工學(xué)第五章-異步電機(jī)二課件

重慶大學(xué)自動化學(xué)院電機(jī)學(xué)及拖動基礎(chǔ)1第五章異步電機(jī)（二）三相異步電動機(jī)的運(yùn)行原理2

主要內(nèi)容第一節(jié)三相異步電動機(jī)運(yùn)行時的電磁過程第二節(jié)三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖第三節(jié)三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩第四節(jié)三相異步電動機(jī)的工作特性及其測取方法第五節(jié)三相異步電動機(jī)參數(shù)的測定第六節(jié)三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系第七節(jié)單相異步電動機(jī)3第一節(jié)三相異步電動機(jī)運(yùn)行時的電磁過程定子繞組接到對稱三相電源U1，產(chǎn)生對稱三相電流I1；形成按正弦分布、以轉(zhuǎn)速ns旋轉(zhuǎn)的定子合成磁動勢F1；建立旋轉(zhuǎn)的氣隙主磁場Bm；氣隙旋轉(zhuǎn)磁場切割定、轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生對稱三相感應(yīng)電動勢E1、E2s；轉(zhuǎn)子回路中通過對稱三相電流I2；在氣隙磁場和轉(zhuǎn)子電流相互作用下，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動。一異步電動機(jī)負(fù)載時的物理情況4空載運(yùn)行時：n≈ns，Δn≈0，E2s≈0，I2≈0 ——建立Bm的勵磁磁動勢Fm0就是定子繞組產(chǎn)生的三相基波合成磁動勢F10，即Fm0=F10異步電動機(jī)空載運(yùn)行時的電磁關(guān)系負(fù)載運(yùn)行時：n<ns，Δn增大，E2s增大，I2增大

——轉(zhuǎn)子電流I2也將形成轉(zhuǎn)子磁動勢F2F2的性質(zhì)？與F1的關(guān)系？對氣隙主磁場的影響？5繞線型：轉(zhuǎn)子繞組為對稱三相繞組，轉(zhuǎn)子電流是對稱三相電流，形成的磁動勢無疑是旋轉(zhuǎn)的。鼠籠型：導(dǎo)條形成一種對稱的多相繞組（一般每對極下的導(dǎo)條數(shù)就是相數(shù)），轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢為對稱多相電動勢，轉(zhuǎn)子電流為對稱多相電流，形成的合成磁動勢？

——用矩形磁動勢波疊加法分析，也是旋轉(zhuǎn)的。（一）轉(zhuǎn)子磁動勢的分析轉(zhuǎn)子磁動勢是一種旋轉(zhuǎn)磁動勢，且近似按正弦規(guī)律分布籠型轉(zhuǎn)子的磁動勢61、F2的旋轉(zhuǎn)方向若定子電流相序A-B-C，產(chǎn)生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)磁場由于n<ns，因此旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢相序?yàn)閍-b-c，則轉(zhuǎn)子電流相序也為a-b-c由轉(zhuǎn)子電流形成的旋轉(zhuǎn)磁動勢F2的方向也是按a-b-c的相序轉(zhuǎn)子繞組的相序轉(zhuǎn)子磁動勢F2與定子磁動勢F1的旋轉(zhuǎn)方向相同。72、F2的轉(zhuǎn)速大小旋轉(zhuǎn)磁場以Δn=ns-n的相對轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的多相電動勢和電流的頻率為：轉(zhuǎn)子磁動勢F2相對于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)子磁動勢F2相對于靜止的定子的轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)子磁動勢F2與定子磁動勢F1的轉(zhuǎn)速是相同的，均為ns——即，F(xiàn)2與F1在空間上保持相對靜止。8F2與F1相對靜止，因此氣隙內(nèi)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是定、轉(zhuǎn)子的合成磁動勢建立的：F1+F2

負(fù)載時——

空載時——由變壓器知識，一次繞組感應(yīng)電勢與電源電壓只差一個漏阻抗壓降。而異步電機(jī)正常運(yùn)行時電源電壓為U1N，故可認(rèn)為電動機(jī)從空載到負(fù)載的過程中，定子繞組內(nèi)的感應(yīng)電勢E1近似不變，由此可認(rèn)為：（二）磁動勢平衡9于是，磁動勢平衡關(guān)系： 或者：表明：負(fù)載時異步電動機(jī)的定子磁動勢F1包含兩個分量，一個是產(chǎn)生氣隙內(nèi)主磁通的勵磁磁動勢Fm，另一個是抵消轉(zhuǎn)子磁動勢作用的（-F2）異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行時磁動勢的平衡關(guān)系10磁動勢和電流的關(guān)系——相矢圖（時空矢量圖） 旋轉(zhuǎn)磁動勢及磁場可用一種以同步角速度ωs旋轉(zhuǎn)的矢量表示； 對應(yīng)的電流可用數(shù)值上等于同步角速度ωs的角速度ω旋轉(zhuǎn)的相量表示； 由于旋轉(zhuǎn)磁動勢與對應(yīng)電流有一定的時空關(guān)系

——當(dāng)某相電流達(dá)到最大值時，旋轉(zhuǎn)磁動勢幅值正好位于該相繞組的軸線上

如果把時間參考軸放在A相繞組的軸線上，則F與I1A始終是重合的因此可將矢量和相量混合在一起，用相矢圖分析F2與F1的相互關(guān)系？它們與對應(yīng)電流的關(guān)系？11負(fù)載時定子、轉(zhuǎn)子磁動勢和電流的相矢圖：考察Bm位于A相軸線的瞬間Bm的空間位移與Φm的時間位移一致由于磁滯和渦流損耗的存在，Bm滯后Fm一個鐵耗角αFe根據(jù)電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢滯后于繞組磁鏈90o電角度F2在空間上滯后于Bm的電角度為在相矢圖中，磁動勢矢量的方向與對應(yīng)電流相量方向一致Fm與-F2相加，得到F112勵磁磁動勢Fm建立氣隙內(nèi)主磁場Bm，其主磁通為主磁通分別在定、轉(zhuǎn)子繞組中，感應(yīng)出對稱的定子電動勢

和轉(zhuǎn)子電動勢：

——有效值分別為：

——相位上均滯后90o電角度

——與的相量表達(dá)式分別為：（三）電磁關(guān)系13此外，定、轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的漏磁通在各自繞組內(nèi)感應(yīng)出漏電動勢和：另外，定、轉(zhuǎn)子繞組中還有因電阻存在而產(chǎn)生的電壓降和。異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系14二基本方程式由磁動勢與相電流的關(guān)系：（一）磁動勢平衡方程式m1——定子繞組的相數(shù)m2——轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)Im——對應(yīng)于勵磁磁動勢的勵磁電流15在時空矢量圖中，磁動勢矢量的方向與電流相量方向一致，磁動勢平衡方程式也可以寫成： 令，并使： 則：ki——異步電動機(jī)的電流比

變換的前提——變換前后轉(zhuǎn)子磁動勢保持不變，即：16負(fù)載時異步電動機(jī)的定子電流可以看成由兩部分組成：一部分為勵磁電流分量，其作用是產(chǎn)生氣隙主磁通；另一部分為負(fù)載電流分量，其作用是抵消轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的磁效應(yīng)。從而將磁動勢的矢量關(guān)系變換為對應(yīng)電流的相量關(guān)系，得到用電流相量表達(dá)的磁動勢平衡方程式：17由負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系，可列出異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組的電動勢平衡方程式：（二）電動勢平衡方程式RΩ——轉(zhuǎn)子繞組的外加電阻對于籠型轉(zhuǎn)子，則RΩ=018Zm——表征鐵心磁化特性和鐵耗的一個綜合參數(shù)，稱為勵磁阻抗Xm——反映氣隙主磁通的勵磁電抗Rm——反映鐵耗的勵磁電阻X1——表征定子繞組漏磁通磁路特性的一個參數(shù)，稱為定子漏電抗X2s——表征轉(zhuǎn)子繞組漏磁通磁路特性的一個參數(shù)，稱為轉(zhuǎn)子漏電抗和變壓器一樣，把感應(yīng)電勢和漏電動勢、作為電壓降來處理，即：19轉(zhuǎn)子漏電勢的有效值為：

轉(zhuǎn)子不動時，n=0、s=1，這時f2=f1，用E2σ表示轉(zhuǎn)子不動時轉(zhuǎn)子漏電勢的有效值：

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子漏電勢有效值：轉(zhuǎn)子繞組漏電抗也有這種關(guān)系：同理，轉(zhuǎn)子電動勢的有效值：20定、轉(zhuǎn)子繞組的電動勢平衡方程式可改寫成：如外加電阻RΩ=0，旋轉(zhuǎn)時異步電動機(jī)的電路為：

注意：定、轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、有效匝數(shù)、電動勢和電流的頻率均不相同——定、轉(zhuǎn)子電路還不能連接起來。21異步電動機(jī)負(fù)載時的基本方程式：其中，ke——電動勢比22第二節(jié)三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖直接求解5個基本方程式，不僅計算十分復(fù)雜，而且由于轉(zhuǎn)子電路的頻率f2與定子電路的頻率f1不同，直接聯(lián)立求解這些頻率不同的電路相量方程式是沒有物理意義的。

——因此，需要將耦合電路中的一個電路歸算到另一個電路，導(dǎo)出所謂等效電路的方法。23一異步電動機(jī)的等效電路在不改變定子繞組中的物理量（定子電動勢、電流及功率因數(shù)等）和異步電動機(jī)的電磁性能的前提下，將轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行“歸算”，然后將歸算后的轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組直接聯(lián)系起來，即可得到異步電動機(jī)的等效電路：

1）頻率歸算——和變壓器不同；

2）繞組歸算——和變壓器一樣。24所謂“頻率歸算”——保持整個電磁系統(tǒng)的電磁性能不變，把一種頻率的參數(shù)和物理量換算成另一種頻率的參數(shù)和物理量。在異步電動機(jī)中，就是用一個具有定子頻率而等效于轉(zhuǎn)子的電路去代換實(shí)際轉(zhuǎn)子電路。所謂“等效”是指——

1）等效后轉(zhuǎn)子電路對定子電路的電磁效應(yīng)不變，即保持F2不變（同轉(zhuǎn)速、幅值、空間位移角）；

2）等效后轉(zhuǎn)子電路的電磁性能（有功功率、無功功率、銅耗等）必須和實(shí)際轉(zhuǎn)子電路一樣。（一）頻率歸算25由f2=sf1，得出當(dāng)s=1時，f2=f1，這一關(guān)系說明：轉(zhuǎn)子頻率和定子頻率相等時，轉(zhuǎn)子是靜止的。

——因此，轉(zhuǎn)子頻率的歸算，需用一個靜止的轉(zhuǎn)子電路去代替實(shí)際轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子電路。能否等效？從轉(zhuǎn)子磁動勢的轉(zhuǎn)速看，頻率為f2的實(shí)際轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動勢的絕對轉(zhuǎn)速是同步轉(zhuǎn)速，頻率為f1的靜止轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁動勢的絕對轉(zhuǎn)速仍然是同步轉(zhuǎn)速從轉(zhuǎn)子磁動勢的幅值與空間位移角看，轉(zhuǎn)子電流的相量不變，則F2矢量的大小和空間位移角不變26

——可以看出，除改變與頻率有關(guān)的參數(shù)和電動勢以外，用R2/s去代替R2，即可保持、F2不變。若RΩ=0，則：靜止轉(zhuǎn)子電路中的電流：有效值和相位角：27從功率看，作電動機(jī)運(yùn)行時，0＜s＜1，轉(zhuǎn)子電阻由R2變?yōu)镽2/s，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路中串入一個附加電阻： 靜止轉(zhuǎn)子電路中在附加電阻上產(chǎn)生的這部分虛擬的功耗，實(shí)質(zhì)上表征了異步電動機(jī)的機(jī)械功率。因此，用靜止的轉(zhuǎn)子去代替實(shí)際轉(zhuǎn)子，在功率和損耗方面也是等效的。頻率歸算——相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路中串加一個附加電阻(1-s)R2/s，把實(shí)際轉(zhuǎn)子等效為一個靜止轉(zhuǎn)子。28頻率歸算后，定、轉(zhuǎn)子電路的電動勢還不相等，即：——定、轉(zhuǎn)子電路仍不能連接起來。和變壓器繞組歸算一樣，異步電動機(jī)的繞組歸算：就是人為地用一個相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組因數(shù)和定子繞組一樣的繞組，去代替相數(shù)為m2、每相串聯(lián)匝數(shù)為N2以及繞組因數(shù)為kw2并經(jīng)過頻率歸算后的轉(zhuǎn)子繞組。歸算原則：歸算前后，轉(zhuǎn)子對定子的電磁效應(yīng)不變，即轉(zhuǎn)子磁動勢、轉(zhuǎn)子總的視在功率、轉(zhuǎn)子銅耗以及轉(zhuǎn)子漏磁場儲能均保持不變。（二）繞組歸算29電流歸算原則——轉(zhuǎn)子磁動勢不變 歸算后的轉(zhuǎn)子電流有效值為：ki——電流比電動勢歸算原則——轉(zhuǎn)子總的視在功率不變ke——電勢比30阻抗歸算——由轉(zhuǎn)子銅耗和漏磁場儲能不變頻率和繞組歸算后的異步定、轉(zhuǎn)子電路圖：31異步電動機(jī)歸算后的基本方程式：歸算后的定、轉(zhuǎn)子電動勢方程式：磁動勢方程式：勵磁支路的電動勢方程式：32由歸算后的基本方程式，可導(dǎo)出：相應(yīng)的電路——異步電動機(jī)的T形等效電路R1、X1：定子繞組的電阻和漏電抗R2’、X2’：歸算后轉(zhuǎn)子繞組的電阻和漏電抗Rm：與定子鐵心損耗對應(yīng)的勵磁電阻Xm：與主磁通對應(yīng)的鐵心磁路勵磁電抗（三）異步電動機(jī)的等效電路等效電路以電路形式綜合了異步電機(jī)的電磁過程，因此它必然反映異步電機(jī)的各種運(yùn)行情況。33幾種異步電機(jī)的典型運(yùn)行情況1、空載運(yùn)行：n≈ns，s≈0，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于開路，定子中的電流滯后于外加電壓接近90o電角度，功率因數(shù)是滯后的，且很低2、額定負(fù)載運(yùn)行：sN≈5%歸算后的轉(zhuǎn)子電路基本上是電阻性的，功率因數(shù)較高；定子電流中負(fù)載分量起主要作用，定子功率因數(shù)能達(dá)到0.8～0.85；定子漏阻抗壓降影響不大，和相應(yīng)的主磁通只比空載時略小。34

3、起動時的情況：轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時，n=0，s=1，相當(dāng)于電路短路狀態(tài)，所以起動電流（即堵轉(zhuǎn)電流）很大，功率因數(shù)也較低。4、異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行：ns<n<∞，-∞<s<0，相應(yīng)的機(jī)械功率為負(fù)值，表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入機(jī)械功率。每相輸入功率分配如下： 轉(zhuǎn)子機(jī)械功率=轉(zhuǎn)子銅耗+傳給定子的功率355、電磁制動狀態(tài)運(yùn)行：轉(zhuǎn)子反旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，s>1，產(chǎn)生的機(jī)械功率也為負(fù)值，表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入機(jī)械功率。這時由定子傳到轉(zhuǎn)子的電磁功率以及軸上吸收的機(jī)械功率，都供給了轉(zhuǎn)子的銅耗。（四）等效電路的簡化因?yàn)閯畲烹娏髡伎傌?fù)載電流的比例并不很小，故勵磁支路只能前移，不能略去——異步電動機(jī)的近似等效電路36二異步電動機(jī)的相量圖異步電動機(jī)T形等效電路的相量圖為參考相量和均滯后于90o電角度則超前于一個αFe電角度由和決定由和相加得出由和得到37注意一點(diǎn)：定子電流永遠(yuǎn)滯后于電源電壓，即異步電動機(jī)的功率因數(shù)始終是滯后的。異步電動機(jī)近似等效電路的相量圖38[例5-1]一臺2p=4的三相異步電動機(jī)，數(shù)據(jù)如下：定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，試求額定負(fù)載時的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵磁電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。解39（1）用T形等效電路計算：①、設(shè)，定子電流為：定子線電流有效值為：40②、定子功率因數(shù)：③、定子輸入功率：④、轉(zhuǎn)子電流和勵磁電流：⑤、效率：41（2）用近似等效電路計算負(fù)載支路阻抗：勵磁支路阻抗：①、轉(zhuǎn)子電流（即負(fù)載電流）：②、勵磁電流：42③、定子電流：定子線電流有效值：④、定子功率因數(shù)：⑤、定子輸入功率：⑥、效率：兩種方法比較：用近似等效電路算出的定、轉(zhuǎn)子電流將比用T形等效電路算出的稍大，且電動機(jī)功率越小相對偏差越大43第三節(jié)三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩直流電動機(jī)： 磁場由定、轉(zhuǎn)子繞組雙邊的電流共同激勵； 氣隙磁場隨著負(fù)載變化，產(chǎn)生電樞反應(yīng)。異步電動機(jī)： 磁場僅由定子繞組一邊的電流來建立； 氣隙磁場基本上與負(fù)載大小無關(guān)，無電樞反應(yīng)。異步電動機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程和直流電動機(jī)相似：輸入電功率電磁感應(yīng)輸出機(jī)械功率機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵在于：作為耦合介質(zhì)的磁場對電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的作用和反作用。44一功率轉(zhuǎn)換過程功率轉(zhuǎn)換過程：

輸入——從定子繞組輸入電功率P1

定子——定子銅耗pCu1+定子鐵耗pFe+電磁功率Pe

轉(zhuǎn)子——轉(zhuǎn)子銅耗pCu2+轉(zhuǎn)子鐵耗pFe+總機(jī)械功率Pmech

輸出——總機(jī)械功率Pmech-機(jī)械損耗pmech-附加損耗pΔ

=凈機(jī)械功率P2通常，轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)子鐵心中磁通變化頻率很低，轉(zhuǎn)子鐵耗可忽略不計如果轉(zhuǎn)差率較大，則f2較大，就應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)子鐵耗45異步電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系直流電動機(jī)的功率圖pCuapmech異步電動機(jī)的功率圖hpmechpmech46二功率方程式U1——定子相電壓I1——定子相電流

——定子功率因數(shù)角

——轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角sPe——轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)速n越低，轉(zhuǎn)差率s越大，即轉(zhuǎn)差功率越大，則轉(zhuǎn)子銅耗就越大式中，47三轉(zhuǎn)矩方程式由機(jī)械功率方程式： 除以轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度Ω，得到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩方程式：電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的轉(zhuǎn)矩平衡規(guī)律——電磁轉(zhuǎn)矩與總的機(jī)械轉(zhuǎn)矩相平衡。Te——電磁轉(zhuǎn)矩T2——輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩，或負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩T0——空載轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩Te既可用轉(zhuǎn)子的總機(jī)械功率除以轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度來計算，也可用電磁功率除以同步角速度來計算：48四電磁轉(zhuǎn)矩公式代入歸算過的轉(zhuǎn)子電動勢，得到異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式： 式中，——轉(zhuǎn)矩常數(shù)

——可見，異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te的大?。号c每極磁通Φm、歸算后轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比。49第四節(jié)三相異步電動機(jī)的

工作特性及其測取方法異步電動機(jī)的工作特性——U1=U1N、f=fN時，n=f(P2)、I1=f(P2)、=f(P2)、Te=f(P2)、η=f(P2)。直流電動機(jī)工的作特性——U=UN，RΩ=0、If=IfN時，n=f(P2)

、Te=f(P2)、η=f(P2)或n=f(Ia)、Te=f(Ia)、η=f(Ia)。50一、工作特性的分析1、轉(zhuǎn)速特性空載時：

P2≈0→I2≈0

→s

≈0→n≈ns

負(fù)載增加時：

P2↑→n↓→E2s↑→I2↑→Te↑→s↑對異步電動機(jī)：額定負(fù)載時轉(zhuǎn)差率為1.5%~5%，n=(1-sN)ns=(0.985~0.95)

ns512、定子電流特性電流平衡方程式空載時：

P2≈0→I2≈0

→I1≈Im

負(fù)載增加時：

P2↑→n↓→E2s↑→I2↑→F1↑→I1↑∝P23、功率因數(shù)特性對電源來說，異步電動機(jī)相當(dāng)于一個感性阻抗空載時：I1≈Im

，功率因數(shù)約為0.1~0.2負(fù)載增加時：I2有功分量↑→I1有功分量↑→功率因數(shù)↑額定負(fù)載時最大超過額定負(fù)載后：s↑→φ2↑→I2無功分量↑→功率因數(shù)↓524、電磁轉(zhuǎn)矩特性5、效率特性可變損耗小于不變損耗時，效率隨負(fù)載的增加而增加；可變損耗等于不變損耗時，效率最大；可變損耗大于不變損耗時，效率隨負(fù)載的增加而減小。負(fù)載不超過額定值時，轉(zhuǎn)速變化很小，T0可以認(rèn)為基本不變。53第五節(jié)三相異步電動機(jī)參數(shù)的測定空載狀態(tài)的勵磁參數(shù)：勵磁阻抗Zm、Rm、Xm

決定于電動機(jī)主磁路的飽和程度，是一種非線性參數(shù)。堵轉(zhuǎn)電流時的參數(shù)：對應(yīng)堵轉(zhuǎn)電流的漏阻抗Z1、

R1、X1、、、

與電動機(jī)的飽和程度無關(guān)，是一種線性參數(shù)分別通過空載試驗(yàn)和堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)測定。54一、空載試驗(yàn)與勵磁參數(shù)的確定1、空載試驗(yàn)異步電動機(jī)在額定電壓、額定頻率下，軸上不帶任何負(fù)載運(yùn)行。調(diào)節(jié)電源電壓從（1.1～1.3）ＵＮ開始，下降到轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯變化時，測量７～９點(diǎn)，記錄端電壓、空載電流、空載功率和轉(zhuǎn)速?？蛰d特性曲線552、勵磁參數(shù)與鐵耗及機(jī)械損耗的確定(1)機(jī)械損耗和鐵耗的分離鐵耗與端電壓平方成正比機(jī)械損耗僅與電動機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)空載狀態(tài)下，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n≈ns空載時，s≈0，I2≈056(2)勵磁參數(shù)的確定空載時，s≈0，等效電路中的附加電阻無窮大，電路呈開路狀態(tài)。57二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及堵轉(zhuǎn)時參數(shù)的確定堵轉(zhuǎn)時異步電動機(jī)的等效電路堵轉(zhuǎn)時，s=1，n=0，即附加電阻為零。從U1≈0.4U1N開始往下測量5~7個點(diǎn)，記錄端電壓、堵轉(zhuǎn)電流和功率，并測量定子繞組的電阻。

根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)特性I1k=f(U1)，p1k=f(U1)。58Zm>>勵磁支路相當(dāng)于開路，鐵耗忽略不計。輸出功率和機(jī)械損耗為零，全部輸入功率都變成定子銅耗轉(zhuǎn)子銅耗。Im≈0，故≈I1=I1K，則對于大中型異步電動機(jī)對于100KW以下的小型異步電動機(jī)(2、4、6

極)，，(8、10極)。59第六節(jié)三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系三相異步電動機(jī)的機(jī)械功率為輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積；輸出轉(zhuǎn)矩是輸出機(jī)械功率的主要成分；轉(zhuǎn)速的派生量為轉(zhuǎn)差率，是異步電動機(jī)的基本變量之一;研究Te與s的關(guān)系還可以借以闡明其他如單相異步電動機(jī)、伺服電動機(jī)等電動機(jī)的工作原理。60已知由近似等效電路可得則61臨界轉(zhuǎn)差率sm最大轉(zhuǎn)矩令dTe/ds=0，即可求得最大轉(zhuǎn)矩Tmax，以及所對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率——臨界轉(zhuǎn)差率sm正號對應(yīng)于電動機(jī)狀態(tài)，負(fù)號對應(yīng)于發(fā)電機(jī)狀態(tài)通常故62有sm和Tmax公式可知:電動機(jī)各參數(shù)及電源頻率不變時，與成正比，sm不變電源頻率與電壓不變時，sm與近似地與成正比與之值無關(guān)，sm則與成正比對于繞線式異步電動機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)某一電阻RΩ時，可使

sm=1（相當(dāng)于n=0），即起動是有最大轉(zhuǎn)矩Tmax。此時轉(zhuǎn)子電路的總電阻為由此可求得63第七節(jié)單相異步電動機(jī)由單相電源供電基本原理建立在三相異步電動機(jī)的基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)和特性方面與三相異步電動機(jī)不同64一、單相異步電動機(jī)的工作原理單相供電一相斷開由單相交流電所建立的磁動勢是一種脈振磁動勢，僅考慮基波分量：一個脈振磁動勢可分解為兩個幅值相等(為脈振磁動勢幅值一半)，轉(zhuǎn)速相同但方向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁動勢。用空間矢量表示：F+稱為正轉(zhuǎn)磁動勢；F-稱為反轉(zhuǎn)磁動勢。1.單相交流電建立的磁動勢65F+和F-分別建立正轉(zhuǎn)磁場和反轉(zhuǎn)磁場，磁通分別為Φ+和Φ-兩個磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Te+和Te-。正轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)磁場單相異步電動機(jī)特性：電動機(jī)靜止時，合成轉(zhuǎn)矩為零，電動機(jī)無起動轉(zhuǎn)矩；若外力拖動電動機(jī)正向或反向轉(zhuǎn)動，撤去外力后，電動機(jī)將繼續(xù)加速到接近同步轉(zhuǎn)速。Te-s曲線單相異步電動機(jī)起動的關(guān)鍵——脈振磁動勢變成旋轉(zhuǎn)磁動勢66從電磁效應(yīng)考慮，可用定子磁動勢軸線及其垂直軸線（分別為d軸和q軸）上各有兩根導(dǎo)條的轉(zhuǎn)子代替n根導(dǎo)條均勻分布的實(shí)際籠型轉(zhuǎn)子。電機(jī)不轉(zhuǎn)時，脈振磁場僅僅在線圈

1-1′內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流。線圈1-1′兩根導(dǎo)體邊所受電磁力互相抵消，不能形成電磁轉(zhuǎn)矩。用外力拖動轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)，線圈2-2′切割脈振磁場，感應(yīng)產(chǎn)生電動勢及電流；線圈1-1′不切割磁場，無電動勢和電流。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，電動機(jī)內(nèi)的電磁情況發(fā)生了什么變化？67設(shè)，則每極脈振磁通為：Φ分別在線圈1-1′和線圈2-2′中感應(yīng)出變壓器電動勢ed和速度電動勢eqq軸線圈可以認(rèn)為是一種電抗器，其阻抗是一種純電感，滯后于90o電角度。與同相位，因此，及其建立的脈振磁動勢Fq在時間上滯后于和建立的定子脈振磁動勢Fd

90o電角度。68單相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，存在空間和時間上均相差90o電角度兩種脈振磁動勢：合成磁動勢為：若Fd=Fq=F1，則——正轉(zhuǎn)圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢69如Fd≠Fq=F1，若Fd＞Fq，則F+=(Fd+Fq)/2＞(Fd-Fq)/2，即正轉(zhuǎn)磁動勢幅值大于反轉(zhuǎn)磁動勢幅值。用矢量描述合成磁動勢F+為正轉(zhuǎn)（逆時針）磁動勢矢量，F(xiàn)-為反轉(zhuǎn)磁動勢矢量；ωt=0時，F(xiàn)+與F-重合；ωt=π/3，2π/3時，π

等幾個瞬間，F(xiàn)+與F-合成，結(jié)果為正弦分布、幅值變動、非恒速旋轉(zhuǎn)的磁動勢，其矢量端的軌跡為一橢圓。合成磁動勢的幅值（橢圓長軸）為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁動勢幅值之和，最小幅值（橢圓短軸）為正