電機(jī)與電氣控制(第2版)第七章(1)

1、電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制第第7章章 三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī) 內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：v 本章主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。本章主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。v 交流繞組的不同形式的連接規(guī)律和特點(diǎn)。交流繞組的不同形式的連接規(guī)律和特點(diǎn)。v 交流感應(yīng)電勢的產(chǎn)生。交流感應(yīng)電勢的產(chǎn)生。v 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析。三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析。v 三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定。三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定。v 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系。三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系。v 工作特性；機(jī)械特性的特點(diǎn)及變化規(guī)律。工作特性；機(jī)械特性的特點(diǎn)及變化規(guī)律。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控

2、制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 7.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理7.1.1.1 三相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生1三相旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件三相旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件（1）三相電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)）三相電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) （2）三相對稱電流）三相對稱電流 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 2旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 3旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向4旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)

3、速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0（又稱同步轉(zhuǎn)速）（又稱同步轉(zhuǎn)速） 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 7.1.1.3 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S例例7.1 一臺(tái)一臺(tái)Y2-160M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速nN=1460r/min，求該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率，求該電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率SN。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 7.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原

4、理和結(jié)構(gòu) 7.1.2.1 定子定子1. 定子鐵芯定子鐵芯2. 定子繞組定子繞組電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 3. 機(jī)座機(jī)座7.1.2.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1. 轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯2轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 3轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本工作原理和結(jié)構(gòu) 7.1.2.3 氣隙氣隙 7.1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的主要指標(biāo)三相異步電動(dòng)機(jī)的主要指標(biāo)1型號型號2三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值三相異

5、步電動(dòng)機(jī)的額定值 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.1 三相交流繞組基本術(shù)語三相交流繞組基本術(shù)語1線圈（繞組元件）線圈（繞組元件）2極矩極矩 3節(jié)距節(jié)距y4機(jī)械角度與機(jī)械角度與電角度電角度5槽距角槽距角6每極每相槽每極每相槽數(shù)數(shù)q7相帶相帶8極相組（線圈組）極相組（線圈組） 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.2 三相繞組的構(gòu)成原則三相繞組的構(gòu)成原則電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.3 三相單層繞組三相單層繞組實(shí)例說明三相單層繞組不同繞組形式的連接規(guī)律。實(shí)例說明三相單層繞組不同繞組形式的連

6、接規(guī)律。例例7.2 一臺(tái)一臺(tái)Y2-90L-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)型三相異步電動(dòng)機(jī)，定子槽數(shù)Z1=24，2P=4，支路數(shù)，支路數(shù)a1=1，分析繞組的不同形式，分析繞組的不同形式的連接方法和規(guī)律。的連接方法和規(guī)律。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 解：解：（1）計(jì)算繞組數(shù)據(jù)。）計(jì)算繞組數(shù)據(jù)。 極距：極距： （槽）（槽） 每極每相槽數(shù)：每極每相槽數(shù)： （槽）（槽） 槽距角：槽距角：a11(2 )24 46ZP11(2)24 (43)2qZPm113603602 2430P Z電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 解：解：（2）各相所占槽號的劃

7、分。）各相所占槽號的劃分。U相：相：1、2；7、8；13、14；19、20槽槽V相：相：5、6；11、12；17 18；23、24槽槽W相：相：9、10；15、16；21、22；3、4槽槽該電機(jī)為該電機(jī)為4極，每極下分為極，每極下分為3個(gè)相帶，共個(gè)相帶，共3 4=12個(gè)相個(gè)相帶，每個(gè)相帶內(nèi)有帶，每個(gè)相帶內(nèi)有2個(gè)槽。相帶次序排列分別為：個(gè)槽。相帶次序排列分別為：U1、W2、V1、U2、W1、V2、U1、。各相帶內(nèi)電流。各相帶內(nèi)電流方向以方向以U相為正，相為正，V、W相為負(fù)標(biāo)出，如圖相為負(fù)標(biāo)出，如圖7.11（b）所示。所示。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.3.

8、1 等元件整距繞組等元件整距繞組v等元件整距等元件整距U相相v繞組的連接規(guī)律繞組的連接規(guī)律v2. 三相等元件整距三相等元件整距v繞組展開圖繞組展開圖7.2.3.2 鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組1鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)経相繞組的相繞組的連接規(guī)律連接規(guī)律 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.3.2 鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組2三相鏈?zhǔn)嚼@組展開圖三相鏈?zhǔn)嚼@組展開圖 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.3.3 同心式繞組同心式繞組1同心式同心式U相繞組的相繞組的連接規(guī)律連接規(guī)律2三相同心式繞組展三相同心式繞組展開圖開圖 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三

9、相交流繞組 7.2.3.4 交叉鏈?zhǔn)嚼@組交叉鏈?zhǔn)嚼@組交叉鏈?zhǔn)嚼@組主要用于交叉鏈?zhǔn)嚼@組主要用于q=奇數(shù)（如奇數(shù)（如q=3）的）的4極或極或2極三極三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中。下面以一實(shí)例說明其連接規(guī)律。相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中。下面以一實(shí)例說明其連接規(guī)律。例例7.3 一臺(tái)一臺(tái)Y2-132S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，型三相異步電動(dòng)機(jī)，Z1=36槽、槽、2P=4極、極、a=1，定子采用單層交叉鏈?zhǔn)嚼@組。，定子采用單層交叉鏈?zhǔn)嚼@組。解：解：（1）計(jì)算繞組數(shù)據(jù)。）計(jì)算繞組數(shù)據(jù)。 極距：極距： （槽）（槽） 每極每相槽數(shù)：每極每相槽數(shù)： （槽）（槽） 槽距角：槽距角：1(2 )36 49ZP11(2)36 (43

10、)3qZPm113603602 3620P Z電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （2）磁極和相帶的劃分。將）磁極和相帶的劃分。將36槽分為槽分為4極，每極下極，每極下9槽，槽，每極每相占每極每相占3個(gè)槽，共個(gè)槽，共3 4=12個(gè)相帶，每極下按個(gè)相帶，每極下按U1、W2、V1、U2、W1、V2、U1、排列標(biāo)注。排列標(biāo)注。（3）各相所占槽號的劃分。）各相所占槽號的劃分。U相：相：1、2、3；10、11、12；19、20、21；28、29、30槽槽 V相：相：7、8、9；16、17、18；25、26、27；34、35、36槽槽W相：相：13、14、15；22、23、24；

11、31、32、33；4、5、6槽槽各相電流標(biāo)注正方向如圖各相電流標(biāo)注正方向如圖7.11（c）所示。）所示。 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （4）交叉鏈?zhǔn)剑┙徊骀準(zhǔn)経相繞組連接規(guī)律。根據(jù)相繞組連接規(guī)律。根據(jù)U相的各相帶電流相的各相帶電流方向如圖方向如圖7.15（a）所示，連接）所示，連接U相繞組，相繞組，U1相帶內(nèi)相帶內(nèi)任何一槽線圈邊與任何一槽線圈邊與U2相帶內(nèi)任何一槽的線圈邊都可組相帶內(nèi)任何一槽的線圈邊都可組成一個(gè)線圈，但考慮到節(jié)距應(yīng)盡可能短，故可將線圈成一個(gè)線圈，但考慮到節(jié)距應(yīng)盡可能短，故可將線圈邊邊2-10和和3-11組成兩個(gè)連接在一起的大線圈，節(jié)距組成兩個(gè)連

12、接在一起的大線圈，節(jié)距y1=8；線圈邊；線圈邊12-19組成一個(gè)小線圈，節(jié)距組成一個(gè)小線圈，節(jié)距y2=7；再將線圈邊再將線圈邊20-28和和21-29組成兩個(gè)連接在一起的大組成兩個(gè)連接在一起的大線圈；線圈；30-1組成另一小線圈。根據(jù)已知每相支路數(shù)組成另一小線圈。根據(jù)已知每相支路數(shù)a=1，將，將U相相4個(gè)大小不同的線圈沿電流方向串聯(lián)起來，個(gè)大小不同的線圈沿電流方向串聯(lián)起來，便得便得U相繞組展開圖，如圖相繞組展開圖，如圖7.15（b）所示。從圖可）所示。從圖可見，線圈間采用的是尾見，線圈間采用的是尾-尾相連，頭尾相連，頭-頭相接的連接規(guī)頭相接的連接規(guī)律，稱為反串法。但它又是大、小線圈交叉連接，故

13、律，稱為反串法。但它又是大、小線圈交叉連接，故又稱為交叉鏈?zhǔn)嚼@組。又稱為交叉鏈?zhǔn)嚼@組。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （5）三相交叉鏈）三相交叉鏈?zhǔn)嚼@組展開圖。式繞組展開圖。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.3.5 三相單層繞組的特點(diǎn)三相單層繞組的特點(diǎn)從以上的分析可知，單層繞組每槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，嵌從以上的分析可知，單層繞組每槽內(nèi)只有一個(gè)線圈邊，嵌線方便，槽利用率高，不論節(jié)距如何變化，從整個(gè)磁線方便，槽利用率高，不論節(jié)距如何變化，從整個(gè)磁場觀點(diǎn)來看，仍然屬于整距繞組。節(jié)距的改變僅是為場觀點(diǎn)來看，仍然屬于整距繞組。節(jié)距的改變僅是

14、為了縮短端部接線。磁場分布仍不變，單層繞組一般多了縮短端部接線。磁場分布仍不變，單層繞組一般多用于用于10kW以下的電動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是：以下的電動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是：（1）線圈數(shù)等于總槽數(shù)的）線圈數(shù)等于總槽數(shù)的1/2。（2）每相最大并聯(lián)支路數(shù)等于磁極對數(shù)，即）每相最大并聯(lián)支路數(shù)等于磁極對數(shù)，即am=P。（3）每相線圈組數(shù)（極相組數(shù)）等于磁極對數(shù)）每相線圈組數(shù)（極相組數(shù)）等于磁極對數(shù)P。 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 7.2.4 三相雙層繞組三相雙層繞組例例7.4 已知一臺(tái)三相交流電機(jī)定子繞組數(shù)據(jù)如下：已知一臺(tái)三相交流電機(jī)定子繞組數(shù)據(jù)如下：Z1=36，2P=4極，極，a=

15、1，y 7 /9。試分析三相雙。試分析三相雙層短距疊繞組的連接規(guī)律，并畫出三相繞組展開圖。層短距疊繞組的連接規(guī)律，并畫出三相繞組展開圖。解：解：（1）計(jì)算繞組數(shù)據(jù)。）計(jì)算繞組數(shù)據(jù)。 極距：極距： （槽）（槽） 每極每相槽數(shù)：每極每相槽數(shù)： （槽）（槽） 槽距角：槽距角： 節(jié)距：節(jié)距： 1(2 )36 49ZP11(2)36 (43)3qZPm113603602 3620P Z7979 97y電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （2）相帶及各相槽號的劃分。相帶的劃分和各相槽號的）相帶及各相槽號的劃分。相帶的劃分和各相槽號的劃分與劃分與36槽槽4極交叉鏈?zhǔn)嚼@組相同。不過單

16、層繞組極交叉鏈?zhǔn)嚼@組相同。不過單層繞組U1相帶內(nèi)只能與相帶內(nèi)只能與U2相帶內(nèi)線圈邊組成一個(gè)線圈，而雙層相帶內(nèi)線圈邊組成一個(gè)線圈，而雙層繞組不受此限制，而是同一線圈上層邊在繞組不受此限制，而是同一線圈上層邊在U1相帶，下相帶，下層邊可以在層邊可以在U2相帶，也可以在相帶，也可以在V1相帶某一槽，具體相帶某一槽，具體在哪一槽，這要由在哪一槽，這要由y來決定。可見，雙層繞組每一槽上、來決定?？梢?，雙層繞組每一槽上、下層可能屬于同一相的兩個(gè)不同線圈邊，也可能不屬下層可能屬于同一相的兩個(gè)不同線圈邊，也可能不屬于同一相的線圈邊，因此，層間電壓較高，故需可靠于同一相的線圈邊，因此，層間電壓較高，故需可靠的層

17、間絕緣。的層間絕緣。 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （3）U相雙層疊繞組連接規(guī)律。相雙層疊繞組連接規(guī)律。U相繞組的槽號（上層）相繞組的槽號（上層）1、2、3；10、11、12；19、20、21；28、29、30槽。根據(jù)線圈節(jié)槽。根據(jù)線圈節(jié)距距y=7，故，故1號槽上層邊與號槽上層邊與8號槽下層邊組成一個(gè)線圈，號槽下層邊組成一個(gè)線圈，2號槽上號槽上層邊與層邊與9號槽下層邊組成一個(gè)線圈，號槽下層邊組成一個(gè)線圈，3號槽上層邊與號槽上層邊與10號槽下層號槽下層邊組成一個(gè)線圈，將這邊組成一個(gè)線圈，將這q(q=3)個(gè)線圈沿電流方向串起來構(gòu)成一個(gè)線圈沿電流方向串起來構(gòu)成一個(gè)線圈

18、組，其余以此類推。將個(gè)線圈組，其余以此類推。將10、11、12；19、20、21；28、29、30號槽線圈分別構(gòu)成另外三個(gè)線圈組?？梢?，雙層繞號槽線圈分別構(gòu)成另外三個(gè)線圈組。可見，雙層繞組的每相線圈組數(shù)等于磁極個(gè)數(shù)組的每相線圈組數(shù)等于磁極個(gè)數(shù)2P，這，這4個(gè)線圈組可以串聯(lián)也可個(gè)線圈組可以串聯(lián)也可并聯(lián)，若全部并聯(lián)，可得每相最大并聯(lián)支路數(shù)并聯(lián)，若全部并聯(lián)，可得每相最大并聯(lián)支路數(shù)am=2P=4，稱作，稱作4路進(jìn)火。若兩兩線圈組串聯(lián)后再并聯(lián)，得每相支路數(shù)路進(jìn)火。若兩兩線圈組串聯(lián)后再并聯(lián)，得每相支路數(shù)a=2，稱，稱作作2路進(jìn)火，如圖路進(jìn)火，如圖7.17（1）中（）中（b）所示。根據(jù)例）所示。根據(jù)例7.4

19、已知已知a=1，將，將U相相4個(gè)線圈組沿著電流方向全部串起來，便得個(gè)線圈組沿著電流方向全部串起來，便得U相繞組相繞組展開圖，如圖展開圖，如圖7.16（b）所示。）所示。1條支路稱作單路進(jìn)火，如圖條支路稱作單路進(jìn)火，如圖7.17（1）中（）中（a）所示。展開圖中，實(shí)線表示槽中上層邊，虛）所示。展開圖中，實(shí)線表示槽中上層邊，虛線表示下層邊。線表示下層邊。 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （4）三相雙層短距繞組展開圖。）三相雙層短距繞組展開圖。 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.2 三相交流繞組三相交流繞組 （

20、5）圓形接線參考圖。）圓形接線參考圖。 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.3 交流繞組的感應(yīng)電勢交流繞組的感應(yīng)電勢 7.3.1 線圈感應(yīng)電勢線圈感應(yīng)電勢1導(dǎo)體電勢導(dǎo)體電勢Ec1 2整距線圈電勢整距線圈電勢3短距線圈電勢短距線圈電勢Ey4短距系數(shù)短距系數(shù)KP 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.3 交流繞組的感應(yīng)電勢交流繞組的感應(yīng)電勢 7.3.2 線圈組電勢線圈組電勢Eq和分布系數(shù)和分布系數(shù)Kd1采用集中繞組時(shí)線圈組電勢采用集中繞組時(shí)線圈組電勢2若采用分布繞組時(shí)線圈組電勢若采用分布繞組時(shí)線圈組電勢Eq3分布系數(shù)分布系數(shù)電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.3 交流繞組的感應(yīng)電勢交流繞組的感應(yīng)電勢 7.3.3

21、 每相電勢每相電勢E11單層繞組匝數(shù)單層繞組匝數(shù)N1的計(jì)算的計(jì)算2雙層繞組匝數(shù)雙層繞組匝數(shù)N1的計(jì)算的計(jì)算3定子繞組每相電勢定子繞組每相電勢E14轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組每相電勢轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組每相電勢E2電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.4 三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行7.4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)與變壓器的異同三相異步電動(dòng)機(jī)與變壓器的異同1二者相似之處二者相似之處2二者的主要區(qū)別二者的主要區(qū)別電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.4 三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行7.4.2 轉(zhuǎn)子不動(dòng)（轉(zhuǎn)子開路）時(shí)的空載運(yùn)行轉(zhuǎn)子不動(dòng)（轉(zhuǎn)子開路）時(shí)的空載運(yùn)行1空載運(yùn)行的物理情況空載運(yùn)行的物理

22、情況2. 空載運(yùn)行時(shí)定子、轉(zhuǎn)子電壓平衡關(guān)系空載運(yùn)行時(shí)定子、轉(zhuǎn)子電壓平衡關(guān)系 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.4 三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行7.4.3 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)子繞組短路）時(shí)的空載運(yùn)行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)子繞組短路）時(shí)的空載運(yùn)行三相定子繞組通以三相對稱電流，形成一旋轉(zhuǎn)磁場切割定三相定子繞組通以三相對稱電流，形成一旋轉(zhuǎn)磁場切割定子、轉(zhuǎn)子繞組而產(chǎn)生電勢子、轉(zhuǎn)子繞組而產(chǎn)生電勢E1、E2，由于轉(zhuǎn)子繞組短路，由于轉(zhuǎn)子繞組短路I2 0，I2便產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩便產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T，用以克服空載轉(zhuǎn)矩，用以克服空載轉(zhuǎn)矩T0，因轉(zhuǎn)差，因轉(zhuǎn)差n2(n2= n0 n)很小，很小，E2 0，I2 0，可見，這與轉(zhuǎn)子，可見，

23、這與轉(zhuǎn)子開路時(shí)空載運(yùn)行相似，其基本方程式也相似。開路時(shí)空載運(yùn)行相似，其基本方程式也相似。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行 7.5.1 轉(zhuǎn)子各物理量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各物理量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系1轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子電勢的頻率轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子電勢的頻率f22轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)每相電勢轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)每相電勢E2s3轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電抗轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電抗X2s4轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子電流I2s5轉(zhuǎn)子功率因數(shù)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos 2電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行 7.5.2 磁勢平衡方程式磁勢平衡方程式1轉(zhuǎn)子繞組磁極數(shù)轉(zhuǎn)子繞組磁

24、極數(shù)2轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)m2 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行 3定子、轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止定子、轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止4定子、轉(zhuǎn)子磁勢平衡方程式定子、轉(zhuǎn)子磁勢平衡方程式 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行 7.5.3 電勢平衡方程式電勢平衡方程式7.5.4 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等值電路負(fù)載運(yùn)行時(shí)的等值電路1頻率折算頻率折算電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.5 三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行 2繞組折算繞組折算（1）電流的折算值。）電流的折算值。（2）電勢折算值。）電勢折算值。（3）阻抗的折算值）阻抗

25、的折算值3等值電路等值電路4異步電動(dòng)機(jī)的向量圖異步電動(dòng)機(jī)的向量圖 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.6 三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定7.6.1 三相異步電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)三相異步電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)1空載試驗(yàn)的目的空載試驗(yàn)的目的測空載時(shí)測空載時(shí)I0、P0，求得異步電，求得異步電動(dòng)機(jī)的激磁參數(shù)動(dòng)機(jī)的激磁參數(shù)rm、Xm、Zm，機(jī)械損耗機(jī)械損耗Pj和鐵耗和鐵耗PFe。2試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.6 三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定3空載損耗空載損耗空載狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流很小，轉(zhuǎn)子銅耗可忽略不計(jì)空載狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流很小，轉(zhuǎn)子銅耗可忽略不計(jì)(PCu2 0)，

26、因，因此，從電網(wǎng)吸收來的功率此，從電網(wǎng)吸收來的功率P0完全消耗在定子銅耗完全消耗在定子銅耗PCu1、鐵耗、鐵耗PFe和和機(jī)械損耗機(jī)械損耗Pj上，從上，從P0中扣除中扣除PCu1便得：便得：4激磁參數(shù)的計(jì)算激磁參數(shù)的計(jì)算 00Cu1jFePPPpp電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.6 三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定7.6.2 三相異步電動(dòng)機(jī)短路試驗(yàn)三相異步電動(dòng)機(jī)短路試驗(yàn)1短路試驗(yàn)的目的短路試驗(yàn)的目的2短路試驗(yàn)方法短路試驗(yàn)方法3短路參數(shù)的計(jì)算短路參數(shù)的計(jì)算 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 7.7.1 功率平衡

27、關(guān)系功率平衡關(guān)系1異步電動(dòng)機(jī)的功率及損耗異步電動(dòng)機(jī)的功率及損耗2功率平衡關(guān)系功率平衡關(guān)系 3功率間的關(guān)系功率間的關(guān)系 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 7.7.2 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系例例7.5 一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為PN=11kW，UN=380V，nN=1459r/min，f1=50Hz，Pj=110W，Ps=30W，求額，求額定運(yùn)行時(shí)：定運(yùn)行時(shí)：（1）轉(zhuǎn)差率）轉(zhuǎn)差率SN；（；（2）電磁功率）電磁功率PM；（；（3）電磁轉(zhuǎn)矩）電磁轉(zhuǎn)矩TN；（4）轉(zhuǎn)子銅耗）轉(zhuǎn)子銅耗

28、PCu2；（；（5）輸出轉(zhuǎn)矩）輸出轉(zhuǎn)矩T2；（；（6）空載轉(zhuǎn)矩）空載轉(zhuǎn)矩T0。電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 解：解：（1） （2） (kW)（3） (Nm)（4） (kW)（5） (Nm)（6） 0NN0150014590.02731500nnSnNjS2wM110.110.0311.4531110.0273PPPPPSS3NM09.55/9.55 11.453 10 /15007.292TPnCu2NM0.0273 11.4530.313PS P32NN9.55/9.55 11 10 /145972.001TPn30

29、0N9.55 /9.55 (0.110 0.030) 10 /1459 0.916TP n電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 7.7.3 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子電壓異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子電壓, 條件下，條件下，n、I1、cos 1、T及及n的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。1轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性 2定子電流特性定子電流特性 20Cu21222 200M1222221coscosnnPm I rI rnSnnPm E IE 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.7 三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方

30、程式三相異步電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式 7.7.3 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子電壓異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指定子電壓, 條件下，條件下，n、I1、cos 1、T及及n的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。1轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性 2定子電流特性定子電流特性3轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性4功率因數(shù)特性功率因數(shù)特性5效率特性效率特性 20Cu21222 200M1222221coscosnnPm I rI rnSnnPm E IE 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 7.8.1 電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式7.8.2 電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)表

31、達(dá)式電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)表達(dá)式上式雖然物理概念十分清楚，但對于鼠籠上式雖然物理概念十分清楚，但對于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)原因式異步電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)原因I2很難測很難測量，故計(jì)算很不方便。同時(shí)物理表達(dá)式不量，故計(jì)算很不方便。同時(shí)物理表達(dá)式不能直接表達(dá)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，實(shí)際計(jì)算能直接表達(dá)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，實(shí)際計(jì)算中需知道中需知道T與電機(jī)參數(shù)之間的關(guān)系。與電機(jī)參數(shù)之間的關(guān)系。T22cosTCI22112112222201212012k()()()mU r SmU r STrr SXXrrSX電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 7.8.3 最大電磁轉(zhuǎn)矩最大

32、電磁轉(zhuǎn)矩Tm 221111m222200111211k2() 2mUmUTrrXXrrX211m0k2mUTX22m2112/()SrrXXm2k/SrX電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 7.8.4 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ts7.8.5 轉(zhuǎn)矩實(shí)用表達(dá)式轉(zhuǎn)矩實(shí)用表達(dá)式 22112112s2222012120kk()()mU rmU rTrrXXrXmmm2()()TTSSS Smmm2()()TTSSS S電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 7.8.6 異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性1固有機(jī)械特

33、性曲線固有機(jī)械特性曲線 電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 7.8.6 異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性2三相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行電機(jī)與電氣控制電機(jī)與電氣控制7.8 三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 7.8.7 人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性是指人為地改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)或電源參數(shù)所得人為機(jī)械特性是指人為地改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)或電源參數(shù)所得到的機(jī)械特性。到的機(jī)械特性。v降低定子電壓降低定子電壓U1的人為機(jī)械特性的人為機(jī)械特性1. 2. 轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串電阻的人為機(jī)械特性 電機(jī)與電氣控制電機(jī)

34、與電氣控制本本 章章 小小 結(jié)結(jié)1三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，堅(jiān)固耐用，三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，堅(jiān)固耐用，便于維護(hù)而被廣泛應(yīng)用。但它需從電網(wǎng)吸收一滯后無便于維護(hù)而被廣泛應(yīng)用。但它需從電網(wǎng)吸收一滯后無功電流激磁，因而電網(wǎng)功率因數(shù)降低了。功電流激磁，因而電網(wǎng)功率因數(shù)降低了。2三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件是：三相對稱繞三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的條件是：三相對稱繞組通以三相對稱電流，其轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序，組通以三相對稱電流，其轉(zhuǎn)向取決于三相電流的相序，其轉(zhuǎn)速；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速其轉(zhuǎn)速；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是小于同步轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速n0，而又接近同步轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)差率的范圍是而又接近同步轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)差率的范圍是0S1。3三相交流繞組分為單層繞組與雙層繞組。單層繞組的三相交流繞組分為單層繞組與雙層繞組。單層繞組的線圈數(shù)等于線圈數(shù)等于1/2槽數(shù)；線圈組數(shù)等于磁極對數(shù)槽數(shù)；線圈組數(shù)等于磁極對數(shù)P，最，最大并聯(lián)支路數(shù)。而雙層繞組線圈數(shù)等于槽數(shù)；線圈組大并聯(lián)支路數(shù)。而雙層繞組線圈數(shù)等于槽數(shù)；線圈組數(shù)等于磁極數(shù)數(shù)等于磁極數(shù)2P