電機原理及拖動（第4版）課件：異步電機原理

《電機原理及拖動》

第4版異步電動機原理第—節(jié)異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理第二節(jié)交流電機的繞組及其感應電動勢第三節(jié)交流電機繞組的磁動勢第四節(jié)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機第五節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機第六節(jié)籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)、匝數(shù)和繞組系數(shù)第七節(jié)三相異步電動機的功率與轉(zhuǎn)矩第八節(jié)三相異步電動機的參數(shù)測定第九節(jié)三相異步電動機的工作特性第—節(jié)異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理一、異步電動機的用途

交流電機根據(jù)電機轉(zhuǎn)子速度與旋轉(zhuǎn)磁場速度是否相同分為同步電機和異步電機兩類。

同步電機主要用作發(fā)電機，同步電動機過去主要用于少數(shù)不調(diào)速的大、中型生產(chǎn)機械，如空壓機、球磨機等；

異步電機主要用作電動機，應用領域涉及各行各業(yè)，例如，在工業(yè)應用中，它可以拖動風機、礦山機械等；在農(nóng)業(yè)應用中，可以拖動水泵、脫粒機、粉碎機以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機械等。異步電動機的主要優(yōu)點為：結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高。缺點是異步電動機直接起動時轉(zhuǎn)矩不大，以及運行時必須從電網(wǎng)里吸收感性的無功功率，它的功率因數(shù)總是小于1。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)異步電動機的型式和種類較多，從不同角度看，有不同的分類法。異步電動機定子相數(shù)單相異步電動機兩相異步電動機三相異步電動機（應用最廣）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)繞線型異步電動機籠型異步電動機單鼠籠異步電動機雙鼠籠異步電動機深槽異步電動機5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。1.定子部分三相電動機的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。（1）外殼

：三相電動機外殼包括機座、端蓋、軸承、接線盒及吊環(huán)等部件。機座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護和固定三相電動機的定子繞組。通常，機座的外表面要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱筋，以擴大散熱面積。端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子封裝在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。1.定子部分三相電動機的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。軸承：端蓋上裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。常用的軸承有滾珠軸承、油膜軸承、空氣軸承、磁懸浮軸承等。接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護和固定繞組的引出線端子。吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機座的上端，用來起吊、搬抬電機。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。1.定子部分三相電動機的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。（2）定子鐵心異步電動機定子鐵心是電動機磁路的一部分，由0.35～0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖5-2所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓開有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞組繞圈。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。1.定子部分（2）定子繞組定子繞組是電動機的電路部分，三相電動機有三相對稱繞組，三相繞組由三個彼此獨立的繞組組成，且每個繞組又由若干線圈連接而成。每個繞組即為一相，每個繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導線或絕緣鋁導線繞制而成，按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端分別標為U1、V1和W1，末端分別標為U2、V2和W2?？梢越映尚切位蛉切?。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。2.轉(zhuǎn)子部分三相電動機的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。（1）轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上。作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機磁路的一部分，一方面用來安放轉(zhuǎn)子繞組。（2）轉(zhuǎn)子繞組異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線型和籠型兩種，由此分為繞線型異步電動機和籠型異步電動機。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。2.轉(zhuǎn)子部分三相電動機的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。繞線型繞組與定子繞組一樣也是一個對稱三相繞組，一般接成星形。三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上的三個與轉(zhuǎn)軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，這就有可能在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻或電動勢以改善電動機的運行性能。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。2.轉(zhuǎn)子部分三相電動機的轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成?；\型型繞組在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個槽中插入一根銅條，在銅條兩端各用一個銅環(huán)（稱為環(huán)）把導條連接起來，稱為銅條轉(zhuǎn)子。也可用鑄鋁的方法，把轉(zhuǎn)子導條和端環(huán)風扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子?；\型轉(zhuǎn)子上沒有集電環(huán)，結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，運行可靠。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

異步電動機的種類很多，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子、轉(zhuǎn)子和氣隙三部分組成。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件。3.氣隙三相異步電動機的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2～1.5mm。氣隙太大，磁阻也越大，產(chǎn)生同樣的旋轉(zhuǎn)磁場需要的勵磁電流也越大，電動機運行時的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難和運轉(zhuǎn)不安全。4.其他部分其他部分包括冷卻電機的風扇、監(jiān)控電機溫度的傳感器等。5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理三相異步電動機的工作原理，就是通過在電動機氣隙圓周上產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組自身短路且處于旋轉(zhuǎn)磁場內(nèi)，由于電磁感應的關(guān)系，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電動勢、電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。所以，異步電機又叫感應電機。1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生所謂旋轉(zhuǎn)磁場，就是一種極性和大小不變且以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。根據(jù)理論分析和實踐證明，在對稱多相繞組中流過對稱多相電流時會產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。（1）一對磁極情況先分析三相繞組每相僅由一個線圈組成的情況，如圖所示，U1-U2、V1-V2、W1-W2三個線圈空間彼此互隔120°，分布在定子鐵心內(nèi)圓的圓周上，構(gòu)成了對稱三相繞組。(圖5-6）5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理（1）一對磁極情況與交流電流頻率

與交流電流頻率

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理（1）一對磁極情況當三相對稱繞組通入三相對稱電流，各相電流的瞬時表達式為

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理（2）兩對磁極情況

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理（2）兩對磁極情況

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理2.三相異步電動機的工作原理異步電動機運行示意圖(圖5-8)n1：定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相對定子磁場的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體切割磁力線的方向與n1相反；感應電勢與感應電流的方向基本同向，電流稍滯后；（右手）轉(zhuǎn)子受力，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向。（左手）5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理

四象限運行s=0：理想空載s<0：再生發(fā)電制動s>1：反接制動0<s<1：電動5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理4．三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)

三相異步電動機的額定功率與其他額定數(shù)據(jù)之間的關(guān)系為:

5.1異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及基本原理二、三相異步電動機的基本工作原理4．三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)第二節(jié)交流電機的繞組及其感應電動勢一、交流電機繞組的基本知識和概念1．電角度與機械角度2.繞組元件組成繞組的基本單元是繞組元件，它由一匝或多匝線圈組成，它有兩個引出端，一個叫首端，一個叫末端。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢一、交流電機繞組的基本知識和概念3．極距

4．節(jié)距

5．槽距角

6．每極每相槽數(shù)

5.2交流電機的繞組及其感應電動勢二、導體電動勢1．導體電動勢的頻率

2.導體電動勢的波形

注:B是空間位置或空間電角度α的函數(shù),而導體電動勢eU1是ωt的函數(shù).SNBαeU1ωt5.2交流電機的繞組及其感應電動勢二、導體電動勢3．導體基波電動勢的有效值導體電勢幅值（只看基波，諧波不用考慮）eu1=E1msinωtE1m=B1mlv=B1ml·2pτn1/60Bav=B1m·2/πΦm=BavlτE1m=πΦm·f1有效值：

比較：變壓器電勢（4.44Nf1·Φm）

線圈=2個有效導體邊

5.2交流電機的繞組及其感應電動勢三、元件電動勢1．整距元件的電動勢SN.U1U2U1U2EU1.EU2.EU1.EU2.EU1U2匝電動勢的有效值是導體電動勢有效值的2倍：

EU1U2=2EU1=4.44fΦm而一個繞組元件由Ny個線匝串聯(lián)組成,則一個整距元件的電動勢為：

Eτ=4.44NyfΦm

5.2交流電機的繞組及其感應電動勢三、元件電動勢2．短距元件的電動勢N.U1SU2ββEU1U2EU1EU2EU2γEU1γEU1U2γγβU1處于N極中心下時，另一邊U2不是正好在S極下中心線下，而是離開一個小的角度。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢三、元件電動勢2．短距元件的電動勢節(jié)距y用空間電角度β表示有:短節(jié)距線匝電動勢式中2EU1為整距時的匝電動勢,ky=sin(y/τ)×900稱為短距系數(shù).如元件匝數(shù)為Ny,則它的基波電動勢有效值為γ次諧波磁場在線匝中產(chǎn)生的感應電動勢為因kyγ可能很小,甚至為零(如β=120,γ=3),故EU1U2γ=0。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢四、元件組電動勢N⊙⊕⊕⊕⊙⊙S1231/2/3/nN1231/2/3/αEy1Ey2Ey3ΣEααEy1Ey2Ey3把相鄰的幾個元件串聯(lián)成元件組，元件組中元件的電動勢有效值相同，但相位不同。(圖5-17)（圖5-18）5.2交流電機的繞組及其感應電動勢四、元件組電動勢5.2交流電機的繞組及其感應電動勢例5.1一臺異步電機定子三相繞組的數(shù)據(jù)為槽數(shù)Z=18，極數(shù)2p=2,元件組串聯(lián)元件數(shù)q=3,元件節(jié)距y=7(1~8槽下線)，試求繞組的ky1、kp1、kw1、ky5、kp5、kw5。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組單層:每個槽內(nèi)只放一個元件邊.三相對稱繞組:把電機繞組均分成三部分,在三相繞組中感應電動勢幅值相等、相位互差120度。舉例說明：假定有一臺電機，定子槽數(shù)Z=16，極數(shù)為2P=4，問題是元件怎樣組成，又怎樣把它們聯(lián)成三相對稱繞組。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組槽電勢星（槽電勢向量星形圖）研究元件在電空間的向量圖的目的：利用槽電勢星分析、設計繞組。依據(jù)：各槽導體（或元件邊）感應的電動勢幅值相等，相臨兩槽電動勢的相位差等于兩槽之間所夾槽距角，依次畫出所有槽中導體的電動勢相量圖正好形成對稱星形圖。步驟一：求參數(shù)步驟二：畫槽電勢星步驟三：分相帶步驟四：畫一相繞組展開圖5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢五、三相單層對稱繞組5.2交流電機的繞組及其感應電動勢六、三相雙層對稱繞組

5.2交流電機的繞組及其感應電動勢六、三相雙層對稱繞組雙層繞組特點：所有線圈尺寸相同，有利于繞制，端部排列整齊，有利于散熱。各線圈組可以串聯(lián)也可以并聯(lián)，每相線圈組數(shù)等于磁極數(shù)。最大可能并聯(lián)支路數(shù)amax等于磁極數(shù)，即amax=2p。通過采用適當?shù)亩叹?，可以改善電動勢和磁動勢的波形。雙層繞組主要應用在中、大型交流電機中。主要缺點在于：嵌線較困難，特別是一臺電機的最后幾個線圈；線圈組間連線較多，極數(shù)多時耗銅量較大。一般10kW以上的中、小型同步電機和異步電機及大型同步電機的定子繞組采用雙層疊繞組。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢六、三相雙層對稱繞組雙層繞組特點：所有線圈尺寸相同，有利于繞制，端部排列整齊，有利于散熱。各線圈組可以串聯(lián)也可以并聯(lián)，每相線圈組數(shù)等于磁極數(shù)。最大可能并聯(lián)支路數(shù)amax等于磁極數(shù)，即amax=2p。通過采用適當?shù)亩叹?，可以改善電動勢和磁動勢的波形。雙層繞組主要應用在中、大型交流電機中。主要缺點在于：嵌線較困難，特別是一臺電機的最后幾個線圈；線圈組間連線較多，極數(shù)多時耗銅量較大。一般10kW以上的中、小型同步電機和異步電機及大型同步電機的定子繞組采用雙層疊繞組。5.2交流電機的繞組及其感應電動勢七、三相對稱繞組的相電動勢和線電動勢三相對稱單層繞組的電動勢為三相對稱雙層繞組的相電動勢為若三相對稱繞組為Y聯(lián)結(jié)（星形聯(lián)結(jié)），則其線電動勢為若三相對稱繞組為D聯(lián)結(jié)（三角聯(lián)結(jié)），則其線電動勢為第三節(jié)交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢為了簡化分析過程，我們作出下列假設：繞組中的電流隨時間按正弦規(guī)律變化（實際上就是只考慮繞組中的基波電流）；槽內(nèi)電流集中在槽中心處；轉(zhuǎn)子呈圓柱形，氣隙均勻；鐵心不飽和，鐵心中磁壓降可忽略不計（即認為磁動勢全部降落在氣隙上）。線圈是構(gòu)成繞組的最基本單位，所以磁動勢的分析首先從線圈開始。由于整距線圈的磁動勢比短距線圈磁動勢簡單，因此我們先來分析整距線圈的磁動勢。5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢

假設線圈中通入直流電流后所產(chǎn)生的磁場分布的特點：磁力線沿定子圓周均勻分布。（用數(shù)值計算方法得到）5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢將（a）予以展開，可得到圖（b）所示的磁動勢波形圖。從圖中可以看到，整距線圈的磁動勢在空間中的分布為一矩形波，其最大幅值為Nci/2。當線圈中的電流隨時間按正弦規(guī)律變化時，矩形波的幅值也隨時間按照正弦規(guī)律變化。5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢若把橫坐標由電角度α換成距離x,顯然α=(π/τ)x，則：α-為氣隙上某點到坐標原點的空間電角度，X為該點到原點的距離按弧長計算。矩形波表達式:5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢Fcm為脈振磁動勢的最大值由此看來，這個磁動勢既和空間位置有關(guān)，又和時間有關(guān)。我們把這種空間位置不變，而幅值隨時間變化的磁動勢叫做脈振磁動勢。若線圈流過的電流為則氣隙中的磁動勢為：5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢磁動勢的空間諧波：空間位置的函數(shù)（圖5-24）單相繞組的脈振磁勢依據(jù)磁動勢傅立葉分解表達式，只考慮基波（分布、短距消諧作用）：5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢考慮短距、分布圖（5-25）：波幅在U1U2繞組軸線上；波結(jié)在U1、U2點；f=f1（繞組電流）5.3交流電機繞組的磁動勢一、單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢分解為行波方程（圖5-26）：兩個分別在電機氣隙圓周上向前和反向的圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。

5.3交流電機繞組的磁動勢二、三相繞組的磁動勢——圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢

利用三角公式對脈振磁動勢分解可得三相繞組的合成基波磁動勢為5.3交流電機繞組的磁動勢二、三相繞組的磁動勢——圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢

5.3交流電機繞組的磁動勢三、磁動勢的空間矢量表示法脈振磁動勢的空間矢量

5.3交流電機繞組的磁動勢三、磁動勢的空間矢量表示法旋轉(zhuǎn)磁動勢的空間矢量空間旋轉(zhuǎn)矢量的表示方法把一個沿空間正弦分布并以恒定的速度向前旋轉(zhuǎn)的磁動勢，稱為旋轉(zhuǎn)磁動勢。如：

引入旋轉(zhuǎn)算子：和

脈振磁勢的分解：5.3交流電機繞組的磁動勢三、磁動勢的空間矢量表示法三相磁動勢的合成：磁動勢與產(chǎn)生它的電流成正比，比例系數(shù)與匝數(shù)、繞組系數(shù)、極對數(shù)等有關(guān)。交流調(diào)速課：“電流空間矢量”概念，實質(zhì)是與之對應磁動勢空間矢量。

第四節(jié)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機一、轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機1．物理情況氣隙圓周上只有一個由定子繞組電流（定子磁動勢）建立的旋轉(zhuǎn)磁場。這與變壓器空載情況相似，此時定子電流只是勵磁電流。（注意：這時只能說與變壓器空載狀態(tài)相似，而不能說這就是異步電動機的空載狀態(tài)，因為異步電動機的負載是軸頭輸出的的機械負載，它的空載狀態(tài)是指轉(zhuǎn)子繞組已經(jīng)閉合，電動機已經(jīng)正常旋轉(zhuǎn)，只是它的軸上沒帶機械負載。）由于三相對稱，所以只討論一相即可。轉(zhuǎn)子繞組的相電勢注：轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)f1=f2=f1異步電動機的電動勢比5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機一、轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機定子漏電動勢：定子電阻壓降：轉(zhuǎn)子開路時：轉(zhuǎn)子無電流轉(zhuǎn)子開路時電磁關(guān)系轉(zhuǎn)子開路電壓5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機一、轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機2.等效電路、方程式與相量圖1.等效電路2.相量圖與變壓器空載時相同.3.方程式I0I05.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機一、轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機主磁通和激磁阻抗Zm激磁阻抗，它是表征鐵心磁化特性和鐵耗的一個綜合參數(shù)。Xm激磁電抗，表征氣隙主磁通的電抗。Rm激磁電阻，表征鐵耗的一個等效電阻。5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機一、轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機F為空間旋轉(zhuǎn)矢量，為繞組所鏈磁動勢時間相量二者的關(guān)系：是F在相繞組軸線上的投影。物理意義：繞組上產(chǎn)生的感應電動勢是由鏈磁動勢產(chǎn)生的。這時與E1、E2的大小和相位關(guān)系符合e=-N（dφ/dt）公式。為與鏈磁動勢對應的鏈磁通。φF//F/U1U25.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機一、轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機

異步電動機開路時的漏阻抗壓降較大，可達額定電壓的2%~5%，而變壓器的漏阻抗壓降一般不超過額定電壓的0.5%。（圖5-32）5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機1．磁勢平衡關(guān)系堵轉(zhuǎn)：轉(zhuǎn)子短路；軸上外力堵住n=0

。定、轉(zhuǎn)子間有能量傳遞，但不轉(zhuǎn)換成機械功率。著重分析磁勢平衡關(guān)系。電磁狀況轉(zhuǎn)子磁勢（n=0）轉(zhuǎn)子繞組感應電勢頻率

5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機（2）磁勢平衡關(guān)系二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機

5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機定子側(cè)轉(zhuǎn)子側(cè)2.物理情況5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機2.物理情況電壓方程式磁動勢方程式等效電路5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機3．轉(zhuǎn)子繞組的折算電動勢折算定、轉(zhuǎn)子電流比定、轉(zhuǎn)子相數(shù)比，繞線型m1=m2電流的折算按折算前后保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變原則進行5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機3．轉(zhuǎn)子繞組的折算阻抗的折算折算前后功率不應變化的原則。5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機4．方程式、等效電路和相量圖基本方程式：等效電路圖：注：如外加額定電壓，電流很大，可能燒壞電機。5.4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的三相異步電動機二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的三相異步電動機4．方程式、等效電路和相量圖相量圖：動圖5-35第五節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機1．物理情況轉(zhuǎn)子頻率

同步旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子通直流（固定磁極）轉(zhuǎn)子電勢E20是轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的電動勢。1．物理情況

5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機2．磁勢平衡關(guān)系合成磁勢：電機理想空載：電機負載：

5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機證明：定、轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止相對于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：相對于定子轉(zhuǎn)速：相對于定子轉(zhuǎn)速：與相對靜止（同速、同向）。

5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機分析：“恒壓系統(tǒng)”概念實際情況：與變壓器極為相似。3．轉(zhuǎn)子頻率折算5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機問題：兩側(cè)頻率不同解決：要把頻率f2折算成f1。實質(zhì)：在磁場不變的情況下，用一個不轉(zhuǎn)的假想轉(zhuǎn)子（f1）來代替真實轉(zhuǎn)子（f2）。要求：折算前、后轉(zhuǎn)子磁勢（F2）的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、幅值與空間相位都保持不變。3．轉(zhuǎn)子頻率折算5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機4．轉(zhuǎn)子繞組折算、方程式、等效電路和相量圖5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機4．轉(zhuǎn)子繞組折算、方程式、等效電路和相量圖5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機4．轉(zhuǎn)子繞組折算、方程式、等效電路和相量圖5.5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的三相異步電動機4．轉(zhuǎn)子繞組折算、方程式、等效電路和相量圖