机械工业出版社-电机学(异步电机部分).ppt

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1、第第 5 5 章章异步电机异步电机5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态1.1.1.1.异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械，例如：风机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机、泵、压缩机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机、泵、压缩

2、机、机床、轻工及矿山机械、农业生产中的脱粒机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。机和粉碎机、农副产品中的加工机械等等。在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相在民用生活中，电扇、洗衣机、电冰箱和空调器等一般由单相异步电动机来拖动。异步电动机来拖动。异步电动机来拖动。异步电动机来拖动。三相异步电机在一些特许场合也可用作发电机。三相异步电机在一些特许场合也可用作发电机。三相异步电机在一些特许场合也可用作

3、发电机。三相异步电机在一些特许场合也可用作发电机。5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态1.1.1.1.异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机高压三相异步电动机高压三相异步电动机高压三相异步电动机高压三相异步电动机隔爆型三相异步电动机隔爆型三相异步电动机隔爆型三相异步电动机隔爆型三相异步电动机单相异步电机单相异步电机单相异步电机单相异步电机5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态1.1.1.1.异步电动机的用途和分类异步电动

4、机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的种类很多，从不同的角度看，有不同的分类法，异步电动机的种类很多，从不同的角度看，有不同的分类法，异步电动机的种类很多，从不同的角度看，有不同的分类法，异步电动机的种类很多，从不同的角度看，有不同的分类法，常见的有：常见的有：常见的有：常见的有：(1)(1)(1)(1)按定子相数分按定子相数分按定子相数分按定子相数分 单相异步电动机单相异步电动机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三相异步电动机三相异步电动机5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行

5、状态三相异步电机的结构和运行状态1.1.1.1.异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类(2)(2)(2)(2)按转子结构分按转子结构分按转子结构分按转子结构分 鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机绕线型异步电动机绕线型异步电动机绕线型异步电动机优点：优点：优点：优点：结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高并具有适用的

6、工作特性。效率较高并具有适用的工作特性。效率较高并具有适用的工作特性。效率较高并具有适用的工作特性。缺点：缺点：缺点：缺点：功率因数较差，电机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功功率因数较差，电机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功功率因数较差，电机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功功率因数较差，电机在运行过程中必须从电网吸收感性无功功率，因此它的功率因数总小于率，因此它的功率因数总小于率，因此它的功率因数总小于率，因此它的功率因数总小于1 1 1 1。5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态1.1.1.1.异步电动机的用途和分类异步电动机的用途和分类异步电动

7、机的用途和分类异步电动机的用途和分类5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态2.2.2.2.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相鼠笼型异步电动机的拆装图三相鼠笼型异步电动机的拆装图三相鼠笼型异步电动机的拆装图三相鼠笼型异步电动机的拆装图5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态2.2.2.2.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态2.2.2.

8、2.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两种：鼠笼型和绕三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两种：鼠笼型和绕三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两种：鼠笼型和绕三相异步电动机的转子部分结构类型主要有两种：鼠笼型和绕线型。线型。线型。线型。鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环鼠笼型转子绕组由插入每个转子槽中的导条和两侧的短路端环构成，如果去掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一

9、个松鼠笼子。构成，如果去掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。构成，如果去掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。构成，如果去掉转子铁心，剩余的转子绕组就像一个松鼠笼子。鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态2.2.2.2.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态2.2.2.2.三相异步电动机的基本结构三相

10、异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构特点：可以在转子每相绕组中串入附加电阻等，来改善电机的特点：可以在转子每相绕组中串入附加电阻等，来改善电机的特点：可以在转子每相绕组中串入附加电阻等，来改善电机的特点：可以在转子每相绕组中串入附加电阻等，来改善电机的起动性能或作转速调节用。起动性能或作转速调节用。起动性能或作转速调节用。起动性能或作转速调节用。下图是三相绕线型转子结构。三相绕组的三个首端接到固定在下图是三相绕线型转子结构。三相绕组的三个首端接到固定在下图是三相绕线型转子结构。三相绕组的三个首端接到固定在下图是三相绕线型转子结构。三相绕组的三个首端接到固定在转轴

11、上的三铜环上，通过电刷引出。三相转子绕组可星接也可转轴上的三铜环上，通过电刷引出。三相转子绕组可星接也可转轴上的三铜环上，通过电刷引出。三相转子绕组可星接也可转轴上的三铜环上，通过电刷引出。三相转子绕组可星接也可角接。角接。角接。角接。5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态3.3.3.3.三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值5 5 5 5）额定功率因数）额定功率因数）额定功率因数）额定功率因数 指电动机额定负载时定子侧的功率因数；指电动机额定负载时定子侧的功率因数；指电动机额定负载时定子侧的功率因数；指电动机

12、额定负载时定子侧的功率因数；1 1 1 1）额定功率）额定功率）额定功率）额定功率 （kWkWkWkW）指额定运行时转轴上的输出机械功率；指额定运行时转轴上的输出机械功率；指额定运行时转轴上的输出机械功率；指额定运行时转轴上的输出机械功率；2 2 2 2）额定电压）额定电压）额定电压）额定电压 （V V V V）指加在绕组上的线电压；）指加在绕组上的线电压；）指加在绕组上的线电压；）指加在绕组上的线电压；3 3 3 3）额定电流）额定电流）额定电流）额定电流 （A A A A）指定子绕组中的线电流；）指定子绕组中的线电流；）指定子绕组中的线电流；）指定子绕组中的线电流；4 4 4 4）额定频率

13、）额定频率）额定频率）额定频率 （HzHzHzHz）我国工业用频率为）我国工业用频率为）我国工业用频率为）我国工业用频率为50Hz50Hz50Hz50Hz；6 6 6 6）额定转速额定转速额定转速额定转速 （r/minr/minr/minr/min）指电机额定运行时转轴的转速；）指电机额定运行时转轴的转速；）指电机额定运行时转轴的转速；）指电机额定运行时转轴的转速；（NmNmNmNm）7 7 7 7）电动机的额定输出转矩计算式为）电动机的额定输出转矩计算式为）电动机的额定输出转矩计算式为）电动机的额定输出转矩计算式为.5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态3.

14、3.3.3.三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成头都引出，这样可根据需要灵活地接成头都引出，这样可根据需要灵活地接成头都引出，这样可根据需要灵活地接成“Y Y Y Y”形或形或形或形或“D D D D”形；形；形；形；对于高压异步电动机，三相定子绕组通常已连接成星接引出。对于高压异步电动机

15、，三相定子绕组通常已连接成星接引出。对于高压异步电动机，三相定子绕组通常已连接成星接引出。对于高压异步电动机，三相定子绕组通常已连接成星接引出。U1 V1 W1U1 V1 W1W2 U 2 V2W2 U2 V2D D D D联结联结联结联结Y Y Y Y联结联结联结联结5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态3.3.3.3.三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值三相异步电动机的额定值2)2)2)2)如铭牌上标有如铭牌上标有如铭牌上标有如铭牌上标有“380V380V380V380V、D D D D联结联结联结联结”时，表示电机正常运行时

16、只时，表示电机正常运行时只时，表示电机正常运行时只时，表示电机正常运行时只能采用能采用能采用能采用“D D D D”联结，但是在电动机起动过程中可接联结，但是在电动机起动过程中可接联结，但是在电动机起动过程中可接联结，但是在电动机起动过程中可接380V380V380V380V电源，电源，电源，电源，绕组采用绕组采用绕组采用绕组采用“Y Y Y Y”联结，起动完毕，恢复联结，起动完毕，恢复联结，起动完毕，恢复联结，起动完毕，恢复“D D D D”联结。联结。联结。联结。1)1)1)1)如铭牌上标有如铭牌上标有如铭牌上标有如铭牌上标有“380/220V380/220V380/220V380/220

17、V、Y/DY/DY/DY/D联结联结联结联结”时，表示电源电压为时，表示电源电压为时，表示电源电压为时，表示电源电压为380V380V380V380V时，电机绕组采用时，电机绕组采用时，电机绕组采用时，电机绕组采用“Y Y Y Y”联结；电源电压为联结；电源电压为联结；电源电压为联结；电源电压为220V220V220V220V时，采用时，采用时，采用时，采用“D D D D”联结。联结。联结。联结。对于中低压电动机：对于中低压电动机：对于中低压电动机：对于中低压电动机：5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态4.4.4.4.三相异步电机的运行状态三相异步电机的运

18、行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态两极异步电动机示意图两极异步电动机示意图两极异步电动机示意图两极异步电动机示意图 定子绕组接三相电源定子绕组接三相电源定子绕组接三相电源定子绕组接三相电源,流过三相对称电流，气隙中产生基波旋转流过三相对称电流，气隙中产生基波旋转流过三相对称电流，气隙中产生基波旋转流过三相对称电流，气隙中产生基波旋转磁场，转速为同步速磁场，转速为同步速磁场，转速为同步速磁场，转速为同步速:电动机运行时的基本电磁过程：电动机运行时的基本电磁过程：电动机运行时的基本电磁过程：电动机运行时的基本电磁过程：同步速的气隙磁场切割转子绕组，同步速的气隙磁场切割转子绕组，同步

19、速的气隙磁场切割转子绕组，同步速的气隙磁场切割转子绕组，产生感应电动势并在转子绕组中产产生感应电动势并在转子绕组中产产生感应电动势并在转子绕组中产产生感应电动势并在转子绕组中产生相应的电流；生相应的电流；生相应的电流；生相应的电流；转子绕组中电流有功分量在磁场中转子绕组中电流有功分量在磁场中转子绕组中电流有功分量在磁场中转子绕组中电流有功分量在磁场中受到电磁力矩作用，这个力矩驱动受到电磁力矩作用，这个力矩驱动受到电磁力矩作用，这个力矩驱动受到电磁力矩作用，这个力矩驱动转子旋转，实现电动机的工作过程。转子旋转，实现电动机的工作过程。转子旋转，实现电动机的工作过程。转子旋转，实现电动机的工作过程。

20、异步发电机运行异步发电机运行异步发电机运行异步发电机运行 5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态4.4.4.4.三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态异步电动机运行异步电动机运行异步电动机运行异步电动机运行反转制动运行反转制动运行反转制动运行反转制动运行 思考思考思考思考：能否等于能否等于能否等于能否等于？何谓异步？何谓异步？何谓异步？何谓异步？电机的转向决定于什么？电机的转向决定于什么？电机的转向决定于什么？电机的转向决定于什么？由于异步电动机的转速由于异步电动机的转速由于异步电动机的转速由于异步电动机的转速

21、 总不等于同步速总不等于同步速总不等于同步速总不等于同步速 ，因此在描述，因此在描述，因此在描述，因此在描述异步电机转速时通常采用转差率的概念。异步电机转速时通常采用转差率的概念。异步电机转速时通常采用转差率的概念。异步电机转速时通常采用转差率的概念。转差率的概念定义如下：把同步速转差率的概念定义如下：把同步速转差率的概念定义如下：把同步速转差率的概念定义如下：把同步速 和电机转子转速和电机转子转速和电机转子转速和电机转子转速 之之之之差与同步速差与同步速差与同步速差与同步速 的比值称为转差率，用的比值称为转差率，用的比值称为转差率，用的比值称为转差率，用 表示：表示：表示：表示：转差率的概念

22、转差率的概念转差率的概念转差率的概念5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态4.4.4.4.三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态5.1 5.1 三相异步电机的结构和运行状态三相异步电机的结构和运行状态4.4.4.4.三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态三相异步电机的运行状态状状状状 态态态态电动机电动机电动机电动机发电机发电机发电机发电机电磁制动电磁制动电磁制动电磁制动n n n n与与与与s s s s关系关系关系关系nnnnnnnn1 1 1 10s10s10s10snnnnn

23、nn1 1 1 1,s0,s0,s0,s0n n n n与与与与n n n n1 1 1 1反向，反向，反向，反向，n1n1n1n1E E E E1 1 1 1的性质的性质的性质的性质反电动势反电动势反电动势反电动势电源电动势电源电动势电源电动势电源电动势反电动势反电动势反电动势反电动势T T T T的性质的性质的性质的性质电磁驱动力矩电磁驱动力矩电磁驱动力矩电磁驱动力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩电磁阻力矩能量转换能量转换能量转换能量转换电能电能电能电能机械能机械能机械能机械能原动机机械原动机机械原动机机械原动机机械能能能能电能电能电能电能电能电能电

24、能电能+机械能机械能机械能机械能内部损耗内部损耗内部损耗内部损耗（短路）（短路）（短路）（短路）5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场1.1.1.1.说明说明说明说明1)1)1)1)正方向的规定：异步电动机定子电磁量正方向规定和变压器一正方向的规定：异步电动机定子电磁量正方向规定和变压器一正方向的规定：异步电动机定子电磁量正方向规定和变压器一正方向的规定：异步电动机定子电磁量正方向规定和变压器一次侧电磁量正方向规定一致；异步电动机转子电磁量正方向规定次侧电磁量正方向规定一致；异步电动机转子电磁量正方向规定次侧电磁量正方向规定一致；异步电动机转子电磁量正方向规定次侧

25、电磁量正方向规定一致；异步电动机转子电磁量正方向规定和变压器二次侧电磁量正方向规定一致；和变压器二次侧电磁量正方向规定一致；和变压器二次侧电磁量正方向规定一致；和变压器二次侧电磁量正方向规定一致；2)2)2)2)异步电动机运行时，由于定子（转子）的各相都是对称的，因此异步电动机运行时，由于定子（转子）的各相都是对称的，因此异步电动机运行时，由于定子（转子）的各相都是对称的，因此异步电动机运行时，由于定子（转子）的各相都是对称的，因此在分析定（转）子各相电气量之间关系时，都以在分析定（转）子各相电气量之间关系时，都以在分析定（转）子各相电气量之间关系时，都以在分析定（转）子各相电气量之间关系时，

26、都以A A A A相（相（相（相（a a a a相）为例；相）为例；相）为例；相）为例；3)3)3)3)由于异步电动机在运行原理上和变压器的运行原理非常类同，因由于异步电动机在运行原理上和变压器的运行原理非常类同，因由于异步电动机在运行原理上和变压器的运行原理非常类同，因由于异步电动机在运行原理上和变压器的运行原理非常类同，因此在学习异步电动机电磁机理时多联系变压器已学知识，注意和变此在学习异步电动机电磁机理时多联系变压器已学知识，注意和变此在学习异步电动机电磁机理时多联系变压器已学知识，注意和变此在学习异步电动机电磁机理时多联系变压器已学知识，注意和变压器电磁机理的异同；压器电磁机理的异同；

27、压器电磁机理的异同；压器电磁机理的异同；4)4)4)4)异步电动机定子三相绕组以及绕组感应电动势和产生磁场机理上异步电动机定子三相绕组以及绕组感应电动势和产生磁场机理上异步电动机定子三相绕组以及绕组感应电动势和产生磁场机理上异步电动机定子三相绕组以及绕组感应电动势和产生磁场机理上和同步电机定子绕组是共通的，因此在异步电机三相定子流入三相和同步电机定子绕组是共通的，因此在异步电机三相定子流入三相和同步电机定子绕组是共通的，因此在异步电机三相定子流入三相和同步电机定子绕组是共通的，因此在异步电机三相定子流入三相电流产生磁动势和磁场，以及感应电动势等方面注意和同步发电机电流产生磁动势和磁场，以及感应

28、电动势等方面注意和同步发电机电流产生磁动势和磁场，以及感应电动势等方面注意和同步发电机电流产生磁动势和磁场，以及感应电动势等方面注意和同步发电机已学知识的结合。已学知识的结合。已学知识的结合。已学知识的结合。5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场2.2.2.2.空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场1)1)1)1)空载运行时的基本电磁关系空载运行时的基本电磁关系空载运行时的基本电磁关系空载运行时的基本电磁关系三相异步电动机空载时，三相定子绕组在三相异步电动机空载时，三相定子绕组在三相异步电动机空载时，三相定

29、子绕组在三相异步电动机空载时，三相定子绕组在三相对称的电压作用下，绕组流入三相对三相对称的电压作用下，绕组流入三相对三相对称的电压作用下，绕组流入三相对三相对称的电压作用下，绕组流入三相对称的交流电流，产生正向同步速旋转的定称的交流电流，产生正向同步速旋转的定称的交流电流，产生正向同步速旋转的定称的交流电流，产生正向同步速旋转的定子空载磁动势子空载磁动势子空载磁动势子空载磁动势 ，在磁动势的作用下产，在磁动势的作用下产，在磁动势的作用下产，在磁动势的作用下产生气隙空载主磁场生气隙空载主磁场生气隙空载主磁场生气隙空载主磁场 ，由于异步电机空载，由于异步电机空载，由于异步电机空载，由于异步电机空载

30、运行，转子在非常接近同步速的转速下旋运行，转子在非常接近同步速的转速下旋运行，转子在非常接近同步速的转速下旋运行，转子在非常接近同步速的转速下旋转，转子绕组感应的电动势和电流几乎是转，转子绕组感应的电动势和电流几乎是转，转子绕组感应的电动势和电流几乎是转，转子绕组感应的电动势和电流几乎是零。零。零。零。5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场2.2.2.2.空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场2)2)2)2)空载磁动势和空载气隙磁场空载磁动势和空载气隙磁场空载磁动势和空载气隙磁场空载磁动势和空载气隙磁场异步

31、电动机空载运行时定子流入三相对称的交流电流，产生正方异步电动机空载运行时定子流入三相对称的交流电流，产生正方异步电动机空载运行时定子流入三相对称的交流电流，产生正方异步电动机空载运行时定子流入三相对称的交流电流，产生正方向同步速旋转的定子空载磁动势向同步速旋转的定子空载磁动势向同步速旋转的定子空载磁动势向同步速旋转的定子空载磁动势不考虑定转子表面齿槽影响，异步电不考虑定转子表面齿槽影响，异步电不考虑定转子表面齿槽影响，异步电不考虑定转子表面齿槽影响，异步电动机气隙处处均匀，其空载气隙磁场动机气隙处处均匀，其空载气隙磁场动机气隙处处均匀，其空载气隙磁场动机气隙处处均匀，其空载气隙磁场考虑气隙磁场

32、在定子铁心中的磁滞和考虑气隙磁场在定子铁心中的磁滞和考虑气隙磁场在定子铁心中的磁滞和考虑气隙磁场在定子铁心中的磁滞和涡流效应，磁场空间位置滞后磁动势涡流效应，磁场空间位置滞后磁动势涡流效应，磁场空间位置滞后磁动势涡流效应，磁场空间位置滞后磁动势空间位置一个很小的铁耗角。空间位置一个很小的铁耗角。空间位置一个很小的铁耗角。空间位置一个很小的铁耗角。5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场2.2.2.2.空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场3)3)3)3)主磁通、定子感应电动势及激磁阻抗主磁通、定子感应电动势及

33、激磁阻抗主磁通、定子感应电动势及激磁阻抗主磁通、定子感应电动势及激磁阻抗三相定子绕组产生的同步速旋转的空载气隙磁场，在各相定子绕三相定子绕组产生的同步速旋转的空载气隙磁场，在各相定子绕三相定子绕组产生的同步速旋转的空载气隙磁场，在各相定子绕三相定子绕组产生的同步速旋转的空载气隙磁场，在各相定子绕组中耦合的主磁通是随时间正弦变化的，可用时间相量表示组中耦合的主磁通是随时间正弦变化的，可用时间相量表示组中耦合的主磁通是随时间正弦变化的，可用时间相量表示组中耦合的主磁通是随时间正弦变化的，可用时间相量表示 （A A A A相）；相）；相）；相）；该磁通在该磁通在该磁通在该磁通在A A A A相绕组中

34、感应的电动势也是随时间正弦变化相绕组中感应的电动势也是随时间正弦变化相绕组中感应的电动势也是随时间正弦变化相绕组中感应的电动势也是随时间正弦变化仿照变压器空载电流产生主磁通，主磁通在一次绕组中感应电动仿照变压器空载电流产生主磁通，主磁通在一次绕组中感应电动仿照变压器空载电流产生主磁通，主磁通在一次绕组中感应电动仿照变压器空载电流产生主磁通，主磁通在一次绕组中感应电动势的分析方法可得势的分析方法可得势的分析方法可得势的分析方法可得说明：异步电动机空载电流约为额定电流的说明：异步电动机空载电流约为额定电流的说明：异步电动机空载电流约为额定电流的说明：异步电动机空载电流约为额定电流的15%40%15

35、%40%15%40%15%40%，比变压器，比变压器，比变压器，比变压器的空载电流大得多。的空载电流大得多。的空载电流大得多。的空载电流大得多。5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场2.2.2.2.空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场4)4)4)4)定子漏磁通和定子漏阻抗定子漏磁通和定子漏阻抗定子漏磁通和定子漏阻抗定子漏磁通和定子漏阻抗异步电动机空载运行时，其空载电流除了产生空载主磁场外，还异步电动机空载运行时，其空载电流除了产生空载主磁场外，还异步电动机空载运行时，其空载电流除了产生空载主磁场外，还异步

36、电动机空载运行时，其空载电流除了产生空载主磁场外，还将产生仅与定子绕组交链而不进入转子的定子漏磁通将产生仅与定子绕组交链而不进入转子的定子漏磁通将产生仅与定子绕组交链而不进入转子的定子漏磁通将产生仅与定子绕组交链而不进入转子的定子漏磁通 。定子。定子。定子。定子漏磁通包括槽漏磁通包括槽漏磁通包括槽漏磁通包括槽漏磁通、端部漏磁通和谐波磁通漏磁通、端部漏磁通和谐波磁通漏磁通、端部漏磁通和谐波磁通漏磁通、端部漏磁通和谐波磁通，谐波磁通虽然进，谐波磁通虽然进，谐波磁通虽然进，谐波磁通虽然进入转子，但是它不会产生有效地电磁转矩和机电能量转换，不过入转子，但是它不会产生有效地电磁转矩和机电能量转换，不过入

37、转子，但是它不会产生有效地电磁转矩和机电能量转换，不过入转子，但是它不会产生有效地电磁转矩和机电能量转换，不过谐波磁通却会在定子绕组在感应基波频率的电动势，其效果和其谐波磁通却会在定子绕组在感应基波频率的电动势，其效果和其谐波磁通却会在定子绕组在感应基波频率的电动势，其效果和其谐波磁通却会在定子绕组在感应基波频率的电动势，其效果和其它漏磁通类似，因此谐波磁通也作为漏磁通来处理，并把它称为它漏磁通类似，因此谐波磁通也作为漏磁通来处理，并把它称为它漏磁通类似，因此谐波磁通也作为漏磁通来处理，并把它称为它漏磁通类似，因此谐波磁通也作为漏磁通来处理，并把它称为谐波漏磁通（差漏磁通谐波漏磁通（差漏磁通谐

38、波漏磁通（差漏磁通谐波漏磁通（差漏磁通）。）。）。）。定子漏磁通定子漏磁通定子漏磁通定子漏磁通 也会在定子绕组中感应定子漏电动势也会在定子绕组中感应定子漏电动势也会在定子绕组中感应定子漏电动势也会在定子绕组中感应定子漏电动势 ，仿造，仿造，仿造，仿造变压器或者同步电机定子漏磁通的处理方法，把漏电电动势作为变压器或者同步电机定子漏磁通的处理方法，把漏电电动势作为变压器或者同步电机定子漏磁通的处理方法，把漏电电动势作为变压器或者同步电机定子漏磁通的处理方法，把漏电电动势作为负电抗压降来处理负电抗压降来处理负电抗压降来处理负电抗压降来处理5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势

39、和磁场2.2.2.2.空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场5)5)5)5)空载时定子的电压方程空载时定子的电压方程空载时定子的电压方程空载时定子的电压方程综前所述，这样异步电动机一相定子电压方程为综前所述，这样异步电动机一相定子电压方程为综前所述，这样异步电动机一相定子电压方程为综前所述，这样异步电动机一相定子电压方程为：一相激磁电阻（等效铁耗电阻）；：一相激磁电阻（等效铁耗电阻）；：一相激磁电阻（等效铁耗电阻）；：一相激磁电阻（等效铁耗电阻）；：一相激磁电抗；：一相激磁电抗；：一相激磁电抗；：一相激磁电抗；：一相激磁阻抗；：一相激磁

40、阻抗；：一相激磁阻抗；：一相激磁阻抗；：一相定子电阻；：一相定子电阻；：一相定子电阻；：一相定子电阻；：一相定子漏电抗；：一相定子漏电抗；：一相定子漏电抗；：一相定子漏电抗；：一相定子漏阻抗；：一相定子漏阻抗；：一相定子漏阻抗；：一相定子漏阻抗；5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场2.2.2.2.空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场空载运行时的磁动势和磁场5)5)5)5)空载时定子侧时空相矢量图空载时定子侧时空相矢量图空载时定子侧时空相矢量图空载时定子侧时空相矢量图5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势

41、和磁场3.3.3.3.负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场1)1)1)1)负载运行时的基本电磁关系负载运行时的基本电磁关系负载运行时的基本电磁关系负载运行时的基本电磁关系说明：异步电动机定子绕组为说明：异步电动机定子绕组为说明：异步电动机定子绕组为说明：异步电动机定子绕组为 相，转子绕组为相，转子绕组为相，转子绕组为相，转子绕组为 相；相；相；相；异步电动势负载运行时定子回路频率为异步电动势负载运行时定子回路频率为异步电动势负载运行时定子回路频率为异步电动势负载运行时定子回路频率为 ，转子回路频，转子回路频，转子回路频，转子回路频 率

42、为率为率为率为 ；5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场3.3.3.3.负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场2)2)2)2)转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势异步电动机额定负载时异步电动机额定负载时异步电动机额定负载时异步电动机额定负载时 通常在通常在通常在通常在0.02-0.05 0.02-0.05 0.02-0.05 0.02-0.05 范围内，由此可知：范围内，由此可知：范围内，由此可知：范围内，由此可知：转子旋转时转子感应电动势

43、和电转子旋转时转子感应电动势和电转子旋转时转子感应电动势和电转子旋转时转子感应电动势和电流的频率很低，当流的频率很低，当流的频率很低，当流的频率很低，当 HzHzHzHz时，时，时，时，HzHzHzHz。转子电流的频率转子电流的频率转子电流的频率转子电流的频率 ：其频率取决于气隙旋转磁场切割转子绕组：其频率取决于气隙旋转磁场切割转子绕组：其频率取决于气隙旋转磁场切割转子绕组：其频率取决于气隙旋转磁场切割转子绕组的相对转速：的相对转速：的相对转速：的相对转速：，相对于转子转速为：相对于转子转速为：相对于转子转速为：相对于转子转速为：相对于定子的转速就为：相对于定子的转速就为：相对于定子的转速就为

44、：相对于定子的转速就为：相对于转子相对于转子相对于转子相对于转子转速转速转速转速 加上转子转速，加上转子转速，加上转子转速，加上转子转速，即：即：即：即：结论：不论转子静止还是旋转，转得快或慢，结论：不论转子静止还是旋转，转得快或慢，结论：不论转子静止还是旋转，转得快或慢，结论：不论转子静止还是旋转，转得快或慢，与与与与 在空间上在空间上在空间上在空间上总是相对静止，都以同步速总是相对静止，都以同步速总是相对静止，都以同步速总是相对静止，都以同步速 旋转，所以可得稳定的磁动势平旋转，所以可得稳定的磁动势平旋转，所以可得稳定的磁动势平旋转，所以可得稳定的磁动势平衡关系：衡关系：衡关系：衡关系：3

45、.3.3.3.负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场2)2)2)2)转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场的大小为：的大小为：的大小为：的大小为：定、转子磁动势保持相对静止是所有旋转电机产生恒定电磁转矩定、转子磁动势保持相对静止是所有旋转电机产生恒定电磁转矩定、转子磁动势保持相对静止是所有旋转电机产生恒定电磁转矩定、转子磁动势保持相对静止是所有旋转电机产生恒定电磁转矩的必要条件的必要条件的必要条件的必要条

46、件。3.3.3.3.负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场2)2)2)2)转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势在空间的位置：在空间的位置：在空间的位置：在空间的位置：具体分析见下页转子时空相矢量图具体分析见下页转子时空相矢量图具体分析见下页转子时空相矢量图具体分析见下页转子时空相矢量图由于异步电动机的转子转速为由于异步电动机的转子转速为由于异步电动机的转子转速为由于异步电动机的转子转速为 ，气隙合成旋转磁场切割转子，气隙合成旋转磁场切割转子，气隙合成旋转磁场切割转子，气

47、隙合成旋转磁场切割转子绕组的相对转速绕组的相对转速绕组的相对转速绕组的相对转速所以转子回路会感应频率为所以转子回路会感应频率为所以转子回路会感应频率为所以转子回路会感应频率为 的转子电动势的转子电动势的转子电动势的转子电动势 ，考虑到转子，考虑到转子，考虑到转子，考虑到转子绕组存在电阻和电抗，因此转子电流绕组存在电阻和电抗，因此转子电流绕组存在电阻和电抗，因此转子电流绕组存在电阻和电抗，因此转子电流 会落后转子电动势一个会落后转子电动势一个会落后转子电动势一个会落后转子电动势一个阻抗角阻抗角阻抗角阻抗角 5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场3.3.3.3.负载运

48、行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场2)2)2)2)转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势转子回路的频率及转子磁动势在空间的位置：在空间的位置：在空间的位置：在空间的位置：5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场气隙合成磁场气隙合成磁场气隙合成磁场气隙合成磁场 与转子磁动势与转子磁动势与转子磁动势与转子磁动势之间夹角为之间夹角为之间夹角为之间夹角为5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场3.3.3.3.负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和

49、磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场3)3)3)3)磁动势平衡及定、转子电流关系磁动势平衡及定、转子电流关系磁动势平衡及定、转子电流关系磁动势平衡及定、转子电流关系方程两边同时除以定子有效匝数及相数得方程两边同时除以定子有效匝数及相数得方程两边同时除以定子有效匝数及相数得方程两边同时除以定子有效匝数及相数得注：转子频率尚未归算注：转子频率尚未归算注：转子频率尚未归算注：转子频率尚未归算5.2 5.2 三相异步电机的磁动势和磁场三相异步电机的磁动势和磁场3.3.3.3.负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场负载运行时的磁动势和磁场3)3)3)3)

50、磁动势平衡及定、转子电流关系磁动势平衡及定、转子电流关系磁动势平衡及定、转子电流关系磁动势平衡及定、转子电流关系异步电动机负载后，定子电流异步电动机负载后，定子电流异步电动机负载后，定子电流异步电动机负载后，定子电流 中可认为包含两个分量，一是励中可认为包含两个分量，一是励中可认为包含两个分量，一是励中可认为包含两个分量，一是励磁电流分量磁电流分量磁电流分量磁电流分量 ，用来建立电机内主磁场，用来建立电机内主磁场，用来建立电机内主磁场，用来建立电机内主磁场 ，二是负载电流分，二是负载电流分，二是负载电流分，二是负载电流分量量量量 ，通过电机主磁场的耦合，负载电流分量是电机负载后转子，通过电机主