電機學(xué)_第3篇_異步電機

1、2022-4-2912022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院2 第一篇第一篇 變變 壓壓 器器 第一章第一章 緒緒 論論 第四篇第四篇 同同 步步 電電 機機 第三篇第三篇 異異 步步 電電 機機 第二篇第二篇 交流電機的共同問題交流電機的共同問題2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院32022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院42022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院5前言 異步電機又稱感應(yīng)電機感應(yīng)電機是交流電機交流電機的一種。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造、使用和維護方便，運行可靠，效率較高、價格較低。缺點：1.調(diào)速和起動性能不佳; 2.功率因數(shù)總是滯后的，增加了電力系統(tǒng)的無功負擔(dān)。應(yīng)用：總的來說：主要作為電動機使

2、用，是當(dāng)今應(yīng)用最廣，需要量最大的一種電機。結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子、空氣隙、端蓋、軸承和機座等部件。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院6一、定子 異步電機定子主要包括定子繞組繞組、鐵芯鐵芯和機座三部分。二、轉(zhuǎn)子 異步電機轉(zhuǎn)子主要包括轉(zhuǎn)子繞組繞組、鐵芯鐵芯和轉(zhuǎn)軸三部分。 異步電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可以分為籠型籠型和繞線繞線型兩大類。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院7v繞組轉(zhuǎn)子異步電機2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院8三、銘牌的額定值（1）型號（2）額定功率（PN）：指電動機在額定方式下運行時，轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。單位為W和kW。 （3）額定電壓（UN）：指電動機在額定方式下運行時，定子繞組應(yīng)加的線電

3、壓。單位為V和kV 。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院9（4）額定電流（IN）：指電動機在額定電壓和額定功率狀態(tài)下運行時，流入定子繞組的線電流。單位為A。（5）額定頻率（fN）：額定狀態(tài)下電源的交變頻率，我國的電網(wǎng)頻率為50 Hz。（6）額定轉(zhuǎn)速（nN）：指在額定狀態(tài)下運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。單位為rpm。 除上述數(shù)據(jù)外，還標(biāo)出額定運行時，電機的功率因素以及相數(shù)、接線法、防護等級、絕緣等級與溫升、工作方式等有關(guān)項目。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院10一、異步電機的運行狀態(tài)v當(dāng)對稱三相電流流入異步電機三相定子繞組v在氣隙中便產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場，以同步速 旋轉(zhuǎn)v轉(zhuǎn)子繞組與其有相對運動（切割）v在閉

4、合的轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，v旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流互相作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。1n2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院11v異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n 總是略低于（電動機）或略高于（發(fā)電機）旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速v他們之間的差 ，稱為轉(zhuǎn)差速度v定義轉(zhuǎn)差速度與同步轉(zhuǎn)速的比值為轉(zhuǎn)差率 ，即 1n)(1nn 11nnns2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院12v轉(zhuǎn)差率是決定異步電機運行狀態(tài)的重要變量：v異步電動機的負載情況發(fā)生變化，v轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電動勢電流和電磁轉(zhuǎn)矩相應(yīng)變化v則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率隨之變化。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院13 2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院14按照轉(zhuǎn)差率大小正負，電

5、機可分為三種狀態(tài)：v電動機運行v發(fā)電機運行v電磁制動1、電動機運行 轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速 0nS0 bxn1FnFe02022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院152、發(fā)電機運行 發(fā)電機狀態(tài)轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速 n n0 S02022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院16 3、電磁制動 相對轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速 n1（實際上異步電機主要作為電動機運行）bxn1FnFe02022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院17二、異步電機的主磁通主磁通和漏磁通漏磁通主磁通：穿過氣隙，與定轉(zhuǎn)子繞組交鏈漏磁通不屬于主磁通的磁通（槽、端部，諧波）2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院18（一）轉(zhuǎn)子不動時的異步電機v從電路的角度來看，轉(zhuǎn)子不動時

6、異步電機的電路方程與次級短路時的變壓器的電路方程相似v變壓器的初級相當(dāng)于異步電機的定子繞組v次級繞組相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組。v盡管異步電機與變壓器的的磁場性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和運行方式不相同，但他們內(nèi)部的電磁關(guān)系時相通的。v所以在研究異步電機的等效電路時所以在研究異步電機的等效電路時，可以借助變壓器的可以借助變壓器的電磁理論電磁理論。 2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院19 轉(zhuǎn)子不動時的定、轉(zhuǎn)子電路1r1x1I2I0n1E2E1f12ff 111,NKNm222,NKNm1U2r2x2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院20 轉(zhuǎn)子不動時的異步電機與變壓器的等效異步電機與變壓器的等效2022-4-29河海大學(xué) 電

7、氣學(xué)院211、電壓平衡方程 定子繞組的電壓平衡式和轉(zhuǎn)子不動時轉(zhuǎn)子繞組的電壓平衡式分別為（與變壓器類比解釋各參量的意義）)(11111jxrIEU)(02222jxrIE2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院222、磁動勢平衡方程 定子繞組磁動勢 轉(zhuǎn)子繞組磁動勢 合成磁動勢 磁動平衡式為111119 . 02IpKNmFN222229 . 02IpKNmFNmNmIpKNmF1119 . 02mFFF212022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院233、繞組的歸算 一般將轉(zhuǎn)子方面的各物理量歸算到定子方面。（1）電流的歸算 根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子磁動勢保持不變，即： 式中 為電流變比。 iK22FF iNNkI

8、IKNmKNmI2211122222022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院24（2）電動勢的歸算 根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子視在功率保持不變，即 式中 為電動勢變比。 2222112EKEKNKNEeNNeK222221IEmIEm2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院25（3）阻抗的歸算 根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子銅耗保持不變，即 式中 為阻抗變比。 電阻變比也適用于轉(zhuǎn)子電抗、阻抗的歸算。222211212)(rKKKNKNmmrieNNieKK222222 21rImrIm2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院26二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的異步電機 1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后對轉(zhuǎn)子各物理量的影響 從電路角度看，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后轉(zhuǎn)子頻率的變化將影

9、響轉(zhuǎn)子電動 勢和漏抗等參數(shù)的變化。 轉(zhuǎn)子電流的頻率 轉(zhuǎn)子電動勢 轉(zhuǎn)子漏抗 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后轉(zhuǎn)子回路電壓平衡式 22sEEs22sxxs)(02222ssjxrIE12sff 2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院27二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的異步電機2、頻率歸算 由以上分析可知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后轉(zhuǎn)子回路的參數(shù)頻率為而定子回路參數(shù)的頻率仍為 電路中頻率應(yīng)相同，所以進行頻率歸算：12sff 1f2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院28 222122122222222222222222222222222222:100 rsxsrxjxrssrEjxsrEsjxrEsjxrEIxI jrIEjxrEIxI jrIEtgtgs

10、sss相位角相同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子靜止：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院29轉(zhuǎn)動時的電路(頻率歸算前)轉(zhuǎn)動時的電路(頻率歸算后)1r1r1x1x2r2x1U1U1I1I2I2I1f1f12sff 120ffn111,NKNm111,NKNm1EsE2n111,NKNm111,NKNm2r2x21rSS1E2E2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院303、基本方程轉(zhuǎn)子參數(shù)經(jīng)頻率歸算后還應(yīng)進行繞組歸算，歸算后異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的基本方程為)()()(0)(12121222211111mmmmmmjxrIZIEEEIIIxjsrIEjxrIEU2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院314、等效電路 根

11、據(jù)上式可畫出異步電機的 型等效電路T2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院324、向量圖與接有純電阻負載時的變壓器向量圖類似。異步電機的模擬電阻壓降相當(dāng)于變壓器的次級側(cè)電壓，其余部分沒什么區(qū)別。mmI1I2I11rI1E11xI j1U12EEssrI12222rI2I22xI j2112222222221EExI jrIrsII2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院33異步電機的參數(shù)異步電機的參數(shù) 基本方程式、等效電路圖和向量圖基本方程式、等效電路圖和向量圖分析交流電機普遍方法。 通過等效電路可以算出電機的電流、功率、功率因數(shù)、效率以及轉(zhuǎn)矩。mmxrxrxr,22112022-4-29河海大學(xué)

12、電氣學(xué)院34v兩種參數(shù)勵磁參數(shù): 決定于電機主磁路的飽和程度. 是一種非線性參數(shù).短路參數(shù): 基本上與電機的飽和程度無關(guān), 是一種線性參數(shù).v測定方法：兩種試驗 空載試驗 短路試驗2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院35(一)空載試驗:v在UN、fN下,軸上不帶負載。v將電動機運轉(zhuǎn)一段時間(30min)使其機械損耗達到穩(wěn)定值,v然后調(diào)節(jié)電源電壓從(1.101.20) UN開始,逐漸降低到可能達到的最低電壓值(約0.3UN).v測量79點,每次記錄端電壓,空載電流,空載功率和轉(zhuǎn)速.v根據(jù)記錄數(shù)據(jù),繪制電動機的空載特性曲線.2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院36(二) 機械損耗和鐵耗的分離mec

13、mecFemecFemecFepUfpppprImppprImpIs延長得畫出曲線此時)(, 0, 0211210110121011022022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院372101101101202101012/1, 0)(ImprxxxxIUrIUxxxsrssFemmm可由短路實驗確定。式中轉(zhuǎn)子開路，有）附加電阻（空載時，勵磁參數(shù)的確定三2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院38（1） 短路試驗:v短路指T形電路中的附加電阻 的狀態(tài).vn=0,因此必須在電動機堵轉(zhuǎn)情況下進行.故短路試驗也稱為堵轉(zhuǎn)試驗.v試驗方法一般從I1=1.2IN （或：U1=0.4UN）開始,逐步降低電壓.到I1=0

14、.3IN 測量57點,每次記錄端電壓,定子短路電流和短路功率,測量定子繞組的電阻.根據(jù)記錄數(shù)據(jù),繪制異步電動機的短路特性I1s=f(U1),p1s=f(U1)0/)1 (2srs2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院39v（2）短路參數(shù)的確定 (與變壓器相同)v由于 勵磁支路開路: v全部輸入功率都變成定子銅耗與轉(zhuǎn)子銅耗.2ZZm00FempI2,)(, 02121212221111121121211111222112111sssssssssssssssssmsxxxxxxrrrrzxImprIUzrImrrImpIIIIrImrImp可認為對大中型異步電動機，式中：則：；0; 02mecpP且

15、：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院40令根據(jù)T型等效電路，可寫出如下兩個方程式。聯(lián)立求解得mmmsjxrZjxrZx jsrZ,1112220)()(21222111msmmZIIZIZIZZIUsmsZCZZZUI2112111sZCZUI2111212022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院41 和 都很復(fù)雜，式中 是一個復(fù)系數(shù)在異步電機中，略去 則復(fù)數(shù)系數(shù)變成實數(shù)，即2I1I1CmmmjxrjxrZZC111111mrr ,1mxxc1112022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院42 求轉(zhuǎn)子電流的較準(zhǔn)確近似等效電路求定子電流的較準(zhǔn)確近似等效電路1U1r1x2I21rc 21xc )1(21ss

16、rc1U11rc11xc221rc221xc)1(221ssrc12cImImrr 1mxx 12022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院43異步電機的簡化等效電路（c=1）mrr 1mxx 1mI1U2I1r1x2r2x)1(2ssr2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院44一、功率平衡式 本節(jié)將用有效電路來分析異步電動機的能量關(guān)系見右圖輸入電功率定子銅耗定子鐵耗轉(zhuǎn)子銅耗總的機械功率 異步電動機的各種損耗總的機械功率又稱內(nèi)功率。1Cup1r11111cosIUmP 12111rImpCummFerImp2122212rImpCussrImPi122211U1I1x2x2rMP2CupiPssr122

17、IFepmxmrmI2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院45異步電動機的功率流程圖異步電動機總的功率式正常運轉(zhuǎn)的時候轉(zhuǎn)子鐵芯中磁通的變化的頻率很低，僅有13Hz,所以轉(zhuǎn)子鐵耗可以略去不計。admecCuFeCuadmecCuFeCupppppppPpppppPP21221212022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院46兩個重要關(guān)系兩個重要關(guān)系：因為電磁功率：轉(zhuǎn)子銅耗：機械功率：所以： 又叫轉(zhuǎn)差功率22212rImpCussrImPi12221srImIEmPem22212221cos2(1)iemcuemPs PpsP2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院47二、轉(zhuǎn)矩平衡式旋轉(zhuǎn)電機的機械功率：電機的

18、轉(zhuǎn)矩與它的機械角速度乘積.總機械功率除以轉(zhuǎn)子角速度 得到轉(zhuǎn)矩平衡式，即式中 ：為電動機軸上的輸出機械轉(zhuǎn)矩，即負載轉(zhuǎn)矩； ：為電動機軸上的總機械轉(zhuǎn)矩:Tem，即電磁轉(zhuǎn)矩； 為電動機空載(制動)轉(zhuǎn)矩；22PTiPTadmecTTT0admecmecippPPP2即022TTTTTTmecem2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院48三、關(guān)于電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩與功率式中 或 為電機的同步角速度：注意：比較下式含義：具體例子詳見書 例（9-1）00(1)22(1)6060iiMMMPPs PPTnns1ssnn111602602111MiMPPT02022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院49 稱為異步電動機的

19、電磁轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線，簡稱T-s曲線，又稱為機械特性曲線，它是異步電動機最主要的特性。一、電磁轉(zhuǎn)矩表達式 sfT 21212221111221 2001222211222112220111221()()()():()emememPrTm IsUIrrxxsrUmsTrrxm pr sTUrrcxc xsxsor 近似等效路其中：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院50二、T-sT-s曲線曲線由上式可畫出T-s曲線如右：該曲線是按電動機運行方式導(dǎo)出按照轉(zhuǎn)差率劃分電機有三種狀態(tài)：1、 T0， T與n方相同，為電動機電動機狀態(tài)。2、 T0, nn0 ，T與n方向相反,制動轉(zhuǎn)矩，為發(fā)電機發(fā)電機狀態(tài)。3

20、、 T0,T與n方向相反，為制動制動狀態(tài)。0, 101nns1, 0nns0, 1ns2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院51v為什么異步電機起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩并不大？v可參書P157 圖9-201222220122222 2 22222122222 2 22222coscoscosMMTmssPm E IPTCIEEIrxr sxr srrxr sxT （很大）（很小）不大2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院52二、最大轉(zhuǎn)矩 1.臨界轉(zhuǎn)差率與最大轉(zhuǎn)矩求最大轉(zhuǎn)矩可用 ,由此求得產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)差率 ：臨界轉(zhuǎn)差率，其中“ ”號，電動機取“+”號，發(fā)電機去“-”號。代入轉(zhuǎn)矩表達式，求得最大轉(zhuǎn)矩

21、為0dsdT12211221()kcsrxrc x ks1221122111112()mm pTcrrxcUx 2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院532.過載能力由此得到以下幾點結(jié)論：由此得到以下幾點結(jié)論：CfCfmmmxxTxxsrCTrsUCSUT1121max212max2121max1,1. 3)(,. 2(,. 1無關(guān)與無關(guān)）與NmTTkmax2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院542022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院55三、異步電機穩(wěn)定運行范圍電動機的穩(wěn)定運行條件為對恒轉(zhuǎn)矩負載， LdTdTdsds0,0sddTsddTL2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院56四、電磁轉(zhuǎn)矩簡化計

22、算公式（從略）n對大型電機1.實用公式 max2kkTTssss9.559550260NNNNNNNP WPkWPTornnn2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院57異步電動機的工作特性定義： NNffUUemPfTIn1111,211,cos,h2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院58（1）轉(zhuǎn)速特性：（2）定子電流特性：22121),(PIIconstIIIImm稍向下傾斜的曲線略有減小，負載：空載：nIPnnI2202, 0 NNffUUPfnDef1111,2： NNffUUPfIDef1111,21：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院59（3）功率因數(shù)特性(*)： 122122212

23、1cos,coscos)(rsxtgsPPPN：過載即有功增加，負載：很小，線圈電機呈感性空載： NNffUUPfDef1111,21cos：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院60（4）電磁轉(zhuǎn)矩特性： )()(,2222020直線略有上翹，（有所減小很大后，當(dāng)直線正常范圍內(nèi)，PTPPPTconstconstTPTTem NNffUUemPfTDef1111,2：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院61（5）效率特性：v v異步電動機的效率為v損耗：v vP2增加時，效率上升得很快；v當(dāng)不變損耗=可變損耗時,效率達到最大值；v隨后負載繼續(xù)增加，可變損耗增加很快，效率就要降低。v電動機容量越大,

24、效率就愈高.ppppPPPpCuFeCu21221hpppppcucumecFe,:2, 1,可變損耗不變損耗： NNffUUPfDef1111,2h：2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院62 2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院63定義： 異步電動機的起動是指電機從靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的整個過程，它包括最初起動狀態(tài)和加速過程。主要指標(biāo)：起動電流和起動轉(zhuǎn)矩希望：起動電流小、起動轉(zhuǎn)矩大實際：起動電流大、起動轉(zhuǎn)矩不大（不宜說起動轉(zhuǎn)矩?。?2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院64起動時 ，定子電流很大（額定電流的57倍）最初起動轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很小：所以轉(zhuǎn)矩不大：本節(jié)內(nèi)容：怎樣盡可能使：起動電流小、起

25、動轉(zhuǎn)矩大0, 1ns22122111)()(xxrrUIst22222cosxrrst22122122111)()(xxrrrUpmTst2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院65 異步電機的氣隙中除了存在基波磁場之外，還有一系列諧波磁場，這些諧波磁場對電機有多方面的影響。一、異步電機的一、異步電機的高次空間諧波磁場高次空間諧波磁場產(chǎn)生的主要原產(chǎn)生的主要原因因1、繞組分布非正弦引起的諧波磁場 (1) 實際磁勢階梯分布，含有諧波，其中5、7次較強 (2) 高次諧波中， 次較強，因其與基波繞組系統(tǒng)相同。諧波可寫成與定子齒數(shù)有關(guān)的諧波，故常稱為定子繞組齒諧波。12mqk2022-4-29河海大學(xué) 電氣

26、學(xué)院66、定、轉(zhuǎn)子齒槽存在引起磁導(dǎo)齒諧波定、轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圈和外圈上有齒槽存在，引起氣隙磁導(dǎo)不均勻，面對齒部磁導(dǎo)較大，面對槽口磁導(dǎo)較小，即使氣隙磁動勢按正弦分布，由于齒槽磁導(dǎo)變化也會引起諧波磁場，為與繞組諧波相區(qū)別，稱由磁導(dǎo)變化引起的諧波為磁導(dǎo)齒諧波。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院67二、高次諧波磁場產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩及其二、高次諧波磁場產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩及其對起動的影響對起動的影響由高次諧波磁場所產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩，按性質(zhì)可分為異步附加轉(zhuǎn)距和同步附加轉(zhuǎn)矩。、異步附加轉(zhuǎn)矩v異步電機是由定子旋轉(zhuǎn)磁場與由該磁場感應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁場相互作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，其中只有極對數(shù)相同的那些磁場才會產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩

27、。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院68、同步附加轉(zhuǎn)矩v同步附加轉(zhuǎn)矩是由獨立電源的極對數(shù)相同的兩個磁場，以相同轉(zhuǎn)速且同方向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。如果不是同步旋轉(zhuǎn)，其平均轉(zhuǎn)矩等于零。v 如：定、轉(zhuǎn)子齒諧波獨立，有可能形成同步附加轉(zhuǎn)矩2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院69三、削弱和消除附加諧波轉(zhuǎn)矩的措施（）繞組采用分布和適當(dāng)短距以減弱繞組諧波磁場，特別是對次諧波和次諧波。（）斜槽是削弱齒諧波作用的一個有效方法。（）選擇合理的定、轉(zhuǎn)子槽配合，可消除或削弱齒諧波轉(zhuǎn)矩。（）減少氣隙磁導(dǎo)變化削弱磁導(dǎo)齒諧波，如定、轉(zhuǎn)子采用半閉口槽，小電機轉(zhuǎn)子用閉口槽等。（）增大氣隙能有效地削弱高次諧波和齒諧波磁場，隨之減少

28、附加轉(zhuǎn)矩，但是增大氣隙使勵磁電流增加，功率因數(shù)下降，一般不采用。2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院70一臺異步電動機采用什么起動方法，需要看供電系統(tǒng)的容量、負載的性質(zhì)以及用戶對起動的要求而定。 就負載情況而言，可歸納為以下三種典型情況：v重載起動，起動時有比較大的阻力距；v輕載或空載起動，起動時阻力距很??；v風(fēng)機類負載：負載起動時最初時阻力距很小，隨轉(zhuǎn)速上升，負載轉(zhuǎn)矩幾乎按轉(zhuǎn)速平方上升。三種典型負載起動特性00.20.40.81.0sT1230.62022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院71v一、直接起動v把全部電源電壓直接加到電動機的定子繞組，也稱全壓起動。v主要問題：起動電流較大，造成電網(wǎng)電

29、壓下降，影響其它用電設(shè)備v一般規(guī)定，異步電動機的功率低于7.5kW時允許直接起動。如果功率大于7.5kW，而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求者，電動機也允許直接起動v簡單估算：S電機(0.20.3)S變壓器,可以直接起動AkVAkVIIKNstI起動電機容量電源總?cè)萘?41112022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院72v二、電阻減壓或電抗減壓起動v在電源端串入電阻、或電抗v串電阻：損耗增加v串電抗：起動功率因數(shù)更低11211ststIUUTU2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院73三、自耦變壓器自耦變壓器起動起動v對自耦變壓器（Tr）：設(shè)變比為k, 則：112122211212UWkUUkUWIW

30、kIIkIW 2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院74v對電機：v直接起動時：電壓U1，電流Ist，起動轉(zhuǎn)矩為Tstv經(jīng)Tr后，電壓：U2U1/k v加在電機上，電機電流正比減小，為v該電流再經(jīng)Tr,其原方電路再降k倍，即為：v電機轉(zhuǎn)矩正比電機上電壓平方：2ststIkIkkstIk2ststTTk11211ststIUUTU2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院75v結(jié)論：v自耦變的變比為v電機電壓為原來的v電機電流為原來的v電機轉(zhuǎn)矩為原來的v電機從源吸取的電流為原來的22111kkkk1 k2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院76四、星三角（YD）起動正常運行： D起動： Y v直接起動：電

31、壓U1，電流Ist，起動轉(zhuǎn)矩為TstvY起動，電壓：v電機電流正比減小，為v線電流：即從電源吸取的電流：v電機轉(zhuǎn)矩正比電機上電壓平方：v所以，相當(dāng)于變比為 的自耦變起動13phUU3phstII33lphstIIII 233stststTTT32022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院77五、五、深槽轉(zhuǎn)子深槽轉(zhuǎn)子異步電機起動異步電機起動* 槽底比槽口股線的漏電抗大。導(dǎo)條中電流密度j的分布自上而下逐步地減小，如圖b所示。電流大部分集中到導(dǎo)條的上部，這種現(xiàn)象稱為電流的集膚效應(yīng)。由于這一效應(yīng)，從而增加了起動轉(zhuǎn)矩與限制了起動電流2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院78v六、雙籠轉(zhuǎn)子異步電機起動2022-4-

32、29河海大學(xué) 電氣學(xué)院79異步電動機的轉(zhuǎn)速根據(jù)負載的要求，人為地或自動地進行調(diào)節(jié)，稱為調(diào)速。 異步電動機的轉(zhuǎn)速公式是因此，異步電動機的調(diào)速有以下幾種方法：（1）改變供電電源的頻率 ；（2）改變電動機的極對數(shù) ；（3）改變轉(zhuǎn)差率 ； 改變轉(zhuǎn)差率可以由改變外施電壓、轉(zhuǎn)子回路串電阻或電動勢等。)1 (60spfnfps2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院80一、變頻調(diào)速改變電源頻率，改變同步轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)速變化。特點特點：v調(diào)速范圍寬、精度高、效率較高，且能無極調(diào)速；v但是需要專用的變頻電源，應(yīng)用上受到一定限制。v發(fā)展最快。1.變頻調(diào)速的基本要求主磁通 保持不變，因為 增大將引起磁路過飽和，勵磁電流大大增加， 減小將使最大轉(zhuǎn)矩、過載能力下降。 mmm2022-4-29河海大學(xué) 電氣學(xué)院81如略去異步電動機定子阻抗壓降，則 為要使保持 不變，隨頻率變化，電動勢也將隨之按正比例變化，即 常數(shù)mNKNfE111144. 4mmNKN