磁勢最大幅值三次諧波磁勢最大幅值tFtINfyyy1111coscoscoscos224yyyININF0.92241tFtINfyyy1313cos3coscos3cos22431yyyININF0.3224313五次諧波和高次諧波五次諧波和高次諧波tFtINfyyy1515cos5coscos5cos22451yyyININF0.18224515n五次諧波磁勢為：五次諧波磁勢為： n 五次諧波磁勢最大幅值五次諧波磁勢最大幅值。n還有七次、九次、十一次等高次諧波磁勢。還有七次、九次、十一次等高次諧波磁勢。 諧波次數(shù)越高，其幅值就越小。諧波次數(shù)越高，其幅值就越小。 為了

23、改善波形，除基波以外，考為了改善波形，除基波以外，考慮消除三、五、七次諧波，由于三次慮消除三、五、七次諧波，由于三次諧波及三的倍數(shù)次諧波在繞組連接成諧波及三的倍數(shù)次諧波在繞組連接成三相對稱繞組時就已相互抵消，而三相對稱繞組時就已相互抵消，而五、七次諧波可通過短距和分布繞組五、七次諧波可通過短距和分布繞組來基本消除。因此當(dāng)連成三相繞組來基本消除。因此當(dāng)連成三相繞組后，只考慮基波磁勢就可以了。后，只考慮基波磁勢就可以了。 分析分析：每相繞組產(chǎn)生基波磁勢幅值每相繞組產(chǎn)生基波磁勢幅值：)/(0.91111極安匝wkNpIF單層apqNNy1雙層apqNNy21I1為相電流的有效值，為相電流的有效值，k

24、w1=kq1ky1稱為基波繞組系數(shù)，稱為基波繞組系數(shù)，基波分布系數(shù)為：基波分布系數(shù)為：基波短距系數(shù)為：基波短距系數(shù)為：2sin2sin1qqkq2sin11yky每相繞組產(chǎn)生的諧波磁動勢幅值為：每相繞組產(chǎn)生的諧波磁動勢幅值為：wkNpIF1110.9kw=kqky稱為稱為v次諧波繞組系數(shù)次諧波繞組系數(shù)v次諧波分布系數(shù)為：次諧波分布系數(shù)為：v 次諧波短距系數(shù)為：次諧波短距系數(shù)為：2sin2sinvqvqkqv2sin1yvkyv（安匝/極）脈振磁動勢的分解推導(dǎo)脈振磁動勢的分解推導(dǎo) 根據(jù)三角函數(shù)的和差與積的關(guān)系：根據(jù)三角函數(shù)的和差與積的關(guān)系：)(cos)(coscoscos2)cos(21)cos

25、(21),(111111tFtFtf11ff)(cos21111tFf)(cos21111tFfv結(jié)論結(jié)論： 一個脈振磁勢可以分解為兩個一個脈振磁勢可以分解為兩個幅值相等，轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的幅值相等，轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁勢，它們的幅值是原脈兩個旋轉(zhuǎn)磁勢，它們的幅值是原脈振磁勢最大幅值的一半。振磁勢最大幅值的一半。5.3.2三相繞組的合成旋轉(zhuǎn)磁場三相繞組的合成旋轉(zhuǎn)磁場 三相對稱繞組：各相繞組匝數(shù)、結(jié)構(gòu)相同，三相對稱繞組：各相繞組匝數(shù)、結(jié)構(gòu)相同，在空間互差在空間互差120電角度。電角度。 三相對稱交流電：三相對稱交流電： 在三相對稱繞組中通入三相對稱交流電，每在三相對稱繞組中通入三相對

26、稱交流電，每相繞組中都要產(chǎn)生單相脈振磁勢，這三個脈振磁相繞組中都要產(chǎn)生單相脈振磁勢，這三個脈振磁勢在空間和時間上都互差勢在空間和時間上都互差120電角度。電角度。)240(cos2)120(cos2cos2111tIitIitIiCBA圖示圖示三個脈振磁動勢表達式三個脈振磁動勢表達式)120(cos2)(cos2)240(cos)240(cos)240(cos2F)(cos2)120(cos)120(cos)(cos2)(cos2coscos111111111111111111tFtFtFfttFtFftFtFtFfCBA合成磁動勢合成磁動勢)(cos23),(1111tFffftfCBAIp

27、kNFw1110.9pfn1160IpkNIpkNFwwm111135. 19 . 023結(jié)論結(jié)論 在三相對稱繞組通以三相對稱交流電產(chǎn)生在三相對稱繞組通以三相對稱交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢具有以下特點：的旋轉(zhuǎn)磁勢具有以下特點：旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為：旋轉(zhuǎn)磁勢的幅值為： 旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速：旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速： 旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)向：由電流的相序決定（即電流旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)向：由電流的相序決定（即電流達到最大值的順序），它總是從電流領(lǐng)先的一相達到最大值的順序），它總是從電流領(lǐng)先的一相繞組向電流滯后的一相繞組方向轉(zhuǎn)動。繞組向電流滯后的一相繞組方向轉(zhuǎn)動。每極安匝/35. 111IpkNFwmmin)/(601

28、1rpfn n旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生的條件和旋轉(zhuǎn)磁動勢特點旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生的條件和旋轉(zhuǎn)磁動勢特點n思考題：思考題：P179 5-10、5-11、5-14n作業(yè)：作業(yè)：P179 5-13課后復(fù)習(xí)要點：課后復(fù)習(xí)要點： 電動機在轉(zhuǎn)子靜止分兩種情況：一種電動機在轉(zhuǎn)子靜止分兩種情況：一種是轉(zhuǎn)子繞組開路，另一種是轉(zhuǎn)子繞組短路。是轉(zhuǎn)子繞組開路，另一種是轉(zhuǎn)子繞組短路。5.4.1定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子開路定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子開路注意注意：轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機相當(dāng)于副：轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機相當(dāng)于副邊空載的三相變壓器，定子繞組對應(yīng)于原邊邊空載的三相變壓器，定子繞組對應(yīng)于原邊繞組，轉(zhuǎn)子繞組對應(yīng)于副邊繞組，所不同的繞組，轉(zhuǎn)

29、子繞組對應(yīng)于副邊繞組，所不同的是異步電動機的磁路中多了氣隙磁路。是異步電動機的磁路中多了氣隙磁路。5.4轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機定子繞組接電源轉(zhuǎn)子繞組開路時的異步電動機定子繞組接電源轉(zhuǎn)子繞組開路時的異步電動機轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路 將定、轉(zhuǎn)子空間坐標(biāo)縱軸選在將定、轉(zhuǎn)子空間坐標(biāo)縱軸選在A相繞組的軸相繞組的軸線上，并使線上，并使+A1與與+A2重合，這樣重合，這樣+A1、+A2也是也是定、轉(zhuǎn)子定、轉(zhuǎn)子A相磁通的正方向。相磁通的正方向。n轉(zhuǎn)子開路時的電磁關(guān)系為：轉(zhuǎn)子開路時的電磁關(guān)系為：1011210011001rieeeFkNiiussmw（定子漏磁通）（主磁通）（相電流）（相

30、電壓）（1）電磁關(guān)系）電磁關(guān)系轉(zhuǎn)子開路時主磁通與漏磁通路徑轉(zhuǎn)子開路時主磁通與漏磁通路徑主磁通與漏磁通主磁通與漏磁通 漏磁通包括：槽漏磁通、端部漏磁通和諧波漏漏磁通包括：槽漏磁通、端部漏磁通和諧波漏磁通。磁通。槽漏磁通和端部漏磁通槽漏磁通和端部漏磁通說明說明n 諧波漏磁通是由定子三相合成磁諧波漏磁通是由定子三相合成磁勢中的高次諧波磁勢產(chǎn)生的，嚴(yán)格說，勢中的高次諧波磁勢產(chǎn)生的，嚴(yán)格說，它是通過氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈繞的磁它是通過氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈繞的磁通，與槽漏磁通和端部漏磁通是有差通，與槽漏磁通和端部漏磁通是有差別的，為了表明這種差別，諧波漏磁別的，為了表明這種差別，諧波漏磁通又稱差別漏磁通，將諧波

31、磁通歸為通又稱差別漏磁通，將諧波磁通歸為漏磁通中是為了計算上的方便。漏磁通中是為了計算上的方便。定子繞組每相基波感應(yīng)電勢的有效值為：定子繞組每相基波感應(yīng)電勢的有效值為：n （5-15）式中式中N1、kw1分別為定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和分別為定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和基波繞組系數(shù)?；ɡ@組系數(shù)。n轉(zhuǎn)子繞組每相基波感應(yīng)電勢的有效值為：轉(zhuǎn)子繞組每相基波感應(yīng)電勢的有效值為：n （5-15）n式中式中N2、kw2分別為轉(zhuǎn)子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和分別為轉(zhuǎn)子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和基波繞組系數(shù)?；ɡ@組系數(shù)。mwkNfjE111144. 4(2)電壓方程式電壓方程式mwkNfjE22124.44 定、轉(zhuǎn)子每相基波感

32、應(yīng)電勢之比為：定、轉(zhuǎn)子每相基波感應(yīng)電勢之比為： （5-16）式中）式中ke為電壓變比。為電壓變比。 定子漏電勢定子漏電勢Es1為：為： 定子一相電路的電壓方程式為：定子一相電路的電壓方程式為： （5-17）221121wwekNkNEEk101xI jEs1011010110111zIErIxI jErIEEUs111jxrz定子漏阻抗：定子漏阻抗： 與變壓器相似，與變壓器相似，-1用勵磁電流用勵磁電流0在勵磁在勵磁阻抗阻抗zm上的壓降表示時有：上的壓降表示時有： 式中式中rm為勵磁電阻，為勵磁電阻，xm為勵磁電抗。為勵磁電抗。)(001mmmjxrIzIE勵磁電流由兩部分組成：勵磁電流由兩部

33、分組成： 一部分產(chǎn)生主磁通一部分產(chǎn)生主磁通m0為無功分為無功分量；另一部分反應(yīng)包括定子鐵損和轉(zhuǎn)子量；另一部分反應(yīng)包括定子鐵損和轉(zhuǎn)子鐵損的鐵損電流，是有功分量鐵損的鐵損電流，是有功分量Fe，有：，有： 轉(zhuǎn)子電路因轉(zhuǎn)子繞組開路，電壓方轉(zhuǎn)子電路因轉(zhuǎn)子繞組開路，電壓方程式為：程式為： FeIII022EU轉(zhuǎn)子開路時異步電動機等值電路轉(zhuǎn)子開路時異步電動機等值電路（3）等值電路等值電路轉(zhuǎn)子開路時異步電動機的時間向量圖（4）相量圖相量圖 如果磁勢坐標(biāo)軸選在如果磁勢坐標(biāo)軸選在+A軸線上，再選取時軸線上，再選取時間與空間參考軸一致，則時間相量間與空間參考軸一致，則時間相量0與空間相量與空間相量F0具有同相位性質(zhì)

34、，可將時間相量圖與空間相具有同相位性質(zhì)，可將時間相量圖與空間相量圖畫在一起為時空相量圖。量圖畫在一起為時空相量圖。磁勢向量與A的關(guān)系轉(zhuǎn)子開路時異步電動機時空相量圖轉(zhuǎn)子開路時異步電動機時空相量圖時空向量圖時空向量圖（5）功率關(guān)系）功率關(guān)系 轉(zhuǎn)子開路時，無功率輸出，轉(zhuǎn)子開路時，無功率輸出，P2=0，輸入的功率為：，輸入的功率為： 說明說明：輸入功率一部分消耗在定子：輸入功率一部分消耗在定子銅損上，另一部分消耗在定、轉(zhuǎn)子銅損上，另一部分消耗在定、轉(zhuǎn)子的鐵損上。的鐵損上。12020121001133cos3rIrIpppIUPmCuFeFe5.4.2定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子繞組定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子繞組短接

35、且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)短接且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn) 將定、轉(zhuǎn)子空間坐標(biāo)縱軸選在將定、轉(zhuǎn)子空間坐標(biāo)縱軸選在A相繞組相繞組的軸線上，并使的軸線上，并使+A1與與+A2重合。重合。異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的接線圖異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的接線圖（1）磁勢平衡方程式磁勢平衡方程式 轉(zhuǎn)子短路時，在轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的感應(yīng)轉(zhuǎn)子短路時，在轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電勢會在轉(zhuǎn)子三相繞組中產(chǎn)生對稱的轉(zhuǎn)子電電勢會在轉(zhuǎn)子三相繞組中產(chǎn)生對稱的轉(zhuǎn)子電流，從而產(chǎn)生合成的轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁勢流，從而產(chǎn)生合成的轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁勢F2，其幅值為：其幅值為： 式中式中I2為轉(zhuǎn)子繞組每相電流有效值，為轉(zhuǎn)子繞組每相電流有效值，N2為轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)子一相繞組串聯(lián)匝數(shù)，子一相繞組串聯(lián)匝

36、數(shù)，kw2為轉(zhuǎn)子繞組的基為轉(zhuǎn)子繞組的基波繞組系數(shù)。波繞組系數(shù)。每極安匝/224232222IpkNFw磁場磁場 設(shè)設(shè)F2相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為：相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為：n2=60f2/p由于轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時電流的頻率由于轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時電流的頻率f2=f1，則，則n2=n1 由于由于+A1、+A2重合，定、轉(zhuǎn)子電流相重合，定、轉(zhuǎn)子電流相序一樣，則定子電流產(chǎn)生合成的定子基波序一樣，則定子電流產(chǎn)生合成的定子基波旋轉(zhuǎn)磁勢旋轉(zhuǎn)磁勢F1與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢F2同速、同方同速、同方向在空間一前一后同步旋轉(zhuǎn)，故可以合向在空間一前一后同步旋轉(zhuǎn)，故可以合成。成。定子基波旋轉(zhuǎn)磁勢定子基波旋轉(zhuǎn)磁勢F1 定子基波旋轉(zhuǎn)磁勢定子基波

37、旋轉(zhuǎn)磁勢F1其幅值為：其幅值為：I1為定子繞組每相電流有效值，為定子繞組每相電流有效值，N1為定為定子一相繞組串聯(lián)匝數(shù)，子一相繞組串聯(lián)匝數(shù)，kw1為定子繞組的為定子繞組的基波繞組系數(shù)。基波繞組系數(shù)。每極安匝/224231111IpkNFw氣隙中合成磁勢為氣隙中合成磁勢為： （5-20） 定、轉(zhuǎn)子磁勢平衡方程式說明氣定、轉(zhuǎn)子磁勢平衡方程式說明氣隙中的主磁通隙中的主磁通m是由合成磁勢是由合成磁勢F0產(chǎn)產(chǎn)生，此外，定、轉(zhuǎn)子的電流分別要產(chǎn)生，此外，定、轉(zhuǎn)子的電流分別要產(chǎn)生定子漏磁通生定子漏磁通s1和轉(zhuǎn)子漏磁通和轉(zhuǎn)子漏磁通s2，與定子漏磁通類似，轉(zhuǎn)子漏磁通也包與定子漏磁通類似，轉(zhuǎn)子漏磁通也包含槽漏磁通、

38、端部漏磁通和諧波漏磁含槽漏磁通、端部漏磁通和諧波漏磁通。通。021FFF 1111111111FkNieriiuwss210222222222rieFkNiiss（2）電磁關(guān)系）電磁關(guān)系轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系為：（3）電壓平衡方程式）電壓平衡方程式定子：定子： 轉(zhuǎn)子一相電路的電壓方程式為：轉(zhuǎn)子一相電路的電壓方程式為： 式中式中z2為轉(zhuǎn)子漏阻抗，或?qū)懗桑簽檗D(zhuǎn)子漏阻抗，或?qū)懗桑?轉(zhuǎn)子繞組回路漏阻抗的功率因數(shù)角為：轉(zhuǎn)子繞組回路漏阻抗的功率因數(shù)角為： 1111111111111zIErIxI jErIEEUs222222)(zIjxrIE22222IEjxrz222rxarctg（4）轉(zhuǎn)子電勢、電

39、流、電阻、漏抗的折算轉(zhuǎn)子電勢、電流、電阻、漏抗的折算 與變壓器相似，異步電動機定、與變壓器相似，異步電動機定、轉(zhuǎn)子之間沒有電的聯(lián)系，只有磁的耦轉(zhuǎn)子之間沒有電的聯(lián)系，只有磁的耦合。為了工程計算方便，在不改變電合。為了工程計算方便，在不改變電動機的電磁性能的條件下，將無電的動機的電磁性能的條件下，將無電的聯(lián)系的定、轉(zhuǎn)子電路變換成純電路的聯(lián)系的定、轉(zhuǎn)子電路變換成純電路的等值電路，就要進行轉(zhuǎn)子繞組的折等值電路，就要進行轉(zhuǎn)子繞組的折算。算。轉(zhuǎn)子繞組折算的方法是：轉(zhuǎn)子繞組折算的方法是： 用一個相數(shù)為用一個相數(shù)為m1、匝數(shù)為、匝數(shù)為N1kw1的繞組，代替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)的繞組，代替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子繞組

40、原來的相數(shù)為子繞組原來的相數(shù)為m2，匝數(shù)為，匝數(shù)為N2kw2）。）。轉(zhuǎn)子繞組折算的方法轉(zhuǎn)子繞組折算的方法折算的原則折算的原則 保持折算前后電動機磁勢平衡保持折算前后電動機磁勢平衡關(guān)系不變，即關(guān)系不變，即F2的大小以及與的大小以及與F1之之間在空間位置不變。間在空間位置不變。n折算前轉(zhuǎn)子電勢為：折算前轉(zhuǎn)子電勢為：n折算后轉(zhuǎn)子電勢為：折算后轉(zhuǎn)子電勢為：n式中式中ke為電勢比：為電勢比：mwkNfE22124.44mwkNfE111244. 412222112EEkEkNkNEeww轉(zhuǎn)子電勢轉(zhuǎn)子電勢2211wwekNkNk 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流n根據(jù)折算前后電動機磁勢平衡關(guān)系不變的根據(jù)折算前后電動機磁勢

41、平衡關(guān)系不變的原則，有：原則，有： n則：則： 為異步電動機的電流比。為異步電動機的電流比。222221119 . 029 . 02IpkNmIpkNmww2211122221IkIkNmkNmIiww222111wwikNmkNmk 轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗)(1222222222222jxrkkzkkIEkkIkEkIEx jrzieieieie222222rkkrxkkxzkkzieieie（5）基本方程式、等值電路、相量）基本方程式、等值電路、相量n折算后的基本方程式折算后的基本方程式22221201011111)(zIEEEIIIzIEzIEUm異

42、步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的等值電路異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的等值電路等值電路等值電路相量圖 將時間與將時間與空間參考軸選空間參考軸選取一致，則取一致，則+j、+A1、+A2重合重合異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的時空相量圖異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的時空相量圖E1=E2mFe-E1I1r1jI1x1U1I0F0-I2-F2F1I1I2I2r2jI2x2（6）功率關(guān)系）功率關(guān)系n轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時，輸出功率轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時，輸出功率P2=0n輸入功率輸入功率P1為：為：n注：定子功率因數(shù)在轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時很低為：注：定子功率因數(shù)在轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時很低為： 11111111cos3cosIUIUmP25. 0co

43、s1鐵損和銅損鐵損和銅損n定、轉(zhuǎn)子鐵損為：定、轉(zhuǎn)子鐵損為：n定、轉(zhuǎn)子銅損為：定、轉(zhuǎn)子銅損為：mmFeFeFerIrImppp202012132221212133rIrIpppCuCuCu電磁功率電磁功率n體現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的電磁功率為：體現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的電磁功率為： 222222211cos33IErIpppPPCuCuFeem堵轉(zhuǎn)情況分析堵轉(zhuǎn)情況分析 堵轉(zhuǎn)時，異步電動機的輸入全部堵轉(zhuǎn)時，異步電動機的輸入全部消耗在定、轉(zhuǎn)子的鐵損和銅損上，它消耗在定、轉(zhuǎn)子的鐵損和銅損上，它相當(dāng)于變壓器的短路運行狀態(tài)，它是相當(dāng)于變壓器的短路運行狀態(tài)，它是異步電動機在起動瞬間的狀況。異步電動機在起動瞬間的狀況。堵轉(zhuǎn)情

44、況分析堵轉(zhuǎn)情況分析 異步電動機定、轉(zhuǎn)子的漏阻抗比異步電動機定、轉(zhuǎn)子的漏阻抗比較小，如果在定子繞組加額定電壓，較小，如果在定子繞組加額定電壓，則定、轉(zhuǎn)子的起動電流相當(dāng)大，約為則定、轉(zhuǎn)子的起動電流相當(dāng)大，約為額定電流的額定電流的47倍，過大的定、轉(zhuǎn)子電倍，過大的定、轉(zhuǎn)子電流會使電動機銅損加大，繞組過熱，流會使電動機銅損加大，繞組過熱，危及繞組絕緣，如果電動機長期工作危及繞組絕緣，如果電動機長期工作在這種狀態(tài)下，將使電動機損壞。在這種狀態(tài)下，將使電動機損壞。課后復(fù)習(xí)要點：課后復(fù)習(xí)要點：n電機堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系、等值電路、相量電機堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系、等值電路、相量圖以及繞組折算方法圖以及繞組折算方法n預(yù)習(xí)

45、轉(zhuǎn)子運行的電磁關(guān)系預(yù)習(xí)轉(zhuǎn)子運行的電磁關(guān)系本次課程教學(xué)要求本次課程教學(xué)要求n1.重點掌握電機旋轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系、基本方程式、等值電路和相量圖； n2.掌握繞組折算和頻率折算方法； n3.掌握電動機功率與轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系。5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的異步電動機運轉(zhuǎn)時的接線圖運轉(zhuǎn)時的接線圖轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的電磁關(guān)系轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的電磁關(guān)系 1111111111FkNieriiuwss2s1022222222s2srieFkNiisssw規(guī)定規(guī)定 當(dāng)異步電動機定子繞組接三相對稱電源當(dāng)異步電動機定子繞組接三相對稱電源且且轉(zhuǎn)子繞組短路時，定、轉(zhuǎn)子繞組中都有電流流轉(zhuǎn)子繞組短路時，定、轉(zhuǎn)子繞組中都有電流流過，在氣

46、隙中產(chǎn)生以同步轉(zhuǎn)速過，在氣隙中產(chǎn)生以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的合成磁旋轉(zhuǎn)的合成磁場，而轉(zhuǎn)子繞組電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場會產(chǎn)生作場，而轉(zhuǎn)子繞組電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場會產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機以異步轉(zhuǎn)速用于轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機以異步轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，拖動負(fù)載。為了與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的感應(yīng)電旋轉(zhuǎn)，拖動負(fù)載。為了與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的感應(yīng)電勢勢2、電流、電流2和漏電抗和漏電抗x2相區(qū)別，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時相區(qū)別，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流和漏電抗分別用的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流和漏電抗分別用2s、電流電流2s和漏電抗和漏電抗x2s表示。表示。1.轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是指氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子

47、轉(zhuǎn)速是指氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值，即為：之差與同步轉(zhuǎn)速的比值，即為： (5-2)轉(zhuǎn)差率是異步電動機的重要參數(shù)，當(dāng)電動機作電動轉(zhuǎn)差率是異步電動機的重要參數(shù)，當(dāng)電動機作電動運行時，運行時，0PN繼續(xù)增大繼續(xù)增大轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s增大增大轉(zhuǎn)子感轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢與電流的相位角應(yīng)電勢與電流的相位角2增大增大定子功率因數(shù)定子功率因數(shù)cos1開始減小。定子功率因數(shù)特性開始減小。定子功率因數(shù)特性cos1=(P2)如圖曲線如圖曲線3所示的曲線。所示的曲線。4.輸出轉(zhuǎn)矩特性輸出轉(zhuǎn)矩特性T2=(P2)定性分析：定性分析： 異步電動機空載時，輸出轉(zhuǎn)矩異步電動機空載時，輸出轉(zhuǎn)矩T2=0，當(dāng)負(fù)載，當(dāng)

48、負(fù)載P2增大，由于轉(zhuǎn)速變化增大，由于轉(zhuǎn)速變化不大，不大，P2T2輸出轉(zhuǎn)矩隨著輸出轉(zhuǎn)矩隨著P2增大增大而增大，輸出轉(zhuǎn)矩特性而增大，輸出轉(zhuǎn)矩特性T2=(P2)如圖如圖曲線曲線4所示為一條過原點的近似直線所示為一條過原點的近似直線的曲線。的曲線。5.效率特性效率特性=(P2)定性分析：定性分析： 異步電動機從空載到負(fù)載運行時，主磁異步電動機從空載到負(fù)載運行時，主磁通通m和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n變化較小，所以鐵損變化較小，所以鐵損pFe和機械和機械損耗損耗pm變化很小，這兩種損耗之和是異步電變化很小，這兩種損耗之和是異步電動機的不變損耗，而定、轉(zhuǎn)子銅損動機的不變損耗，而定、轉(zhuǎn)子銅損pCu與負(fù)載與負(fù)載電流平方成正

49、比，它隨負(fù)載變化而變化，是電流平方成正比，它隨負(fù)載變化而變化，是異步電動機的可變損耗。與變壓器相似，當(dāng)異步電動機的可變損耗。與變壓器相似，當(dāng)不變損耗與可變損耗相等時，效率為最高。不變損耗與可變損耗相等時，效率為最高。 效率特性效率特性 空載時，輸出功率空載時，輸出功率P2=0，所以效，所以效率率=0，當(dāng)隨著負(fù)載，當(dāng)隨著負(fù)載P2增大增大效率效率增增大，普通異步電動機在大，普通異步電動機在P2=0.75時時效率效率最大最大=max；當(dāng)負(fù)載；當(dāng)負(fù)載P2繼續(xù)增大繼續(xù)增大效效率率反而下降，效率特性反而下降，效率特性=(P2)如圖如圖曲線曲線5所示的曲線。所示的曲線。說明說明： 對中、小型異步電動機，工作

50、特性可用對中、小型異步電動機，工作特性可用直接負(fù)載法測出，對大容量異步電動機由于直接負(fù)載法測出，對大容量異步電動機由于受設(shè)備等因數(shù)的限制，工作特性的取得可通受設(shè)備等因數(shù)的限制，工作特性的取得可通過空載、短路實驗測出電動機參數(shù)，再利用過空載、短路實驗測出電動機參數(shù)，再利用等值電路計算求得。等值電路計算求得。5.7異步電動機參數(shù)測定異步電動機參數(shù)測定1.空載試驗空載試驗 通過空載試驗可測得勵通過空載試驗可測得勵磁參數(shù)（磁參數(shù)（rm、xm、zm）、鐵）、鐵損損pFe、機械損耗、機械損耗pm?？蛰d實驗空載實驗 試驗時，異步電動機定子通過調(diào)壓器接三相交試驗時，異步電動機定子通過調(diào)壓器接三相交流電源，轉(zhuǎn)子軸上不帶負(fù)載，加額定電壓使電動機流電源，轉(zhuǎn)子軸上不帶負(fù)載，加額定電壓使電動機運行在空載狀態(tài)，穩(wěn)定運行一段時間后，電動機的運行在空載狀態(tài)，穩(wěn)定運行一段時間后，電動機的機械損耗達到穩(wěn)定值，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器使定子電壓機械損耗達到穩(wěn)定值，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器使定子電壓從從(1.11.3)UN開始，逐漸下調(diào)直至電動機轉(zhuǎn)速有明開始，逐漸下調(diào)直至電動機轉(zhuǎn)速有明顯變化為止，同時測取電動機的相電壓顯變化為止，同時測取電動機的相電壓U1、空載電、空載電流流I0、空載功率、空載功率P0和電動機轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速n，接線圖是用二功，接線圖是用二功率法測取功率所以兩功率表率法測取功率所以