電機學教學課件第5章（重點）異步電機

1、suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com第五章異步電機異步電機是一種交流電機，也叫感應電 機，主要作電動機使用。異步電動機廣泛 用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，例如機床、水泵、冶 金、礦山設備與輕工機械等都用它作為原 動機，其容量從幾千瓦到幾千千瓦。日益 普及的家用電器，例如在洗衣機、風扇、 電冰箱、空調器中采用單相異步電動機， 其容量從幾瓦到

2、幾千瓦。在航天、計算機 等高科技領域，控制電機得到廣泛應用。 異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小 水電站、風力發(fā)電機也可采用異步電機。異步電機之所以得到廣泛應用，主要由于它 有如下優(yōu)點：結構簡單、運行可靠、制造容易、 價格低廉、堅固耐用，而且有較高的效率和相當 好的工作特性。異步電機主要的缺點是：目前尚不能經(jīng)濟地 在較大范圍內率滑調速以及它必須從電網(wǎng)吸收滯 后的無功功率，雖然異步電動機的交流調速己有 長足進展，但成本較高、尚不能廣泛應用；在電 網(wǎng)負載中，異步電動機所占的比重較大，這個滯 后的無功功率對電網(wǎng)是一個相當重的負擔，它增 加了線路損耗、妨礙了有功功率的輸出。當負載要求電動機單機容量較

3、大而電網(wǎng)功率 因數(shù)又較低的情況下，最好采用同步電動機來拖 動。5.1異步電機的基本類型和基本結構異步電機定于相數(shù)有單相、三相兩類。 三相異步電機轉子結構有籠型和繞線式兩 種，單相異步電機轉子都是籠型。異步電 機主要由固定不動的定子和旋轉的轉子兩 部分組成，定、轉子之間有氣隙，在定子 兩端有瑞蓋支撐轉子。圖1所示是繞線式異 步電動機的結構圖。1 .定子異步電機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分 構成。定子鐵心的作用是作為電機磁路的一部分和嵌放定 子繞組。為了減少交變磁場在鐵心中引起的損耗，鐵心一 般采用導磁性能良好、比損耗小的0_5mm厚低硅鋼片（沖 片）疊成，如圖2所示。為了嵌放定子繞組，

4、在定子沖片中 均勻地沖制若干個形狀相同的槽。槽形有三種：半閉口槽、 半開口槽、開口槽，如圖3所示。半閉口槽適用于小型異步 電機，其繞組是用圓導線繞成的。半開口槽適用于低壓中 型異步電機，其繞組是成型線圈。開口槽適用于高壓大中 型異步電視，其繞組是用絕緣帶包扎并浸漆處理過的成型 線圈。定子繞組是電機的電路，其作用是感應電動勢、流過電 流。定子繞組的結構形式己在第四章中闡述過。定子繞組 在槽內部分與鐵心間必須可靠絕緣，槽絕緣的材料、厚度 由電機耐熱等級和工作電壓來決定。機座的作用主要是固 定和支撐定于回心，因此要求有足夠的機械強度。2轉子異步電機的轉子由轉子鐵心、轉子繞組 和轉軸構成。轉子鐵芯是電

5、機磁路的一部分，一般由 0.5mm硅鋼片沖制后疊壓而成。轉軸起支 撐轉子鐵心和輸出機械轉矩的作用，轉子 繞組的作用是感應電動勢、通過流過電流 和產(chǎn)生電磁轉矩。其結構型式有兩種；籠 型和繞線式。(1)籠型繞組。在轉子鐵心均勻分布的 每個槽內各放S根導#，左鐵心病fl 篳閨理工考研資聯(lián)盟毎年更新 篳閨理工考研資聯(lián)盟毎年更新 http /suct-kyzltaobao com篳閨理工考研資聯(lián)盟毎年更新 篳閨理工考研資聯(lián)盟毎年更新 http /suct-kyzltaobao com放置兩個瑞環(huán)，分別把所有的導體伸出糧 外部分與端環(huán)聯(lián)接起來。如果去掉鐵心， 則剩下來的繞組的形狀就像一個松鼠籠子。 這種籠

6、型繞組可以用鋼條焊接而成，見圖4, 也可以用鋁澆鑄而成，見圖5。(2)繞線式繞組。繞線式繞組是與定于繞 組相似的對稱三相統(tǒng)組。一般接成星形。 將三個出線端分別接到轉軸上三個滑環(huán)上， 再通過電刷引出電流。繞城式轉子的特點 是可以通過沿環(huán)電劇在轉子回路中接入附 加電阻，以改善電動機的起動性能、調節(jié) 其轉速，其接線示意圖如圖6所示。suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao

7、 com3.氣隙異步電機定、轉子之間氣隙很小，對于 中小型異步電機，氣隙一般為0.2mm1. 5 mm。氣隙大小對異步電機的性能影響很大為了降低電機的空載電流和提高電機的功 率，氣隙應盡可能小，但氣隙太小又可能 造成定、轉子在運行中發(fā)摩擦，因此異步 電機氣隙長度應為定、轉子在運行中不發(fā) 生機械磨擦所允許的最小值。5.2異步電機的基本工作原理當異步電機定干繞組接到三相電源上時， 定子繞組中將流過三相對稱電流，隙中將 建立基波旋轉磁動勢，從而產(chǎn)生基波旋轉 磁場，其同步轉速決定于電網(wǎng)頻率和繞組 的極對數(shù)這個基波旋轉磁場在短路的轉子繞組（若是 籠型繞組則其本身就是短路的，若繞線式轉子則 通過電刷短路）

8、中感應電動勢并在轉子繞組中產(chǎn) 生相應的電流，該電流與氣隙中的旋轉磁場相互 作用而產(chǎn)生電磁轉矩。由于這種電磁轉矩的性質 與轉速大小相關，下面將分三個不同的轉速范圍 來進行討論。為了描述轉速，引入?yún)?shù)轉差率。轉差率為同 步轉速n1與轉子轉速n之差（n1-n）對同步轉速由 之比值，以s表示。suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功當異步電機的負載發(fā)生變化時，轉子的轉差 率隨之變化，使得轉子導體的電勢、電流和電磁 轉矩發(fā)生相應的變化，因此異步電機轉速隨負載 的變化而變動，按轉差率的正負、大小，異步電機可分為電動機、發(fā)電機、電磁制動三種運行狀

9、態(tài)，如國 所示。圖中n1為旋轉磁場同步轉速，并用旋轉磁極來等效旋轉磁場，2個小圓圈表示一個suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com電動機狀態(tài)當0nn1,即0s1時，如圖7 (a)所示， 轉子中導體以與n相反的方向切割旋轉磁場，導體 中將產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。由右手定則， 該電流在N極下的方向為X;由左手定則，該電流 與氣隙磁場相互作用將產(chǎn)生一個與轉子轉向

10、同方 向的拖動力矩。該力矩能克服負載制動力矩而拖 動轉子旋轉，從軸上輸出機械功率。根據(jù)功率平 衡，該電機一定從電網(wǎng)吸收有功電功率。如果轉子被加速到n1,此時轉子導體與旋轉 磁場同步旋轉，它們之間無相對切割，因而導體 中無感應電動勢、也沒有電流，電磁轉短為零。 因此在電動機狀態(tài)，轉速n不可能達到同步轉速 n1 o發(fā)電機狀態(tài)用原動機拖動異步電機，使其轉速高于旋轉 磁場的同步轉速，即nn1、S0,如圖7 (b) 所示。轉子上導體切割旋轉磁場的方向與電動機 狀態(tài)時相反，從而導體上感應電動勢、電流的方 向與電動機狀態(tài)相反，N極下導體電流方向為 電磁轉矩的方向與轉子轉向相反，電磁轉矩為制 動性質：此時異步

11、電機由轉軸從原動機輸入機械 功率，克服電磁轉矩，通過電磁感應由定子向電 網(wǎng)輸出電功率(因導體中電流方向與電動機狀態(tài) 相反)，電機處于發(fā)電機狀態(tài)。電磁制動狀態(tài)由于機械負載或其它外因，轉于逆著旋轉磁 場的方向旋轉，即對n1,如圖7 (c)所 示。此時轉子導體中的感應電動勢、電流與在電 動機狀態(tài)下的相同，N極下導體電流方向為X;轉 子轉向與旋轉磁場方向相反，電磁轉矩表現(xiàn)為制 動轉矩。此時電機運行于電磁制動狀態(tài)，即由轉軸從 原動機輸入機械功率的同時又從電網(wǎng)吸收電功率 (因導體中電流方向與電動機狀態(tài)相同)，兩者 都變成了電機內部的損耗。suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工

12、考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功1華南理工考研資料聯(lián)盟毎年薆新 華南理工考研資料聯(lián)盟毎年薆新 http /Suct-kyzl taobao com綜上所述，轉速（轉差率）與電機運 行狀態(tài)可用圖8表示。電磁制動電動機發(fā)電機 ，ico n=0+ 圖5. 8異步電機的三種運行狀態(tài)5.3異步電動機的額定值額定功率PN電動機在額定情況下運行，由軸端 輸出的機械功率，單位為W、k

13、W。額定電壓UN電動機在額定情況下運行時，施加在 定于繞組上的線電壓，單位為V。額定頻率f我國電網(wǎng)頻率為50HZ。額定電流In電動機在額定電壓、額定頻率下軸端輸出額定功率時，定子繞組的線電流，單位為A。額定轉速nN電動機在額定電壓、額定頻率、軸端輸出額定或率時，轉子#速，M位為r/mm。 對于三相異步電動機，額定功率PN=y3UNINr/N(pN式中，nN為額定運行時效率，COScpN為額定運行時的功 率因數(shù)。三相異步電動機定子繞組可以接成星形或三角形。5.4轉子靜止時的異步電機轉子靜止時異步電機是利用電磁感應原 理將能量認定子方傳遞到轉子方，定轉子 之間無電的聯(lián)系，從工作原理上講，它和 變壓

14、器相似，均滿足電磁感應定律。分析 時先從轉子靜止時的異步電機開始，然后 研究轉子旋轉時的情況。本節(jié)以繞線式為 例分析開路、短路兩種情況。5.4.1轉子繞組開路在圖9中，當轉子繞組開路（S斷開）時，轉 子繞組中的電流為零，定子相流為I0 （它代表定 子三相對稱電流中A相電流IOA），它們將在氣隙 中建立相應的基波磁動勢。假定三相電流IOA、IOB、IOC依次滯后，則旋轉磁動勢的轉向將由A 相軸線轉向B相軸線再轉向C相軸線，即順時針 旋轉，轉速為同步轉速n1。此基波磁動勢幅為: 3石邱肌 71 p suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研莊功篳闡篳闡3工考研資聯(lián)盟毎年更新nttrsuct-k

15、yzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南理工考研資婦聯(lián)華南理工考研資婦聯(lián)ffii毎年更新 http /Suct-kyzl taobao com該磁動勢產(chǎn)生旋轉的基波磁場，其主磁通為Om，而m在定子一相繞組中的感應電動勢為= j4.44A7Vm/twl仿照變壓器的空載運行，對于一相定子繞組 可得到如下電壓平衡方程式= _爲 + Kzi式中，R1為定子繞組相電阻，X1a為定于繞組相 漏電抗，Z1為定子繞組相漏阻抗。這三個參數(shù)都 是常數(shù)。仿照變壓器引入非線性參

16、數(shù)勵磁電阻Rm、勵 磁電抗Xm來等效替代E1,有E = -IAR + jX ) = -Lz10 v m J m /0 m式中，Zm=Rm十jXm表示勵磁阻抗。在異步電機中，XmRm, Rm對E1的影響很 小，從而可以使E1、I0之間相位更準確。將上式 代入前式，得到轉子開路時的定子電壓平衡方程 式EV/0(z1 + zj在轉子靜止不動時，主磁通為Om的氣隙基波 旋轉磁場以同樣轉速n1切割轉子繞組（每相串聯(lián) 匝數(shù)為N2、基波繞組系數(shù)為kN2），電動勢頻率 仍為f1,轉子相電動勢可表示為于是得到異步電機電動勢變比為k : El 氣 e e2 n2kN2在圖9中，相對于旋轉磁動勢，轉子相繞組軸 線滯

17、后定子A相繞組軸線約a 12電角度，因此E2 滯后E1電角度a 12,在此情況下，異步電機起移 相器的作用。5.4.2轉子繞組短路如圖9所示，將開關S閉合，轉子繞組 被短路，轉軸被卡住，在定子方施加一低 電壓，相當于變壓器做短路實驗?，F(xiàn)對轉 子磁動勢的性質進行研究。一、定子磁動勢與轉子磁動勢相對靜止在圖9中開關S閉合時，定子三相繞組 中電流IA、舊、IC依次滯后，在氣隙中產(chǎn)生 基波旋轉磁動勢F1，順時針旋轉，轉速n1 =60f1/p。由F1產(chǎn)生的旋轉磁場切割定子、suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao

18、 comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com轉子繞組產(chǎn)生感應電動勢，其頻率仍為f1。旋轉 磁場切割轉子繞組的順序是a_b_c。，故轉子繞 組中感應電流的相序為la、lb、lc依次滯后，由于 轉子繞組極對數(shù)總是設計成與定子極對數(shù)p相等 （否則不能產(chǎn)生平均轉矩），則轉子三相對稱電 流在氣隙中產(chǎn)生基波磁動勢F2。其轉速n2 = 60f2/p=60f1/p=n1,其轉向亦是順時針，因此磁 動勢F2與F1_對數(shù)相同、轉速相同、轉向相同， 它們在空間相對靜止。F1與F2相疊加合成的磁動 勢為FO，F(xiàn)0在

19、氣隙中產(chǎn)生合成旋轉磁場Bm，Bm 就是氣隙中實際存在的旋轉磁場。顯然FO、Bm 的轉速、轉向、極對數(shù)與F1相同。二、轉子磁動勢F2與a 12無關1. a 12= 0假設轉子a相繞組軸線oa與定于A相統(tǒng) 軸線oA重合，即令圖5 10中嶼。一0,氣隙 中旋轉磁場及切割轉于繞組，假定其中的 電勢、電流分別為式中，問為轉子相繞組功率因數(shù)角。 在0，t坐標系中轉子旋轉磁動勢為z “。o 0 8當轉子順著旋轉磁動勢方向旋轉，轉手 相軸線oa轉過a;。電角度后轉到oa，兩 空間坐系間的位置關系為上電寫 間的改 時轉可 在間系 流空關 充在的 :勢間 質動系 性磁標 要轉坐 重旋間 勢與時 動度兩 磁角則 轉

20、電等 旋的相 據(jù)過度 根經(jīng)角為上電寫 間的改 時轉可 在間系 流空關 充在的 :勢間 質動系 性磁標 要轉坐 重旋間 勢與時 動度兩 磁角則 轉電等 旋的相 據(jù)過度 根經(jīng)角為因此oa處轉于繞組中的電動勢和電流分 別滯后于oa處轉子繞組中電動勢、電流心 電角度，即則在新的y與。t空間、時間坐標系中，轉 子旋轉磁動勢將式（5. 13）、式（5. 14）代人式 （5. 1）中，得到式（517）表明，在al。一0時，轉子磁動勢人的 大小、性質與a1。=0時相同，即轉子自動勢矢 量民與al。無關，只是轉于繞組相電動勢、相電 流相對于a。一0的工況均滯后了a1。電角度（見式（5. 15。；這對研究轉子的電

21、氣性能 無任何影響。廬于轉子是通過轉子磁動勢而影響 走子，因此可以認定a;。等于任何值時定子方各 物理量是一樣的，氣隙中合成磁動勢、合成磁場 也是一樣的u因此下面可以按a。20的情況來建 立定于、轉子之間的電磁關系，這樣可以避免a1。 角的復雜影響，放式（59）、式suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功5.4.3中用等平衡方程式經(jīng)過上述分析和處理，可得到如圖511 所示的等效電路。在圖5. 11所示的假定正 向下，電壓平衡方程式為電壓變比八一百（5. 22）:戸呀鐸華藝手秀負c_suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南

22、工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com5-4. 4$動舒平國方程式由于定轉子旋轉磁動勢風、Fz在空間相對靜止， 它們疊加成勵磁磁動勢風F；十幾一見（5. 23）如果不考慮磁滯和渦流損耗，則合成磁動勢風與 旋轉磁場見在空間同相位。實際上在鐵心中總存 在磁滯損耗和渦流損耗，因此Bm波在空間總是滯 后民一個鐵耗中三其物理意義是：當見波在 氣隙中某一點達到最大值時，由于磁滯和渦流的 影響，該點的磁密波尚未達到最大值，

23、等到風波 轉過ar電角度時，該點的磁密波才達到最大值。仿照變壓器中磁動勢分析方法，將式 (5. 23)改寫為FIZ F0 +(FJ- FO + FILG. ic其中FILFZ (5. 25)式(5. 24)說明，在異步電機的氣隙 中，全部孩動勢由定子電流產(chǎn)生。F的一個 分量勵磁分量民用以產(chǎn)生旋轉磁場， 另一個分量負載分量民。用以平轉子 磁動勢風。在轉子靜止短路時，F(xiàn)。與。I。角大小無關，分 析時取。12-0,即定子A相繞前線與轉子a相繞 組軸線重合。參考式（511）和式（512），F(xiàn)； 與民在空間的相競系與人（走子A相電流）、lz （轉子a相電流）關系一致。為了簡化分析，我們 選Ffi;同相位

24、、F。與人同相位、F。與I。同相位， 用人、lz、I三者在時間上的相盼來表示幾、F。、 F在空間上的相位關系。將式（5. 25）改寫為m； / 了N； k。；。m，/IN, k。，。 一 . . 4。 入 |_ 入（5. S7t 戶一 7psuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzlsuct-kyzl預祝你考研成功！華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華

25、南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzl taobao com對于繞線式電機，轉子相數(shù)與定子相數(shù)相等， mlm。，極對數(shù)均為盧。式（5. 26）史 人I； L? （5. 2k。 ”，巳式中，k為異步電機的電流變比，定義為I、m。No 足。 k一子一二千六上（5.:I, TtagN, k。、v” 于是可用定、轉于繞組相電流平衡方程式來描述 磁動勢平衡方程式為。鳥2入十八（5. S5-今5過于繞組四折復圖5. 11與變壓器電路相似，因此也可以通過 繞組折算得到轉子不轉時異Z機的等效電路。假設 異步電機轉子相數(shù)m。，每相串聯(lián)匝數(shù)從，基波 繞組系數(shù)k。一般情況下m。、N。、足。與定予的m

26、;、 N1、足。1不同。為了得到等效電路，先必須0步 電機轉子繞組折算成一個相數(shù)為11、匝數(shù)為NI、 繞組系數(shù)為k。1的（與定于0的）等效繞組，即 用一個相數(shù)為m;，匝數(shù)為民，繞組系數(shù)為k。； 的等效轉子繞組5代原來的轉子繞組，轉子繞組， 保持極對數(shù)不變。折算前后要求轉子上各種功率不變，主磁通久不變，從而 定于方各有關】量民、I不變，對電網(wǎng)等效。由于轉子是 通過轉子磁動整叢j凌j會速從歐)滿足上述要求，折算條 件為：折算前后轉子磁動勢A丕變、辣子上朗回峰功功率 保持不變。轉子方的物理量、參數(shù)折算到定子方，用該量符號 右上角加“”來表示。折算前后凡不變，則轉子電流折算值只滿足下式m, / 7N,

27、從。m。/ ZN,足_。 22Afrt-HI： ZHI； =NXifu: ML7t戶“大戶。， m, N, kno +1十故人一 1C寧區(qū)人一L (5.mlNIbo 1 “點“suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzlsuct-kyzl預祝你考研成功!華南工考研資華南工考研資e聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzl taobao com

28、由上式，將式（523）化簡得到電流平衡方 程式為八十IZ人（5. 31） 由于折算前后凡不變，從而風不變，主磁 通也不變，則折算后轉于繞組電動勢Ei應滿 足下式巳111足_二上一AIAI： LL一人 bN、ko oE、 KZKNZ故碼一ko E。一民（5. 32）折算前后轉子回路有功功率不變，以轉子相電阻為例m； 1T R； = mo lgR0他只_叭(m1NI足Nl)得到”【一不再” 2淙木石之RZ故RS人kiR。(5.33)由轉子漏電抗無功功率相等，得到Xg0 二k. k； X。(5. 34)折算前后轉子回路功率國數(shù)不變【證明為* C o 兄。 ” KR-32t “” 叭(535),總之將

29、轉子電路中各量折算到定子方時，電動勢、電壓應乘以人， 電流除以人，電阻、電抗、阻抗乘以kek;。對于轉f不轉旦轉f繞組短路的異步電機，將轉戶方的量折算到定于 方，得到如下平衡方程式組U； E； +IZ DE； 一 I; (R； + jX； o ) IIo 一八十八(5. 36)E。一E: IE,-L Z5.5轉子旋轉時的異步電機及其等效電路 異步電機正常運行時，轉子繞組一定是閉 合的，而且一般是退路電5-51#于統(tǒng)組四 月司扭利用范當轉子旋轉時，轉子繞組的電動勢、 電流的頻率決定于氣隙中的旋轉磁場和轉 子的相對轉速。設轉手轉速為n，氣隱中旋 轉磁場與轉子相對轉速為。一。一。，故轉子繞組中電動勢

30、和電流的頻率為。戶（一In） nln戶一 1 nL大了二一二天一S人（民人亦稱為轉差頻率。當轉子不轉時，n0, s 二I，八二人。關于此種情況上一節(jié)己討 論。；異步電機在作電動機額定運行時，S值 很小，一般在001004范圍內變當人一50 HZ時，人一0 5HZ2HZ，可見此時轉子 鐵心中主磁通交變的頻率很轉子鐵耗很小， 可以忽略不計U轉子旋轉時，轉子繞組每相電動勢為見s / 了。從八。人也一S凡(5;式中，E。為對應于定于頻率的轉子相繞組電動勢，即轉 子不轉、主磁通仍為內轉子相電動勢。處對應于轉子電流 頻率人的轉子漏電抗為XZ。一 SXZ。(.:式中，X。為對應于走子頻率人的轉子漏電抗。J

31、當轉子短路時，電流角頻率。一27t人，轉子電流可表 示為；o no. eeqt幾e十平7 (5.(二“廠RZ+ X，。，轉子旋轉時，定、轉子繞組中電流頻率不同，故不能將定、 轉子平衡方程式聯(lián)之解。5. 52定、還于田田四n提出四*止在圖5. 12中，以走子A相繞組軸線（00） 為定子磁動勢人（t，6）的軸線，定磁動勢 為人（t，0民COS （。lt-0十 隊）（54式中，P偽人（t，們在t一0時的初始相角。設在t一0時，轉子a 相繞組軸線與一上工生（，于繞組A相軸線重合。入（t. 0入（）一。I/J 一一x由于轉子軸線相對于定予以轉速。華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 htt

32、p /suct-kyzl taobao com華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzl taobao comsuct-kyzl預祝你考研成功！八.-O” “WM轉，定子旋轉磁動勢將以山轉速切割獲HN卜” n；繞組，八門，=n； 一n (5. 4八_。、定轉子繞組的極對數(shù)相同，都為P,故在/于繞組感應電動勢、電流的頻率為。6。PDZ人一蘭烏， “60 圖5. 12轉干旋轉時的情況suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預

33、祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com將式(42)兩邊同乘以2。而得到相應的 電角速關系為” 2 “1 一 “ (. 43) 式中，。1為定子旋轉磁動勢的電角速度，。 為轉子轉速對應的電角速度，定于磁動勢 以。2的電角速度切割轉于繞組。 經(jīng)過時間t，轉子軸線oa沿著轉子旋轉的方 向轉過電角度、t,由于0附在轉子表面， 故有0 =0一M (5. 44)在安放在轉子上的坐標系人一月中，有人（t，y）二只COS （外一0卜ZF。COS （。； 一。）t（一nd） 一見COS （。It一0二人（t，6） （5 45）式（5-45）己將在轉

34、子Ji觀察到的磁動勢太（t， 6 ）變換至I定子坐標系中、_式（5 41）、式 （5. 44）羞明，從定字亟S桌看，_子旋轉磁 動勢與定子旋轉磁動勢角頻率相同、極對數(shù)相同、 轉速相同、轉向一致）定、轉子旋轉磁動勢在氣 隙中相對靜止。正因為如此，轉子旋轉時定子方 的電動勢平衡方程式與轉子靜止時完全相同。另 外要特別指出，不管s或n為何值，即異步電動 杭運行手桿么狀態(tài)，述結論插成立。預祝你考研成功預祝你考研成功1華南理工考研資華南理工考研資14聯(lián)苗毎年更新 http /Suct-kyzl taobao com預祝你考研成功預祝你考研成功1華南理工考研資華南理工考研資14聯(lián)苗毎年更新 http /S

35、uct-kyzl taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com5. 53頻率fS。j由于異步電機定、轉子無電的直接聯(lián)系，轉子只是通過其 磁動勢只對定5用；因此只要保證r。不變，可以用一個靜 止的轉子來代替旋轉的轉子，而定于司物理量不發(fā)生任何 變化，即對電網(wǎng)等效，據(jù)此對式（5. 40）作如下變換E o rSE o o見一百上千七六一 X（頻率為

36、人）（己幾十凡。凡十11兄” “ “” 。 將式（5. 46）右邊分子分母同除以S，得。i=。%so J。？ 4p ” a”“+ jx o o o W 式(546)描述的是轉子旋轉、轉子回路電流頻率為人時 的電動勢平衡方程，(547)則描述的是相應的靜止的轉子回路的電動勢平衡方程式，此時電流備與走子相同， 為人。為了保證民不變，首先要保證書lz一見(53 F)告訴我們，不能簡單地將旋轉的轉子堵住，而應在轉子回路中串人，IS_。 ，。_。_。 、，R， 、， ? 、 電阻，運得1電1為一，再將其堵轉，能保證人一見。；，4ap 。上述分析說明，在轉子回路中串入一個=R。的模擬電阻并培轉起來，與旋轉

37、的轉子相比，F(xiàn)。不變， 這種變換稱為頻率折算。算過頻率折算，可以用一個等效的靜止的轉子來代替原來旋 轉的轉子，定于各物理量不變】但旋轉的轉子產(chǎn)生的總機 械功率在靜止的轉子中如何體現(xiàn)呢/ 在圖513 (a)中， 旋轉的轉子認定子方吸收的總有功功率一轉子電阻們”。I R。十轉軸上產(chǎn)生的總機械功率P、j在圖己13 (b)中，等效靜止的轉子從走子方吸收的有功 功率一轉子電阻Qm本幾十模擬電阻所耗功率m，I；InR,。而由于轉子靜止不轉，轉軸輸出總機也“一一 1率 為零。$ $ # $ N# & 4，ffN#Wtio。$deA#IMgi#toto$&in$, &i旋轉時轉軸上產(chǎn)生的總機械功率為.、1 _

38、SoPo o = m, h fR, (5。suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功1華南理工考研資料聯(lián)解毎年薆新 華南理工考研資料聯(lián)解毎年薆新 http /Suct-kyzl taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功1華南理工考研資料聯(lián)解毎年薆新 華南理工考研資料聯(lián)解毎年薆新 http /Suct-kyzl taobao com此式表明，異步電機旋轉時在轉軸上產(chǎn)生 的總機械功率可以用相應的靜止的轉子卜 模擬電阻In幾所耗電功率來表示。頻率折算旋轉轉子；（b）靜止轉子 -.，.wsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華

39、南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功*南連工考研資婦聯(lián)ffi 1苺年更新，http /Suct-kyzl taobao com5. 5. 4gN$D經(jīng)過上述頻率折算，將圖513 (a)中的民s、IZ。、X。折算成了圖5. 13 (b)中的民、 O ,、O, O O ， o o o o ISWf o ol,Tx。特別在等效磊止轉子回路(S5. 13 (b

40、中，增加了模擬電鈕一一Ro現(xiàn)在再將圖513 (b)中的民、lz、Z。、InR。等用繞組折 算方法折算到定子方，即十I，L;，1) _;，一，IJ、I。 EZ是，E。；只2令人；Zk. kZ, ； f-Rk. kAIAIR,。將式(5. 36)作修改，得 到轉子旋轉時的異步電機的平衡方程式組suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzi fllsuct-kyzi fll祝懷考研成功|華南理工考研資華南理工考研資14聯(lián)苗毎年更新 http /Suct-kyzl taobao

41、 com此方程式組與變壓器帶純電阻負載7廠 出時的情況相同，因此可得到與變壓器相 同的T型等效電路，如圖5. 14所示。55. 5 $個異步電機運行于電動機狀態(tài)（0n50），I:、Z;很?。ㄘ?- 032 025）,定子漏電抗XI Co 0 05,故 直接將勵磁支路移至電源端會引起較大的誤差， 因此必須引入一個校正系數(shù)，同時對等效電路進 行必要的修改，才能使r型等效電路和T型等效電 路完全等效。推導過程如下。在圖514中，記O ， O ， ISo ， Ro ，Zis ZI+ “RI” + jXI。(5. si) 則定于電流為o -H卜HII-八一IZ1“一“ zkZ” ” “(5. 52)而

42、定子端電壓o o oZ oo ooU； EI+ IZI El （十號十六）一一 El _ _ 2”，” ” “，一o 一|十多是一個復量，稱為校正系從式（5. 53）得出O O U I O一瓦二八一八二一一(d十天(553)(5. 54)R。，可以挽似地 X認為a，。a；。I十王P?！?“” “一，x ，對于容量大于100kw的異步電機，。；。I， 則可得到圖5 17的簡化等效電手工計算時可 采用簡化等效電路，計算機計算時可采用T 型等效電路?；痉匠淌健⑾嗔繄D和等效電路是描述異步 電機運行時內部電磁關系的三不同方式。 它們之間是一致的。在進行定量計算時， 一般采用等效電路；在討論物理量之間關

43、 系時，用相量圖較方便；在進行理論分析、 推導時，往往用方程式較.便。suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com5.7異步電機的參數(shù)測定為了利用等效電路去計算異步電動機的 運行特性，必須先知道參數(shù)幾、XRS、Xio、 Rm、幾。如變壓器一樣，對于己制成的異 步電機可以通過空葬鮭線和里試驗來測定 其參數(shù)。5.7.1空對江田皇鰲過暨的目

44、的是測定勵磁電阻尼、勵磁 電抗幾、鐵耗產(chǎn)。、機械損耗戶一驗時電 機軸上不帶負載，用三相調壓器對電機供 電，使走子端電壓從（1. I1Uo開始，逐漸降低電壓、空載電流逐漸減 少，直電動機轉速發(fā)生明顯變化、空載電 流明顯回升為（為什么？請讀者結合等效 電路回答）。在這個過中，記錄電動機的 端電壓UI、空皺電施入、空穀機P。、t專速。 并繪制室墓黃華曲線如圖5. 18o由于異步電動機空載運行時轉子電流小， 轉銅耗可以忽略不計，在這種情況下，走 手I俞人或消耗在定手銅耗mllgR；、鐵_卩6、 機械損耗戶_載附加損耗上見 一 mllgRI + PFe 十戶一十 Paaosuct-ky?i suct-ky?i fl祝體費研成功，堆曲環(huán)工者研資蚪取堆曲環(huán)工者研資蚪取H鏵年雙http /suct-kyzi taobao comsuct-ky?i suct-ky?i fl祝體費研成功，堆曲環(huán)工者研資蚪取堆曲環(huán)工者研資蚪取H鏵年雙http /suct-kyzi taobao com圖5,18異步電機的空載特性suct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝懷考研成功華南工考研資聯(lián)艚毎年更新 華南工考研資聯(lián)艚毎年更新