异步电动机原理.ppt

《异步电动机原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《异步电动机原理.ppt（262页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、异步电动机原理异步电动机原理 交流电机主要包括异步电机和同步电机两交流电机主要包括异步电机和同步电机两大类；两类电机在结构上既具有共同之处，大类；两类电机在结构上既具有共同之处，又各有其自身特点。共同之处在于定子铁又各有其自身特点。共同之处在于定子铁心和绕组，不同之处在于转子结构和绕组。心和绕组，不同之处在于转子结构和绕组。本篇主要介绍异步电机的结构、异步电动机本篇主要介绍异步电机的结构、异步电动机的运行分析、异步电动机的机械特性、异的运行分析、异步电动机的机械特性、异步电机的起动、制动和调速。步电机的起动、制动和调速。异步电机异步电机上一页下一页返回异步电动机的基本工作原理和主异步电动机的基

2、本工作原理和主要结构要结构主要内容：主要内容：异步电动机的主要用途和分类异步电动机的主要用途和分类 异步电动机的主要结构异步电动机的主要结构 异步电动机的铭牌数据异步电动机的铭牌数据 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理上一页下一页返回退出 异步电动机的主要用途和分类异步电动机的主要用途和分类用途：异步电机主要用作电动机，是应用最用途：异步电机主要用作电动机，是应用最广泛的一种电动机，拖动各种生产机械。厂广泛的一种电动机，拖动各种生产机械。厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，日常生活都离不开异步电动机。日常生活都离不开异步电动机。异步电动机的优

3、点异步电动机的优点:结构结构简单、容易制造、价简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。高和具有适用的工作特征。上一页下一页返回异步电动机的缺点：异步电动机的缺点：功率因数较差。异步电动机运行时，功率因数较差。异步电动机运行时，必须从电网里吸收落后性的无功功率，必须从电网里吸收落后性的无功功率，它的功率因数总是小于。它的功率因数总是小于。异步电动机运行时，定子绕组接到交异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动磁感应的关系，在转

4、子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。所以，势、电流，从而产生电磁转矩。所以，异步电机又叫感应电机。异步电机又叫感应电机。上一页下一页返回类型：类型：异步电机主要分为：异步电机主要分为：（1）按定子相数分有：）按定子相数分有：单相异步电动机；单相异步电动机；两相异步电动机；两相异步电动机；三相异步电动机三相异步电动机（2）按转子结构分有：）按转子结构分有：鼠笼式异步电动机，鼠笼式异步电动机，绕线式异步电动机绕线式异步电动机（3）各种控制用电动机。）各种控制用电动机。上一页下一页返回 异步电动机的主要结构异步电动机的主要结构 异步电动机在结构上也是由异步电动机在结构上也是由定子、转子、气隙

5、组成。定子、转子、气隙组成。上一页下一页返回上一页下一页返回一、异步电动机的定子：一、异步电动机的定子：异步电动机的定子是由异步电动机的定子是由机座、定子铁机座、定子铁心心和和定子绕组定子绕组三个部分组成的。三个部分组成的。1、定子铁心：是电动机磁路的一部分，装、定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用子铁心用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的，厚的硅钢片叠压而成的，在硅钢片的两面还应途上绝缘漆。在硅钢片的两面还应途上绝缘漆。上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回 2、定

6、子绕组、定子绕组：高压大、中型容量的异高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用步电动机定子绕组常采用Y接，只有三根引接，只有三根引出线，如图出线，如图(a)所示。对中、小容量低压异所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可接成线头都引出来，根据需要可接成Y形或形或 形，形，如图如图(b)所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝）所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。导线绕成，嵌在定子槽内。上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回绕组联结方式：绕组联结方式：接法或者接法或者Y接法。接法

7、。上一页下一页返回 3 3、其他部件：机座，端盖，风罩，、其他部件：机座，端盖，风罩，铭牌等。铭牌等。机座主要是为了固定与支撑定子铁心。如机座主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转子果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转子部分，因此，机座应有足够的机械强度和部分，因此，机座应有足够的机械强度和刚度；对中、小型异步电动机，通常用铸刚度；对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座；对大型电机，一般采用钢板焊接铁机座；对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。一个底板上。上一页下一页返回上一页下一页返回二、气隙：

8、二、气隙：异步电动机的气隙比同容量直流电异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙一般为步电动机中，气隙一般为0.21.5mm左右。左右。上一页下一页返回上一页下一页返回三、异步电动机的转子：三、异步电动机的转子：异步电动机的转子是由转子铁心、转异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的子绕组和转轴组成的。1、转子铁心：是电动机磁路的一部分，它、转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形

9、。呈圆柱形。2、转子绕组：分为笼型和绕线型两类。、转子绕组：分为笼型和绕线型两类。上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回1）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，如图所示，因此又状像个松鼠笼子，如图所示，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。

10、也有用铝的。2）绕线式转子：其绕组为三相对称绕组，）绕线式转子：其绕组为三相对称绕组，通过滑环与外串电阻连接。通过滑环与外串电阻连接。上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回上一页下一页返回n鼠笼式异步电动机：结构简单，鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低，运行性能不如绕坚固，成本低，运行性能不如绕线式。线式。n n绕线式异步电动机：通过外串电阻改绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。善电机的起动，调速等性能。上一页下一页返回 异步电动机的铭牌数据异步电动机的铭牌数据 异步电机的型号异步电机的型号 异步电机的额定值异步电机的额定值返回上一页下一页

11、退出 异步电动机的铭牌数据异步电动机的铭牌数据 n n 异步电动机的型号异步电动机的型号n n电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音字母是根据电机的全名称选择有代表拼音字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉字，再用该汉字的第一个拼音字意义的汉字，再用该汉字的第一个拼音字母组成。例如母组成。例如Y系列三相异步电动机表示如系列三相异步电动机表示如下：下：上一页下一页返回 Y 100 L 1 2Y 100 L 1 2 异步电动机异步电动机 极数极数 铁心长度代号铁心长度代号 机座中心高机座

12、中心高 机座长度代号机座长度代号上一页下一页返回n nY系系列列为为小小型型鼠鼠笼笼全全封封闭闭自自冷冷式式三三相相异异步步电电动动机机。用用于于金金属属切切削削机机床床、通通用用机机械械、矿矿山山机机械械、农农业业机机械械等等。也也可可用用于于拖拖动动静静止止负负载载或或惯惯性性负负载载较较大大的的机机械械，如如压压缩缩机机、传传送送带带、磨磨床床、锤锤击击机机、粉粉碎碎机机、小小型型起起重重机机、运运输输机械等。机械等。n nJQ2 和和JQO2系系列列是是高高起起动动转转矩矩异异步步电电动动机机，用用在在起起动动静静止止负负载载或或惯惯性性负负载载较较大大的的机机械械上上。JQ2 是防护

13、式，是防护式，JQO2是封闭式的。是封闭式的。上一页下一页返回n nJS系列是中型防护式三相鼠笼异步电动机。系列是中型防护式三相鼠笼异步电动机。n nJR系系列列是是防防护护式式三三相相绕绕线线式式异异步步电电动动机机。用用在在电电源源容容量量小小、不不能能用用同同容容量量鼠鼠笼笼式式电电动动机机起起动动的的生生产机械上。产机械上。n nJSL2 和和JRL2系系列列是是中中型型立立式式水水泵泵用用的的三三相相异异步步电动机，其中电动机，其中JSL2 是鼠笼式，是鼠笼式，JRL2是绕线式。是绕线式。n nJZ2 和和JZL2系系列列是是起起重重和和冶冶金金用用的的三三相相异异步步电电动动机，机

14、，JZ2是鼠笼式，是鼠笼式，JZL2是绕线式。是绕线式。n nJD2 和和JDO2系系列列是是防防护护式式和和封封闭闭式式多多速速异异步步电电动机。动机。上一页下一页返回n nBJO2 系列是防爆式鼠笼异步电动机。系列是防爆式鼠笼异步电动机。n nJPZ系列是旁磁式制动异步电动机。系列是旁磁式制动异步电动机。n nJZZ系列是锥形转子制动异步电动机。系列是锥形转子制动异步电动机。n nJZT系列是电磁调速异步电动机。系列是电磁调速异步电动机。n n其他类型的异步电动机可参阅产品目录。其他类型的异步电动机可参阅产品目录。上一页下一页返回 异步电动机的额定值异步电动机的额定值n n（1）额额定定功

15、功率率 PN：指指电电动动机机在在额额定定运运行行时时轴轴上上输出的机械功率，单位是输出的机械功率，单位是k w。n n（2）额额定定电电压压UN：指指额额定定运运行行状状态态下下加加在在定定子子绕组上的线电压，单位为绕组上的线电压，单位为V。n n（3）额额定定电电流流IN：指指电电动动机机在在定定子子绕绕组组上上加加额额定定电电压压、轴轴上上输输出出额额定定功功率率时时，定定子子绕绕组组中中的的线线电流，单位为电流，单位为A。n n（4）额额定定频频率率f N：指指我我国国规规定定工工业业用用电电的的频频率率是是50Hz。上一页下一页返回n n（5）额额定定转转速速n N：指指电电动动机机

16、定定子子加加额额定定频频率率的的额额定定电电压压，且且轴轴端端输输出出额额定定功功率率时时电电机机的的转转速速，单位为单位为r/min。n n（6）额额定定功功率率因因数数c o sN：指指电电动动机机定定子子加加额额定负载时，定子边的功率因数。定负载时，定子边的功率因数。n n PN与与UN、IN之间的关系：之间的关系：上一页下一页返回n n此外，铭牌上还标明了绝缘等级与温升、此外，铭牌上还标明了绝缘等级与温升、工作方式、连接方法等。工作方式、连接方法等。n n对绕线式异步电动机还要标明转子绕组对绕线式异步电动机还要标明转子绕组的接法、转子绕组额定电动势的接法、转子绕组额定电动势E2N（指定

17、指定子加额定电压时，转子绕组的开路线电子加额定电压时，转子绕组的开路线电动势）和转子的额定电流动势）和转子的额定电流I2N。上一页下一页返回如何根据电机的铭牌进行定子的接线？如何根据电机的铭牌进行定子的接线？（1）当电动机铭牌上标明）当电动机铭牌上标明“电压电压380/220V，接法接法Y/”时，如果电源电压（线电压）为时，如果电源电压（线电压）为380V，则接成，则接成Y接；电源电压（线电压）为接；电源电压（线电压）为220V时，时，则接成则接成 接。接。n n（2）当电动机铭牌上标明）当电动机铭牌上标明“电压电压380V，接法时，接法时”时，则只有这一种时，则只有这一种 接法。但是在电动机

18、起动接法。但是在电动机起动过程中，可以接成过程中，可以接成Y接，接在接，接在380V电源上，起电源上，起动完毕，恢复动完毕，恢复 接法。接法。n n对有些高压电动机，往往定子绕组有三根引出线，对有些高压电动机，往往定子绕组有三根引出线，只在电源电压符合电动机铭牌电压值，便可使用。只在电源电压符合电动机铭牌电压值，便可使用。上一页下一页返回 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理 n n三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁场成圆形旋转磁场（动画（动画1，动画，动画2，示意图），示意图），设其方向为逆时针转，如图设其方向为逆时针转，如图

19、8所示。所示。n n转子绕组的导体处于旋转磁场中，转子绕组的导体处于旋转磁场中，若转子不转，若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有感应电动势感应电动势e，方向由右手定则确定。方向由右手定则确定。n n由于由于转子导体通过端环自成闭路（鼠笼转子照片）转子导体通过端环自成闭路（鼠笼转子照片），于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相位差时，电流方向同电动势方向。这样，导条就位差时，电流方向同电动势方向。这样，导条就在磁场中受力在磁场中受力f，用左手定则确定受力方向用左手定则确定受力方向 如如图图8所示

20、所示:上一页下一页返回上一页下一页图图8 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理 上一页下一页返回上一页下一页返回n n转转子子受受力力，产产生生转转矩矩T，为为电电磁磁转转矩矩，方方向向与与旋旋转转磁磁动动势势同同方方向向，转转子子便便在在该该方方向向上上旋旋转转起起来来。（动画（动画3）n n转转子子旋旋转转后后，转转速速为为n，只只要要nn1（n1为为旋旋转转磁磁动动势势同同步步转转速速），转转子子导导条条与与磁磁场场仍仍有有相相对对运运动动，产产生生与与转转子子不不转转时时相相同同方方向向的的电电动动势势、电电流流及及受受力力，电电磁磁转转矩矩T仍仍旧旧为为逆逆时时针针方方向向，转转

21、子子继继续旋转，稳定运行在续旋转，稳定运行在T=TL情况下。情况下。n n根根据据以以上上电电磁磁感感应应原原理理，异异步步电电动动机机也也叫叫感感应应电电动机。动机。上一页下一页返回n n转差率（为什么叫异步电动机？）转差率（为什么叫异步电动机？）n n切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。要条件。n n转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。切割磁力线。（所以叫异步电动机）（所以叫异步电动机）n n旋转磁场的转速用旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子表示，称为同步转速；转子

22、的实际转速用的实际转速用n表示，转差：表示，转差：n=n1-n n n转差率：转差率：s=n/n1 n n转差率是异步电动机的一个重要参数。转差率是异步电动机的一个重要参数。在分在分析异步电动机运行时有着重要的地位。析异步电动机运行时有着重要的地位。上一页下一页返回起动瞬间，起动瞬间，n=0,s=1 理想空载运行时：理想空载运行时：n=n1,s=0 作为电动机运行时，作为电动机运行时，s的范围在的范围在0-1之间。之间。转差率一般很小，如转差率一般很小，如s=0.03。制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即即n1与与n反向，反向，s1 发电运行时，发

23、电运行时，n高于同步转速高于同步转速n1,s0.n n根据转差率可以区分异步电动机运行状态：根据转差率可以区分异步电动机运行状态：上一页下一页返回退出 异步电动机的运行分析异步电动机的运行分析 主要内容：主要内容：三相异步电动机转子不转、三相异步电动机转子不转、转子绕组转子绕组开路开路时的电磁关系时的电磁关系 三相异步电动机转子堵转时的电磁关三相异步电动机转子堵转时的电磁关系系 三相异步电动机转子旋转时的电磁关三相异步电动机转子旋转时的电磁关系系上一页下一页返回退出三相异步电动机转子不转、三相异步电动机转子不转、转转 子绕子绕组开路组开路时的电磁关系时的电磁关系正方向的规定正方向的规定磁通及磁

24、动势磁通及磁动势感应电动势感应电动势励磁电流励磁电流电压方程式电压方程式等值电路等值电路上一页下一页返回退出三相异步电动机转子不转、三相异步电动机转子不转、转子绕转子绕组开路组开路时的电磁关系时的电磁关系 n n正方向的规定正方向的规定 n n箭头指向，表示各量的正方向箭头指向，表示各量的正方向,磁动势、磁磁动势、磁通和磁密都是从定子出来而进入转子的方通和磁密都是从定子出来而进入转子的方向为它们的正方向。向为它们的正方向。n n定、转子空间坐标轴的纵轴都选在定、转子空间坐标轴的纵轴都选在A相绕组相绕组的轴线处，如图的轴线处，如图1（a）中的中的+A1和和+A2。为了简单起见，假设为了简单起见，

25、假设+A1、+A2两个轴重叠两个轴重叠在一起。在一起。上一页下一页返回图图1 三相异步电动机的正方向三相异步电动机的正方向 上一页下一页返回n磁通及磁动势磁通及磁动势 n n当三相异步电动机的定子绕组接到三相对称的电当三相异步电动机的定子绕组接到三相对称的电源上时，定子绕组里就会有三相对称电流流过，源上时，定子绕组里就会有三相对称电流流过，三相电流的有效值分别用三相电流的有效值分别用I0A、IOB、IOC 表示。表示。n n由于对称，只考虑由于对称，只考虑A相的电流相的电流 即可。为了简单起即可。为了简单起见，见，A相电流下标中的相电流下标中的A也不标出，用也不标出，用I0表示，表示，并画在图

26、并画在图2(a)的时间参考轴上。的时间参考轴上。n n从对交流绕组产生磁动势的分析中知道，三相对从对交流绕组产生磁动势的分析中知道，三相对称电流流过三相对称绕组能产生合成旋转磁动势。称电流流过三相对称绕组能产生合成旋转磁动势。上一页下一页返回 1 1 1+A1，+A2+j+j +A1，+A2 （a）（b）（c）图图2 励磁电流、励磁电流、励磁励磁磁动势以及定、转子绕组电动势向量图磁动势以及定、转子绕组电动势向量图 上一页下一页返回n n三三相相异异步步电电机机定定子子绕绕组组里里流流过过三三相相对对称称电电流流，产产生的空间合成旋转磁通势用表示。其特点如下：生的空间合成旋转磁通势用表示。其特点

27、如下：n n（1）幅值为）幅值为n n（2）转向）转向n n 由于定子电流的相序为由于定子电流的相序为A1B1C1的次序，所的次序，所以磁动势的转向是从以磁动势的转向是从+A1+B1+C1。上一页下一页返回n n（3）转速）转速n n 相相对对于于定定子子绕绕组组以以角角频频率率1=2pn1/60（rad/s）旋旋转转，n1是是磁磁动动势势的同步转速，单位是的同步转速，单位是r/min。n n（4）瞬间位置瞬间位置n n图图2（a）中定子中定子A1相电流再过相电流再过90时间电角度，时间电角度，就转到就转到+j轴上，即达到正最大值，那时三相合轴上，即达到正最大值，那时三相合成旋转磁动势就应在成

28、旋转磁动势就应在+A1的轴上。所以画图的的轴上。所以画图的瞬间，三相合成旋转磁通势就应画在图瞬间，三相合成旋转磁通势就应画在图2(b)+A1的轴后面的轴后面90空间电角度的地方。空间电角度的地方。上一页下一页返回n n把时间参考轴把时间参考轴+j，空间坐标轴空间坐标轴+A1，+A2三三者重叠在一起者重叠在一起n n磁动势磁动势 F F0 正好与正好与I0 同方向同方向n n由于转子绕组是开路的，不会产生转子磁动由于转子绕组是开路的，不会产生转子磁动势。这时作用在磁路上只有定子磁动势势。这时作用在磁路上只有定子磁动势 ，于是于是 就要在电机的磁路里产生磁通。为此，就要在电机的磁路里产生磁通。为此

29、，F F0也叫励磁磁动势，电流也叫励磁磁动势，电流I0 叫励磁电流。叫励磁电流。n n转子不转的三相异步电机，相当于一台副边转子不转的三相异步电机，相当于一台副边开路的三相变压器，只是在磁路中多了一个开路的三相变压器，只是在磁路中多了一个空气隙磁路而已。空气隙磁路而已。上一页下一页返回n n2 2.主磁通与定子漏磁通主磁通与定子漏磁通n n把把通通过过气气隙隙同同时时链链着着定定、转转子子两两个个绕绕组组的的磁磁通通叫叫主磁通，气隙里每极主磁通量用主磁通，气隙里每极主磁通量用1 表示表示n n把把不不交交链链转转子子绕绕组组而而只只链链定定子子绕绕组组本本身身的的磁磁通通叫叫定子绕组漏磁通，用

30、定子绕组漏磁通，用 表示。表示。n n漏磁通主要有槽部漏磁通和端接漏磁通。漏磁通主要有槽部漏磁通和端接漏磁通。n n由由于于气气隙隙是是均均匀匀的的，励励磁磁磁磁动动势势产产生生的的主主磁磁通通1表表所所对对应应的的气气隙隙磁磁密密是是一一个个在在气气隙隙中中旋旋转转、在在空间接正弦分布的磁密波空间接正弦分布的磁密波 。上一页下一页返回 图图3异步电机的主磁通与漏磁通异步电机的主磁通与漏磁通 上一页下一页返回气隙里每极主磁通气隙里每极主磁通1为为 n n式中式中 是气隙平均磁密；是气隙平均磁密；是定子的极是定子的极 矩；矩；是电机轴向的有效长度。是电机轴向的有效长度。上一页上一页下一页下一页返

31、回n感应电动势感应电动势n n旋旋转转着着的的气气隙隙每每极极主主磁磁通通1在在定定、转转子子绕绕组组中中感感应应电电动动势势的的有有效效值值分分别别为为E1和和 E2（理理解解为为A1相和相和A2相的相电动势）。相的相电动势）。n n 上一页上一页下一页下一页返回n n定定子子、转转子子每每相相电电动动势势之之比比叫叫电电压压变变化化，用用ke表表示，即示，即n n只只要要是是+j轴轴与与绕绕组组轴轴线线+A1、A2重重合合，气气隙隙磁磁密密向量一定领先电动势向量一定领先电动势 、两相量两相量90。n n为了分析问题方便，采用折合算法把转子绕组向为了分析问题方便，采用折合算法把转子绕组向定子

32、边折合，即把转子原来定子边折合，即把转子原来N2kdpdp2看成和定子边看成和定子边的的N1kdpdp1一样，转子绕组每相感应电动势便为一样，转子绕组每相感应电动势便为 上一页上一页下一页下一页返回n励磁电流励磁电流n n由由于于气气隙隙磁磁密密与与定定子子，转转子子都都有有相相对对运运动动，定定子子、转转子子铁铁心心中中产产生生磁磁滞滞和和涡涡流流损损耗耗，即即铁铁损损耗耗。与与变变压压器器一一样样，这这部部分分损损耗耗是是电电源源送送入入的的，励励磁磁电电流也由流也由I0a 和和Ioror两分量组成。两分量组成。上一页上一页下一页下一页返回有功分量有功分量Ioa很小，因此很小，因此 领先领

33、先 一个一个不大的角度。不大的角度。在时间空间向量图上在时间空间向量图上，与与 相位相同，相位相同，与与 相位一样，相位一样，和和领先领先 一个不大的角度。一个不大的角度。上一页上一页下一页下一页返回图图4 计及铁损计及铁损耗后的时空向耗后的时空向量图量图 上一页上一页下一页下一页返回n电压方程式电压方程式n n定定子子绕绕组组的的漏漏磁磁通通在在定定子子绕绕组组里里的的感感应应电电动动势势，用用 表示，叫定子漏电动势。表示，叫定子漏电动势。n n漏磁通本身比较小，并且由漏磁通产生的漏电动漏磁通本身比较小，并且由漏磁通产生的漏电动势其大小与定子电流势其大小与定子电流I0成正比。把漏磁通在定子成

34、正比。把漏磁通在定子绕组里的感应漏电动势看成是定子电流绕组里的感应漏电动势看成是定子电流I0在漏电在漏电抗上的压降抗上的压降 上一页上一页下一页下一页返回n n定子绕组电阻定子绕组电阻R1上的压降为上的压降为 I0R1。n n根据各量的正方向，列出定子一相回路的电压方根据各量的正方向，列出定子一相回路的电压方程式为程式为n n n n nn n n式中式中Z1=R1+j 是定子一相绕组的漏阻抗。是定子一相绕组的漏阻抗。上一页上一页下一页下一页返回n n等值电路等值电路n n 用励磁电流用励磁电流 在参数在参数 上的压降表示为上的压降表示为n n n n （2）n n式中式中 叫励磁阻抗；叫励磁

35、阻抗；n nRm叫励磁电阻，它是等效铁损耗的参数；叫励磁电阻，它是等效铁损耗的参数；n n 叫励磁电抗。叫励磁电抗。上一页上一页下一页下一页返回n n电压平衡等式为电压平衡等式为n n转子回路电压方程式为转子回路电压方程式为 上一页上一页下一页下一页返回转子绕组开路时的等值电路为：转子绕组开路时的等值电路为：n n图图6 转子绕组开路时的等值电路转子绕组开路时的等值电路 上一页上一页下一页下一页返回三相异步电动机转子堵转时的电磁关三相异步电动机转子堵转时的电磁关系系磁动势与磁通磁动势与磁通定、转子回路方程定、转子回路方程转子绕组的折合转子绕组的折合基本方程式、等值电路和相量图基本方程式、等值电

36、路和相量图上一页上一页下一页下一页返回退出三相异步电动机转子堵转时的电磁三相异步电动机转子堵转时的电磁关系关系 n n磁动势与磁通磁动势与磁通n n1磁动势磁动势n n定子接额定电压，转子堵住不转，各量的正方定子接额定电压，转子堵住不转，各量的正方向标在图向标在图7中。中。n n既然转子绕组自己短路，它的线电压为零，由既然转子绕组自己短路，它的线电压为零，由于对称，相电压也为零。转子绕组感应电动势于对称，相电压也为零。转子绕组感应电动势并不为零，于是在转子三相绕组里产生三相对并不为零，于是在转子三相绕组里产生三相对称电流，每相电流的有效值用称电流，每相电流的有效值用 表示。这表示。这种情况与变

37、压器副边短路情况相类似。种情况与变压器副边短路情况相类似。上一页上一页下一页下一页返回n n图图图图7 7 转子短路并堵转的三相异步电动机转子短路并堵转的三相异步电动机转子短路并堵转的三相异步电动机转子短路并堵转的三相异步电动机 上一页上一页 下一页下一页返回n n在在三三相相对对称称的的转转子子绕绕组组里里流流过过三三相相对对称称电电流流时时，产生的转子空间旋转磁动势的特点：产生的转子空间旋转磁动势的特点：n n（l l）幅值幅值n n n n（2 2）转向）转向n n假假设设气气隙隙旋旋转转磁磁密密逆逆时时针针方方向向旋旋转转，在在转转子子绕绕组组里里 感感 应应 电电 动动 势势 及及

38、产产 生生 电电 流流 的的 相相 序序 为为 ，则则磁磁动动势势也也是是逆逆时时针针方方向向旋旋转转的的，即即从从十十 转到十转到十 ，再转到十，再转到十 。上一页上一页 下一页下一页返回n n（3 3）转速：相对于转子绕组的转速为）转速：相对于转子绕组的转速为 n n转子电流的频率转子电流的频率 。用角频率表示时，为。用角频率表示时，为n n（4 4）瞬间位置）瞬间位置n n同样把转子电流同样把转子电流 理解为转子边理解为转子边 相绕组里的电相绕组里的电流。当流。当 达正最大值时，即在十达正最大值时，即在十j轴上，那时转轴上，那时转子旋转磁动势子旋转磁动势 应转到应转到 相绕组的轴线处，即

39、相绕组的轴线处，即十十 轴上。可见，画时空向量图时，应该使磁动轴上。可见，画时空向量图时，应该使磁动势与势与 重合重合上一页上一页下一页下一页返回n n 转转于于绕绕组组短短路路的的三三相相异异步步电电机机，作作用用在在磁磁路路上上的的磁磁动动势势有有两两个个：一一为为定定子子旋旋转转磁磁动动势势；一一为为转转子子旋旋转转磁磁动动势势。由由于于它它们们的的旋旋转转方方向向相相同同，转转速速又又相相等等，只只是是一一前前一一后后地旋转着，称它们为同步旋转。地旋转着，称它们为同步旋转。n n把把它它们们按按向向量量的的关关系系加加起起来来，得得到到合合成成的的磁磁动势动势仍用仍用 表示。即表示。即

40、上一页上一页下一页下一页返回 图图8 转子堵转转子堵转时的相量图时的相量图上一页上一页下一页下一页返回n n这个合成的旋转磁动势这个合成的旋转磁动势 ，才是产生气隙每极，才是产生气隙每极主磁通主磁通 的磁动势。主磁通的磁动势。主磁通 在定、转子相在定、转子相绕组里感应电动势绕组里感应电动势 和和 。n n2.2.漏磁通漏磁通n n 定子电流产生的漏磁通，表现的漏电抗仍为定子电流产生的漏磁通，表现的漏电抗仍为 ，由于漏磁路是线性的，由于漏磁路是线性的，为常数。为常数。n n 转子绕组中有电流时转子绕组中有电流时,也要产生漏磁通，表现的也要产生漏磁通，表现的电抗为电抗为 。上一页上一页下一页下一页

41、返回图图9 漏磁通漏磁通 上一页上一页下一页下一页返回n n一般情况下，转子漏电抗也是一个常数。只有当一般情况下，转子漏电抗也是一个常数。只有当定、转子电流非常大时，例如直接起动异步电动定、转子电流非常大时，例如直接起动异步电动机，由于起动电流很大（约为额定电流的机，由于起动电流很大（约为额定电流的47倍；），这时定、转子的漏磁路也会出现饱和现倍；），这时定、转子的漏磁路也会出现饱和现象，使定、转子漏电抗、数值变小。象，使定、转子漏电抗、数值变小。n n变压器中的主磁通是脉振磁通，变压器中的主磁通是脉振磁通，1 1是它的最大是它的最大振幅。振幅。n n在异步电动机中，气隙里主磁通的却是旋转磁通

42、。在异步电动机中，气隙里主磁通的却是旋转磁通。上一页上一页下一页下一页返回n定、转子回路方程定、转子回路方程n n当转子绕组里有电流时，在转子绕组每相电阻上当转子绕组里有电流时，在转子绕组每相电阻上的压降为的压降为 ，n n在每相漏电抗上的压降为在每相漏电抗上的压降为 。n n根据给定的正方，得转子绕组一相的回路电压方根据给定的正方，得转子绕组一相的回路电压方程式程式上一页上一页下一页下一页返回n n转子相电流为转子相电流为 n n式中式中 n n 是转子绕组回路的功率因数角是转子绕组回路的功率因数角n n 、等的频率都是等的频率都是 ，即与，即与定子同频率。定子同频率。上一页上一页下一页下一

43、页返回n n根据定、转子磁动势合成关系，有根据定、转子磁动势合成关系，有 n n改写成改写成 n n这就可以认为定子旋转磁动势里包含着两个分量：这就可以认为定子旋转磁动势里包含着两个分量：一个分量是大小等于一个分量是大小等于 ，而方向与，而方向与 相反，用相反，用 表示。它的作用是抵消转子旋转磁动势表示。它的作用是抵消转子旋转磁动势 对主对主磁通的影响；另一个分量就是励磁磁动势磁通的影响；另一个分量就是励磁磁动势 。它是用来产生气隙旋转磁密它是用来产生气隙旋转磁密 的。上一页上一页下一页下一页返回n n定子回路的电压方程式为定子回路的电压方程式为 n n n转子绕组的折合转子绕组的折合n n从

44、从定定子子边边看看转转子子只只有有转转子子旋旋转转磁磁动动势势与与定定子子旋旋转转磁磁通通势势起起作作用用，只只要要维维持持转转子子旋旋转转磁磁动动势势的的大大小小、相相位位不不变变，至至于于转转子子边边的的电电动动势势、电电流流以及每相串联有效匝数是多少都无关紧要。以及每相串联有效匝数是多少都无关紧要。上一页上一页 下一页下一页返回n n设想把实际电动机的转子抽出，换上一个新转设想把实际电动机的转子抽出，换上一个新转子，它的相数、每相串联匝数以及绕组系数都子，它的相数、每相串联匝数以及绕组系数都分别和定子的一样（也是三相、分别和定子的一样（也是三相、）n n在新换的转子中，每相的感应电动势为

45、在新换的转子中，每相的感应电动势为 、电流为电流为 ，转子漏阻抗为，转子漏阻抗为 n n虽然换成了新转子，但转子旋转磁动势并没有虽然换成了新转子，但转子旋转磁动势并没有改变，所以对定子边的影响不变，这就是进行改变，所以对定子边的影响不变，这就是进行折合的依据折合的依据。上一页上一页下一页下一页返回n n根据定、转子磁通势的关系根据定、转子磁通势的关系n n可以写成可以写成n n令令 上一页上一页下一页下一页返回n n可得可得n n简化为简化为 n n可以得到可以得到 n n式中式中 称为电流变比称为电流变比 上一页上一页下一页下一页返回n n转子回路的电压方程式变为转子回路的电压方程式变为n

46、n 与与 的关系为的关系为n n折合后转子漏阻抗与折合前转子漏阻抗的关系为折合后转子漏阻抗与折合前转子漏阻抗的关系为 上一页上一页下一页下一页返回n n阻抗角阻抗角 n n折合前后的功率、无功功率关系不变折合前后的功率、无功功率关系不变 上一页上一页下一页下一页返回基本方程式、等值电路和相量图基本方程式、等值电路和相量图n n异步电动机进行折合后，转子不转而转子短路异步电动机进行折合后，转子不转而转子短路时的五个基本方程式列写如下：时的五个基本方程式列写如下：上一页上一页下一页下一页返回图图10 转子不转、转子绕组短路时的等值电路转子不转、转子绕组短路时的等值电路上一页上一页下一页下一页返回图

47、图11 转子不转、转子不转、转子绕组短路时转子绕组短路时的向量图的向量图上一页上一页下一页下一页返回n n异异步步电电动动机机定定、转转子子的的漏漏阻阻抗抗标标么么值值都都是是比比较较小小的的，如如果果在在它它的的定定子子绕绕组组加加上上额额定定电电压压，这这时时定定、转子的电流都很大，大约是额定电流的转子的电流都很大，大约是额定电流的47倍。倍。n n如如果果使使电电动动机机长长期期工工作作在在这这种种状状态态，则则有有可可能能将将电机烧坏。电机烧坏。n n有有时时为为了了测测量量异异步步电电动动机机的的参参数数，采采用用转转子子绕绕组组短短路路并并堵堵转转实实验验。为为了了不不使使电电动动

48、机机定定转转子子过过电电流流，必必须须把把加加在在定定子子绕绕组组上上的的电电压压降降低低，以以限限制制定定、转子绕组中的电流。转子绕组中的电流。上一页上一页下一页下一页返回三相异步电动机转子旋转时的电三相异步电动机转子旋转时的电磁关系磁关系转差率转差率转子电动势转子电动势定、转子磁动势及磁动势的关系定、转子磁动势及磁动势的关系转子绕组频率的折合转子绕组频率的折合基本方程式、等值电路和时间空间空间相基本方程式、等值电路和时间空间空间相量图量图鼠笼转子鼠笼转子上一页上一页下一页下一页返回退出三相异步电动机转子旋转时的电磁三相异步电动机转子旋转时的电磁关系关系 n转差率转差率 n n转子绕组与气隙

49、旋转磁密之间才有相对运动，才转子绕组与气隙旋转磁密之间才有相对运动，才能在转于绕组里感应电动势、电流，产生电磁转能在转于绕组里感应电动势、电流，产生电磁转矩。可见，异步电动机转子转速总是小于同步转矩。可见，异步电动机转子转速总是小于同步转速的。速的。n n当异步电动机转子的转速为某一确定值时，这时当异步电动机转子的转速为某一确定值时，这时产生的电磁转矩恰好等于作用在电机转轴上的负产生的电磁转矩恰好等于作用在电机转轴上的负载转矩（还包括由电机本身摩擦及附加损耗引起载转矩（还包括由电机本身摩擦及附加损耗引起的转矩），于是异步电动机转子的转速便会稳定的转矩），于是异步电动机转子的转速便会稳定运行在这

50、个恒定的转速下。运行在这个恒定的转速下。上一页上一页下一页下一页返回n n把同步转速和电动机转子转速二者之差与同步转把同步转速和电动机转子转速二者之差与同步转速的比值叫做转差率（也叫转差或者滑差），用速的比值叫做转差率（也叫转差或者滑差），用s表示。表示。n ns s是一个没有量是一个没有量纲纲的数，它的大小也能反映的数，它的大小也能反映电动电动机机转转子的子的转转速。速。n n正正常常运运行行的的异异步步电电动动机机，转转子子转转速速接接近近于于同同步步转转速，转差率很小，一般速，转差率很小，一般 。上一页上一页下一页下一页返回n转子电动势转子电动势n n当异步电动机转子以转速恒速运转时，转