1、第1頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五交流電動機電動機直流電動機鼠籠式繞線式異步機同步機他勵、并勵、串勵、復勵電動機的分類7.1 異步電動機的主要結構、額定數據與基本工作原理第2頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 異步電動機的主要用途和分類 一、異步電機主要用作電動機，去拖動各種生產機械。 異步電動機的優點:結構簡單、容易制造、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高和具有適用的工作特征。 異步電動機的缺點:功率因數較差。異步電動機運行時，必須從電網里吸收落后性的無功功率，它的功率因數總是小于。調速性能不夠好。 第3頁，共198頁，2022

2、年，5月20日，23點30分，星期五 異步電動機運行時，定子繞組接到交流電源上，轉子繞組自身短路，由于電磁感應的關系，在轉子繞組中產生電動勢、電流，從而產生電磁轉矩。所以，異步電機又叫感應電機。二、異步電動機的種類很多，從不同角度看，有不同的分類法：（1）按定子相數分有 單相異步電動機； 兩相異步電動機； 三相異步電動機。（2）按轉子結構分有 繞線式異步電動機； 鼠籠式異步電動機。后者又包括單鼠籠異步電動機、雙鼠籠異步電動機和深槽式異步電動機。此外，根據電機定子繞組上所加電壓的大小，又有高壓異步電動機、低壓異步電動機之分。從其它角度看，還有高起動轉矩異步電機、高轉差率異步電機、高轉速異步電機等

3、等。第4頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五異步電機也可作為異步發電機使用。單機使用時，常用于電網尚未到達的地區，又找不到同步發電機的情況，或用于風力發電等特殊場合上。在異步電動機的電力拖動中，異步電機回饋制動時，即運行在異步發電機狀態。第5頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.1.2 三相異步機的結構YBZXAC轉子定子定子繞組（三相）機 座轉子：在旋轉磁場作用下， 產生感應電動勢或 電流。三相定子繞組：產生旋轉 磁場。線繞式鼠籠式鼠籠轉子 第6頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第7頁，共198頁，2022年，5月2

4、0日，23點30分，星期五 異步電動機在結構上也是由定子、轉子、氣隙組成。第8頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三相繞線式異步電動機結構圖第9頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 一、異步電動機的定子： 異步電動機的定子是由機座、定子鐵心和定子繞組三個部分組成的。 1、定子鐵心：是電動機磁路的一部分，裝在機座里。為了降低定子鐵心里的鐵損耗，定子鐵心用用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成的，在硅鋼片的兩面還應途上絕緣漆。下圖所示為定子槽,其中(a)是開口槽，用于大、中型容量的高壓異步電動機中；(b)是半開口槽，用于中型500V以下的異步電動機中；(c)

5、是半閉口槽，用于低壓小型異步電動機中。第10頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第11頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第12頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第13頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第14頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第15頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第16頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第17頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 2、定子繞組： 高壓大、中型容量

6、的異步電動機定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如圖(a)所示。對中、小容量低壓異步電動機，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來，根據需要可接成Y形或形，如圖(b)所示。定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導線繞成，嵌在定子槽內。第18頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五定子繞組第19頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 3、機座：主要是為了固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機，還要支撐電機的轉子部分。因此，機座應有足夠的機械強度和剛度。對中、小型異步電動機，通常用鑄鐵機座。對大型電機，一般采用鋼板焊接的機座，整個機座和座式軸承都固定在同一個底板上。

7、二、氣隙： 第20頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五異步電動機的氣隙是均勻的。氣隙大小對異步電動機的運行性能和參數影響較大，由于勵磁電流由電網供給，氣隙越大，勵磁電流也就越大，而勵磁電流又屬于無功性質，它要影響電網的功率因數，因此異步電動機的氣隙往往以機械條件所能允許達到的最小數值。異步電動機的氣隙比同容量直流電動機的氣隙小得多，氣隙一般為0.21.5mm左右。在中、小型異步電動機中，中小型一般為0.11mm第21頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三、異步電動機的轉子： 異步電動機的轉子是由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成的 。 1、轉子鐵心：是

8、電動機磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。鐵心固定在轉軸或轉子支架上，整個轉子的外表呈圓柱形。 2、轉子繞組：分為籠型和繞線型兩類。 1）籠型轉子：籠型繞組是一個自己短路的繞組。在轉子的每個槽里放上一根導體，在鐵心的兩端用端環連接起來，形成一個短路的繞組。如果把轉子鐵心拿掉，則可看出，剩下來的繞組形狀像個松鼠籠子，如圖（a) 所示，因此又叫鼠籠轉子。導條的材料有用銅的，也有用鋁的。第22頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 如果用的是銅料，就需要把事先做好的裸銅條插入轉子鐵心上的槽里，再用銅端環套在伸了兩端的銅條上，最后焊在一起，如圖(b)所示。如果用的是鑄

9、鋁，就連同端環、風扇一次鑄成，如圖(c)所示 ?；\型轉子結構簡單、制造方便、是一種經濟、耐用的電機，所以應用極廣。第23頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第24頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 2）繞線型轉子：繞線型轉子的槽內嵌放有用絕緣導線組成的三相繞組，一般都聯接成Y形。轉子繞組的三條引線分別接到三個滑環上，用一套電刷裝置引出來，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯到轉子繞組回路里去，以改善電動機的啟動性能或調節電動機的轉速。 與籠型轉子相比較，繞線型轉子結構稍復雜，價格稍貴，因此只在要求起動電流小，起動轉距大，或需平滑調速的場合使用。第2

10、5頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五定子stator轉子Rotor定子繞組通過電流定子鐵心導磁作用機座機械支撐機械部分、絕緣部分、冷卻部分、保護部分（如：轉軸、軸承、風扇、絕緣工件）電磁部分繞組鐵心導磁作用繞線型鼠籠型導電作用第26頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.1.4 異步電動機的銘牌數據三相異步電動機的銘牌上標明電機的型號、額定數據等。1 異步電動機的型號： 電機產品的型號一般采用大寫印刷體的漢語拼音字母和阿拉伯數字組成。其中漢語拼音字母是根據電機的全名稱選擇有代表意義的漢字，再用該漢字的第一個拼音字母組成。例如Y系列三相異步電動機

11、表示如下：第27頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五異步電動機 極數 Y 100 L 1 2 鐵心長度代號 機座中心高 機座長度代號小型異步電機：第28頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五產品代號：表示異步電機規格代號：表示中心高355mm、中機座、2號鐵心長、4極中型異步電機第29頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五產品代號：表示異步電機規格代號：表示功率630KW、10極、定子鐵心外徑1180mm大型異步電機第30頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五我國生產的異步電動機種類很多，下面列出一些常見

12、的產品系列。Y系列為小型鼠籠全封閉自冷式三相異步電動機。用于金屬切削機床、通用機械、礦山機械、農業機械等。也可用于拖動靜止負載或慣性負載較大的機械，如壓縮機、傳送帶、磨床、錘擊機、粉碎機、小型起重機、運輸機械等。JQ2 和JQO2系列是高起動轉矩異步電動機，用在起動靜止負載或慣性負載較大的機械上。JQ2 是防護式和JQO2是封閉式的。JS系列是中型防護式三相鼠籠異步電動機。JR系列是防護式三相繞線式異步電動機。用在電源容量小、不能用同容量鼠籠式電動機起動的生產機械上。JSL2 和JRL2系列是中型立式水泵用的三相異步電動機，其中JSL2 是鼠籠式，JRL2是繞線式。第31頁，共198頁，202

13、2年，5月20日，23點30分，星期五JZRL2 和JZS2系列是起重和冶金用的三相異步電動機，JZSL2是鼠籠式，JZRL2是繞線式。JD2 和JDO2系列是防護式和封閉式多速異步電動機。BJO2 系列是防爆式鼠籠異步電動機。JPZ系列是旁磁式制動異步電動機。JZZ系列是錐形轉子制動異步電動機。JZT系列是電磁調速異步電動機。其他類型的異步電動機可參閱產品目錄。第32頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五2 異步電動機的額定值：異步電動機的額定值包含下列內容：（1）額定功率 PN 指電動機在額定運行時軸上輸出的機械功率，單位是kw。（2）額定電壓 UN 指額定運行狀態下

14、加在定子繞組上的線電壓，單位為V。（3）額定電流IN 指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時，定子繞組中的線電流，單位為A。（4）額定頻率f 指我國規定工業用電的頻率是50Hz。第33頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五（5）額定轉速n 指電動機定子加額定頻率的額定電壓，且軸端輸出額定功率時電機的轉速，單位為r/min 。（6）額定功率因數 指電動機加額定負載時，定子邊的功率因數。第34頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第35頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三相異步電動機的接線方法CZBXYA定子繞組在接

15、線盒中布置定子繞組的Y型連接ZXYCBA定子繞組的型連接CBAZXY第36頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三相異步電機的定子可接成Y或D有時銘牌上標“電壓380/220，Y/”表示：電壓=380V時，應接成Y電壓=220V時，應接成第37頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 如果電動機定子繞組有六根引出線，并已知其首、末端，分幾種情況討論。（1）當電動機銘牌上標明“電壓380/220V，接法Y/”時，這種情況下，究竟是接成Y或，要看電源電壓（線電壓）的大小。如果電源電壓為380V，則接成Y接；電源電壓為220V時，則接成接。（2）當電動機銘牌

16、上標明“電壓380V，接法時”時，則只有這一種接法。但是在電動機起動過程中，可以接成Y接，接在380V電源上，起動完畢，恢復接法。對有些高壓電動機，往往定子繞組有三根引出線，只在電源電壓符合電動機銘牌電壓值，便可使用。第38頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.1.5 異步電動機的工作原理工作原理：三相異步電動機定子接三相電源后，電機內便形成圓形旋轉磁動勢，圓形旋轉磁密，設其方向為逆時針轉，如圖所示。若轉子不轉，轉子鼠籠導條與旋轉磁密有相對運動，導條中有感應電動勢e，方向由右手定則確定。由于轉子導條彼此在端部短路，于是導條中有電流，不考慮電動勢與電流的相位差時，電流方

17、向同電動勢方向。這樣，導條就在磁場中受力f，用左手定則確定受力方向，如圖所示。第39頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三相異步電動機的工作原理(物理模型解釋）nNSTfn1fn總是n1定子合成磁場是旋轉的，n1轉子繞組感應出電動勢第40頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五轉子受力，產生轉矩T，為電磁轉矩，方向與旋轉磁動勢同方向，轉子便在該方向上旋轉起來。轉子旋轉后，轉速為n，只要nn1（n1為旋轉磁動勢同步轉速），轉子導條與磁場仍有相對運動，產生與轉子不轉時相同方向的電動勢、電流及受力，電磁轉矩T仍舊為逆時針方向，轉子繼續旋轉，穩定運行在T=T

18、L情況下。記為異步電動機轉差率：第41頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 1、只要感應電動機的定子繞組產生旋轉磁場，轉子繞組形成閉合回路，電動機就會旋轉。 2、轉子的旋轉速度n始終小于磁場的旋轉速度n1。 3、轉子速度n與磁場速度n1的轉差n，與磁場速度n1的比值叫轉差率s。很小，S =0.010.05結論：第42頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五注意：在正常情況下，異步電動機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的轉速（同步轉速）。轉差率是一個表征異步電動機運行狀態的一個基本參數。感應電動機的轉速隨負載的變化而變化。第43頁，共198頁，2022年，

19、5月20日，23點30分，星期五三相異步電機的3種運行狀態第44頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第45頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.2 異步電動機的運行分析正常情況下，電機轉子總是旋轉的，但是為了分析問題的方便，在這里我們首先從轉子靜止出發進行分析。轉子靜止的2種情況：(1)轉子繞組開路：有感應電勢，不能形成轉子電流無電磁力(2)轉子繞組不開路有感應電勢、形成轉子電流、受電磁力；但轉子被堵死不能轉(堵轉)第46頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 7.2 三相異步電動機轉子不轉、轉子繞組開路時的電磁關系7.2

20、.1 正方向的規定： 第47頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.2.2 磁通及磁動勢：1、勵磁磁動勢：我們給異步電動機通入對稱的三相交流電時，根據我們前面所學的可知將會在氣隙中會產生一個旋轉的氣隙磁場，這個旋轉的磁場會同時切割定轉子繞組，這樣，在兩個繞組內會產生相應的感應電動勢，但是由于轉子繞組是開路的所以，沒有電流，即沒有磁動勢，由此可見，在這種情況下，整個氣隙磁場全部是由定子繞組內的三相對稱電流產生，為此，定子磁動勢又叫做勵磁磁動勢，定子電流亦叫做勵磁電流。 第48頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五而由于整個分析過程是完全對稱的，所以我

21、們在分析時僅以A相為例來進行講解。下面我們來看一下由電流產生的旋轉磁場的磁動勢的特點：1）幅值：2）轉向：逆時針轉向。A1B1C13）轉速：相對于定子繞組以角頻率旋轉。4）瞬間位置：正如前面所分析的，當A相電流達到正最大 時，他所對應的磁動勢也達到正最大。第49頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 轉子不轉的三相異步電機，相當于一臺副邊開路的三相變壓器，其中定子繞組是原繞組，轉子繞組是副繞組，只是在磁路中，異步電機定、轉子鐵心中多了一個空氣隙磁路而已。2）主磁通和漏磁通：主磁通：同時鉸鏈定子、轉子、氣隙構成閉和回路的磁通，氣隙里每極主磁通量用1 表示漏磁通：只鉸鏈定子繞

22、組就形成閉和回路，叫定子漏磁通，用 表示。第50頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五如圖所示：第51頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第52頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 由于氣隙是均勻的，勵磁磁動勢F0產生的主磁通1所對應的氣隙磁密是一個在氣隙中旋轉、在空間按正弦分布的磁密。用空間向量表示為 ， 的位置在其最大值處， 為是氣隙磁密的最大值。氣隙里每極主磁通為：氣隙磁密和勵磁磁動勢同方向，這是因為磁動勢達到最大值時，該處的磁密也為最大。（在不考慮磁滯、渦流的影響下） 第53頁，共198頁，2022年，5月20日，2

23、3點30分，星期五 7.2.3 感應電動勢:我們以知旋轉磁場同時切割定轉子繞組,在定轉子繞組內將會產生感應電動勢E1,E2,根據我們前面所學的知識可知:定子、轉子每相電動勢之比叫電壓變化，用ke表示，即:第54頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 的相位關系： 我們已知感應電動勢總是滯后于產生他的磁通900，而在轉子不轉，且轉子繞組開路的情況下，定子和轉子是被同一個磁通所鉸鏈，所以，很顯然，兩個感應電動勢之間是同相位的。 勵磁電流：和前面分析變壓器的情況是一樣的，勵磁電流也是由Ioa 和Ior兩分量組成。第55頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五

24、 有功分量Ioa很小，因此 領先 一個不大的角度。在時間空間向量圖上， 與 相位相同， 與 相位一樣， 和 領先 一個不大的角度。 第56頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五+j+A1, +A1+j+A1, +A1第57頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.2.5 電壓方程式： 從前面的圖中，我們可以得到相應的電動勢平衡方程式，但是在這里需要注意的一點是：定子繞組的漏磁通在定子繞組內也會產生一個電動勢，我們稱之為定子漏電動勢，用 表示，所以，電壓方程式為：第58頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五式中 是定子一相繞組的漏

25、阻抗。上式用相量表示時，與三相變壓器副繞組開路時的情況，完全一樣。第59頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.2.6 等值電路： 與三相變壓器空載時一樣，異步電動機也能找出并聯或串聯的等值電路。已知：于是，電壓平衡等式為 第60頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五作成電路圖：轉子回路電壓方程式：第61頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第62頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第63頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五異步電動機電磁關系與變壓器十分相似，但它們之間存在差異：

26、（1）主磁場性質不同，異步電動機氣隙中為旋轉磁場，而變壓器為脈振磁場（2）由于異步電機存在氣隙，主磁路磁阻大，同變壓器相比，建立同樣的磁通所需勵磁電流大。（3）由于氣隙的存在，加之繞組結構的不同，異步電動機的漏磁通較大，其所對應的漏抗也較變壓器大。（4）異步電機通常采用短距和分布繞組，故計算電動機時需考慮繞組系數，而變壓器則為整距、集中繞組。第64頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.3 三相異步電動機轉子堵轉時的電磁關系 堵轉:即堵住轉子讓轉子不轉的現象,實際上就是對轉子進行了短路.下面,我們就來詳細的分析一下,當轉子被短路情況下的電機的電磁關系.7.3.1 磁動勢

27、和磁通:1 磁動勢:異步電動機轉子被短路的這種情況和變壓器副邊短路的情況類似.第65頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五定子轉子第66頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 現在,轉子被短路,所以,當在定子繞組內通入三相對稱電流后,產生的沿逆時針方向旋轉的磁場,不僅在定子繞組內產生磁動勢,在轉子繞組內也會產生磁動勢,下面我們就來詳細的進行分析.一、轉子側磁動勢的特點：在三相對稱的轉子 繞組里流過三相對稱電流時，產生的轉子空間旋轉磁動勢 的特點：1）幅值：2）轉向：假設氣隙旋轉磁密是逆時針方向旋轉，在轉子繞組內感應產生的電動勢及電流的相序第67頁，共

28、198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五就應為A2B2C2。3）轉速：相對于轉子繞組為注意：現在定轉子被同一個磁通所鉸鏈，所以，產生的電流的頻率是相等的。4）瞬間位置：當A相電流達到正的最大值時，與他相對應的磁動勢也達到正的幅值。與副邊短路的三相變壓器一樣，當異步電機轉子繞組短路時，定子邊電流不再是 ，用 表示。由定子電流產生的氣隙空間旋轉磁動勢用 表示，叫定子旋轉磁動勢。定子旋轉磁動勢的特點與轉子繞組開路時一樣，僅幅值不同。第68頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 轉于繞組短路的三相異步電機，作用在磁路上的磁動勢有兩個：一為定子旋轉磁動勢 ；一為轉子旋

29、轉磁動勢。由于它們的旋轉方向相同，轉速又相等，只是一前一后地旋轉著，我們稱它們為同步旋轉。 既然它們是同步旋轉，又作用在同一個磁路上，把它們按向量的關系加起來，得到合成的磁動勢仍用 表示。即:第69頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五這個合成的旋轉磁動勢 ，才是產生氣隙每極主磁通 的磁動勢。主磁通 在定、轉子相繞組里感應電動勢 和2）漏磁通：在這種情況下,除了定子側的漏磁通外,轉子側有電流也要產生漏磁通,表現為注意，變壓器中的主磁通是脈振磁通， 是它的最大振幅。在異步電動機中，氣隙里主磁通的卻是旋轉磁通，它對應的磁密波沿氣隙圓周方向是正弦分布，以同步速相對于定子在旋轉，

30、 表示氣隙里每極的磁通量。第70頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 7.3.2 定轉子回路方程: 根據前面的分析可知:式中: 是轉子繞組的漏阻抗. 轉子相電流為:第71頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五式中 是轉子繞組回路的功率因數角.顯然，上式中的轉子側的感應電動勢和電流、電抗等的頻率都是 ，轉子電流在相位上滯后與電動勢 時間電角度。根據定、轉子磁動勢合成關系，有改寫成 第72頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五從上面的分析我們可以看出，當轉子側電流不為零時，他也會產生一個磁動勢，而定子側的磁動勢此時變成了 ，這就可

31、以認為定子旋轉磁動勢里包含著兩個分量：一個分量是大小等于 ，而方向與 相反，用 表示。它的作用是抵消轉子旋轉磁動勢對主磁通的影響；另一個分量就是勵磁磁動勢 。它是用來產生氣隙旋轉磁密的。由于這種情況下定子磁動勢已變為 了，定子繞組里的電流也就變為 了。第73頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五定子回路的電壓方程式為：7.3.3 轉子繞組的折合（折算）： 從前面的分析我們可以看出，分別對定轉子進行分析太過麻煩，異步電動機定、轉子之間沒有電路上的聯結，只有磁路的聯系，這點和變壓器的情況相類似 ，所以在這里我們仍采用折算的方法，把轉子折算到定子側，用一個新轉子，它的相數、每相

32、串聯匝數以及繞組系數都分別和定子的一樣（三相、 ）第74頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 媽媽開了個淘寶店，歡迎前來捧場 媽媽的淘寶點開了快半年了，主要賣的是毛絨玩具、坐墊、抱枕之類的，感覺媽媽還是很用心的，花了不少功夫，所以我也來出自己的一份力，幫忙宣傳一下。 并且媽媽總是去五亭龍挑最好的玩具整理、發貨，質量絕對有保證。 另外我家就在揚州五亭龍玩具城旁邊，貨源豐富，質量可靠，價格便宜。 歡迎大家來逛逛【揚州五亭龍玩具總動員】個人小廣告：第75頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 但是關鍵的一點是：要保證轉子側在折算前后對整個磁場的影響不能發

33、生改變，即折算前后轉子的總視在功率、有功功率、轉子的銅耗和漏磁場儲能均保持不變。簡單的說就是轉子側的磁動勢沒有改變，不影響定子邊。 根據定、轉子磁通勢的關系： 可以寫成第76頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五令這樣可得第77頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五簡化為： 而折算前后的電流的關系為：第78頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 電流變比式中 是轉子繞組的相數，只有繞線式三相異步電動機轉子繞組是三相，鼠籠式異步電動機轉子繞組一般不是三相，而是 相。 經過折算，從表面上看，好像定、轉子之間真的在電路上有了聯系。 第

34、79頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 這樣，我們就可以對相關的量進行折算。 于是轉子回路的電壓方程式 ：第80頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五于是折合后轉子漏阻抗與折合前轉子漏阻抗的關系為：折合前后的功率關系不變。例如轉子里的銅損耗，用折合后的關系表示為：第81頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五折合前后的無功功率也不變。例如轉子漏抗上的無功功率，用折合后的關系式表示為即折算后的量我們全部用“”來表示.第82頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 7.3.4 基本方程式、等值電路和相量圖： 整

35、理可的基本方程式：第83頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第84頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第85頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五異步電動機定、轉子的漏阻抗標么值都是比較小的，如果在它的定子繞組加上額定電壓，這時定、轉子的電流都很大，大約是額定電流的47倍。這就是異步電動機加額定電壓直接起動而轉速等于零的瞬間情況。如果使電動機長期工作在這種狀態，則有可能將電機燒壞。有時為了測量異步電動機的參數，采用轉子繞組短路并堵轉實驗。為了不使電動機定轉子過電流，必須把加在定子繞組上的電壓降低，以限制定、轉子繞組中的電流。

36、第86頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第87頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.4 三相異步電動機轉子旋轉時的電磁關系 前面我們分析了轉子不轉、開路和轉子堵轉、短路情況下的異步電動機的工作原理，下面我們來看一下轉子旋轉時將會是怎樣的電磁關系。7.4.1 轉差率 當轉子以轉速 開始旋轉時，此時顯然，氣隙磁場不再以同步轉速 切割轉子繞組，同步轉速和轉子轉速之間有一個同方向的相對運動，即此時的氣隙磁場是以一個 在切割轉子繞組：第88頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五nNSTfn1f第89頁，共198頁，2022年，5月

37、20日，23點30分，星期五s是一個沒有量綱的數，它的大小也能反映電動機轉子的轉速。例如 時， ; 時， ； 時s為負；電動機轉子的轉向與氣隙旋轉磁密 的轉向相反時，s1。一般：7.4.2 轉子電動勢： 當異步電動機轉子以轉速 恒速運轉時，此時一些相應的物理量將要結合轉差率發生相應的變化轉子回路的電壓方程式為：第90頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 此時在轉子繞組內感應產生的感應電動勢和感應電流及其他一些相關的參數的頻率發生了變化。因為現在切割速度為：表現在電動機轉子上的頻率 為：為此轉子頻率也叫轉差頻率。正常運行的異步電動機，轉子頻率約為0.52.5Hz。轉子旋轉

38、時轉子繞組中感應電動勢為：第91頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五上式說明了當轉子旋轉時，每相感應電動勢與轉差率s成正比。 轉子漏抗 是對應轉子頻率時的漏電抗。它與轉子不轉時轉子漏電抗 (對應于頻率 )的關系為： 第92頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五正常運行的異步電動機，7.4.3 定、轉子磁動勢及磁動勢關系 下面對轉子旋轉時，定、轉子繞組電流產生的空間合成磁動勢進行分析。1定于磁動勢 ： 前面我們以多次詳細的介紹了，在這里不在重復。2、轉子旋轉磁動勢 ：（1）幅值：第93頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五（2）

39、轉向：由于現在的氣隙磁場在切割轉子繞組時僅是切割速度發生了變化，而它的旋轉方向并沒有發生改變，所以此時是以 的速度沿逆時針方向切割轉子繞組，因此：產生電流的相序仍然是 由轉子電流入產生的三相合成旋轉磁動勢的轉向，相對于轉子繞組而言，仍為逆時針方向旋轉。（3）轉速：第94頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五（4）瞬間位置：當轉子繞組哪相電流達正最大值時，正好位于該相繞組的軸線上。3合成磁動勢：搞清楚了定、轉子三相合成旋轉磁動勢的特點后，現在希望站在定子繞組的角度上看定、轉子旋轉磁動勢（1）幅值：關于定、轉子磁勢的幅值，不因站在定子上看而有什么改變，仍為前面分析的結果。（2

40、）轉向：二者的轉向相對于定子都為逆時針方向旋轉。 第95頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 （3）轉速：相對與定子繞組而言，定子磁動勢 的轉速為 ，而轉子我們分開看：首先轉子磁動勢相對于轉子的轉速為而轉子本身又是以轉速n 旋轉，為此站在定子繞組上看轉子旋轉磁動勢的轉速為于是，轉子旋轉磁動勢相對于定子繞組的轉速為： 第96頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 可見，轉子磁動勢和定子磁動勢的轉速在空間總是等于同步轉速，始終保持相對靜止，即定、轉子磁勢之間沒有相對運動！所以，感應電機在任何異步轉速下均能產生恒定的電磁轉矩，并實現機電能量轉換。所以：合

41、成的總磁動勢，仍用 來表示。即 這種情況下的合成磁動勢，與前面介紹過的兩種情況下的勵磁磁動勢，就實質來說都一樣，都是產生氣隙每極主磁通的勵磁磁動勢。就大小來說，不一定都一樣大。 第97頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第98頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 7.4.4 轉子繞組頻率的折合: 通過對轉子旋轉的分析可知,轉子旋轉后,轉子頻率的大小僅僅影響轉子旋轉磁動勢相對于轉子本身的轉速 ,轉子旋轉磁動勢相對于定子的轉速永遠為同步轉速,與轉子電流的頻率無關,另外,定轉子之間是通過磁動勢相聯系的,所以只要保持轉子旋轉磁動勢的大小不變,至于電流的頻

42、率是多少無所謂.根據這個概念,我們對下式進行變換:第99頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五同時，在頻率變換的過程中，除了電流有效值保持不變外，轉子電路的功率因數角 也沒有發生任何變化。即在上式的推導過程中，并沒做任何的假設，結果證明了兩個電流 和 的有效值以及初相角完全相等,但此時的頻率以從變成 ,下面我們來分析一下這兩個有效值相等的電流和它們的頻率如何。第100頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五由此可見,頻率折算是用一個靜止的電阻為 的等效轉子去代替電阻為R2的實際旋轉的轉子,等效轉子將與實際轉子具有相同的轉子磁動勢.第101頁，共198頁

43、，2022年，5月20日，23點30分，星期五 此時，轉子電路雖然經過這種變換，但是從定子邊看轉子旋轉磁通勢并沒有發現任何不同，兩個情況下產生的磁通勢的幅值大小是完全一樣的，這就是轉子電路的頻率折算，即：把轉子旋轉時實際頻率為f2的電路，變成了轉子不轉，頻率為f1的電路。 而把上式得到的電阻的形式再進行變形，可以分解成，很明顯和轉子不轉時相比，轉子側多了一個電阻。第102頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 注意:它的電動勢為轉子不轉時 （注意不是轉子堵轉時的電動勢），轉子回路的電阻變成 ，漏電抗變成 。對其中轉子回路電阻來說，除了原來轉子繞組本身電阻 外，相當于多串一

44、個大小為 的電阻,由等效電路可見.而這個電阻很重要！ 第103頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第104頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 我們知道在轉子旋轉時有機械能產生，在經過了頻率折算后，得到轉子側的頻率和定子側的頻率相等，而我們知道在轉子靜止轉子短路的情況下，我們得到兩側的頻率相等的情況，能量是不能憑空消失的，所以，顯然，此時我們是用一個靜止的轉子電阻來代替旋轉的轉子電阻，即用在靜止的轉子上消耗的電功率來等值代替旋轉的時候產生的機械能。 再考慮把轉子繞組的相數、匝數以及繞組系數都折合到定子邊，轉子回路的電壓方程式則變為 ：第105頁，

45、共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 當異步電動機轉子電路進行了頻率折合后， 轉子旋轉磁通勢的幅值可寫成: 再考慮轉子繞組的相數、匝數折合， 為:第106頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 這樣一來，定、轉子旋轉磁動勢的關系 ，又可寫 : 7.4.5 基本方程式、等值電路和時間空間向量圖 : 與異步電動機轉子繞組短路并把轉子堵住不轉時相比較，在基本方程式中，只有轉子繞組回路的電壓方程式有所差別，其他幾個方程式都一樣?？梢姡檬剑?-10）代替式（7-7），就能得到異步電動機轉子旋轉時的基本方程式，為:第107頁，共198頁，2022年，5月20日，

46、23點30分，星期五第108頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 這樣就可以畫出相應的等值電路:第109頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五從等效電路圖上我們可以看出，轉子電路中多了一個表征機械負載的等效電阻 ，而在這個電阻上消耗的電功率在數值上剛好和轉子旋轉時的機械功率相等。第110頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 當異步電動機空載時，轉子的轉速接近同步速，轉差率s很小， 趨于， 電流可認為等于零,這時定子電流就是勵磁電流,電動機的功率因數很低。 當電動機運行于額定負載時，轉差率 約為 的20倍左右，等值電路里轉子邊

47、呈電阻性，功率因數 較高。這時定子邊的功率因數 也比較高，可達0.80.85.第111頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五由于異步電動機定子漏阻抗不大,異步電動機從空載到額定負載運行時，由于定于電壓不變，主磁通1基本上也是固定的數值。因此勵磁電流也差不多是個常數。但是，當異步電動機剛起動時，轉速n0（s=1），這時定子電壓全部降落在定、轉子的漏阻抗上，這樣，定、轉子漏阻抗上的電壓降近似為定子電壓一半左右。也就是說，近似是的一半左右，氣隙主磁通1也將變為空載時的一半左右,這樣,根據上述五個基本方程式畫出的異步電動機時間空間相量圖，與三相變壓器帶純電阻負載運行時的相量圖相似

48、。第112頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.4.6 鼠籠轉子: 鼠籠轉子每相鄰兩根導條電動勢(電流)的相位相差的電角度與他們空間相差的電角度是相同的,導條是均勻分布的.若一對磁極范圍內有m2根導條,轉子就感應產生m2相對稱的感應電動勢和電流.若一對磁極范圍內的導條數不為整數,則取m2等于轉子槽數. 對于鼠籠轉子的整個分析過程和前面我們所用的方法相同,所以,在這里我們不在進行詳細的分析.第113頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.5 三相異步電動機的功率與轉矩7.5.1 功率關系: 當三相異步電動機以轉速n穩定運行時，從電源輸入的功率為

49、:定子銅損耗 為:第114頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 在正常情況下，轉子的轉速接近與同步轉速，所以轉子回路的鐵耗很小，我們給予忽略，因此只計定子回路的鐵耗： 從等值電路看出，傳輸給轉子回路的電磁功率等于轉子回路全部電阻上的損耗。電磁功率也可表示為 ：第115頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 轉子繞組中的銅損耗為： 這樣電磁功率減去轉子銅耗，剩下的就是等效電阻上的損耗，而此損耗實際上是電機轉軸上總的機械功率，用 表示。 電動機在運行時，會產生軸承以及風阻等摩擦阻轉矩，這也要損耗一部分功率，把這部分功率叫做機械損耗，用 表示。第116頁

50、，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 當然除了這些損耗外，還有一些附加損耗等， 這樣，輸出功率為： 所以整個功率傳遞過程中的功率關系為： 功率流程圖：第117頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 從以上功率關系定量分析中看出，異步電動機運行時電磁功率、轉子回路銅損耗和機械功率三者之間的定量關系是：7.5.2 轉矩關系： 機械功率 除以軸的角速度就是電磁轉矩 ，即：第118頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 式中1為同步角速度（用機械角表示），對功率表達式進行變形：T0是空載轉矩 7.5.3 電磁轉矩的物理表達式：電磁功率除

51、以同步機械角速度 得電磁轉矩：第119頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第120頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 式中 ： 是一常數，叫轉矩系數。 第121頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五例：第122頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第123頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第124頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第125頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第126頁，共198頁，2022年，5月20日，23點

52、30分，星期五第127頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第128頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五7.6 三相異步電動機的機械特性 三相異步電動機的機械特性是指在定子電壓、頻率和參數固定的條件下，電磁轉矩T與轉速 （或轉差率 ）之間的函數關系。7.6.1 機械特性的參數表達式:已知:第129頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五異步機等值電路中，由于勵磁阻抗比定、轉子漏阻抗大很多，把T型等值電中勵磁阻抗這一段電路前移來計算 ，誤差很小,故:代入上面電磁轉矩公式中去，得到:第130頁，共198頁，2022年，5月20日，2

53、3點30分，星期五 這就是機械特性的參數表達式。固定 、及阻抗等參數， 畫成曲線便為Ts曲線。7.6.2 固有機械特性什么是固有機械特性？ 三相異步電動機的固有機械特性是指電動機在額定電壓和額定頻率下，按規定的接線方式接線，定子和轉子電路不外接電阻或電抗時的機械特性。第131頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五1 固有機械特性曲線第132頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五從圖上我們可以看出相異步電動機固有機械特性不是一條直線，它具有以下特點：（1）在0S1，即0 nn1的范圍內，特性在第象限，電磁轉矩T和轉速n都為正，從正方向規定判斷，T與n同

54、方向，如圖所示。電動機工作在這范圍內是電動狀態。這也是我們分析的重點.第133頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 （2）在s0范圍內， ，特性在第象限，電磁轉矩為負值，是制動性轉矩，電磁功率也是負值，是發電狀態，如圖左上部所示,機械特性在 S0和s0兩個范圍內近似對稱。（3）在s1范圍內，nO，特性在第象限，T0，也是一種制動狀態，如圖右下部所示。在第象限電動狀態的特性上，B點為額定運行點，其電磁轉矩與轉速均為額定值。A點， T=0,為理想空載運行點。C點是電磁轉矩最大點。D點n=0，轉矩為TS，是起動點（見圖 ）。第134頁，共198頁，2022年，5月20日，23

55、點30分，星期五第135頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三相異步電動機的固有機械特性sn0nNsNnmsm10TNTstTmaxTABCD第136頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五2 幾個特殊點將s1代入式中，得到起動轉矩為:第137頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五從式中看出，TSt與電壓平方成正比，而且轉子電阻越大，起動轉矩越大，漏電抗越大，起動轉矩越小。 起動轉矩倍數:起動轉矩與額定轉矩的比值稱為起動轉矩倍數，用 表示， 電動機起動時，只有TSt大于(1.11.2)倍的負載轉矩才可順利起動。一般異步電動機起動

56、轉矩倍數 。 第138頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 （2）最大轉矩點B: 正、負最大電磁轉矩可以從參數表達式求得，令 :得到最大電磁轉矩:最大轉矩對應的轉差率稱為臨界轉差率第139頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 一般情況下， 值不超過 的5%，可以忽略。這樣一來，有: 也就是說，異步發電機狀態和電動機狀態的最大電磁轉矩絕對值可近似認為相等，臨界轉差率也近似認為相等，機械特性具有對稱性。第140頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五過載倍數:最大電磁轉矩與額定電磁轉矩的比值即最大轉矩倍數，又稱過載能力，用表示為

57、一般三相異步電動機=1.62.2,起重、冶金用的異步電動機=2.22.8。 第141頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第142頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 3.穩定運行問題: 從三相異步電動機機械特性上看，當 ， 機械特性下斜，拖動恒轉矩負載和泵類負載運行時均能穩定運行。當 ，機械特性上翹，拖動恒轉矩負載不能穩定運行。拖動泵類負載時，滿足 處 的條件，即可以穩定運行。但是由于這時候轉速低，轉差率大，轉子電動勢 比正常運行時大很多，造成轉子電流、定子電流均很大，不能長期運行。因此三相異步電動機穩定運行在 范圍內，長期穩定運行在 范圍內。第

58、143頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 7.6.3 人為機械特性:從機械特性表達式上我們可以看出我們可以通過改變一些參數使得特性曲線更滿足用戶的需要,這樣就得到了我們的人為機械特性曲線. 1)降低定子端電壓的人為機械特性: 除了自變量與因變量外，保持其它量都不變，只改變定子電壓的大小，研究這種情況下的機械特性。由于異步電機的磁路在額定電壓下已有點飽和了，故不宜再升高電壓。下面討論只降低定子端電壓時的人為機械特性。 第144頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五從表達式上可以看出,異步電機的同步轉速與電壓無關不同電壓的人為機械性，都得通過 點。我

59、們知道，電磁轉矩T與 成正比，為此最大轉矩 以及起動轉矩TS都要隨 的降低而按 的平方減小。而最大轉矩對應的轉差率 不變。如圖所示。問題:拖動額定負載的異步電動機能否長期處于低壓下運行？半載或輕載呢？ 第145頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三相異步電動機降壓時的人為機械特性0.64Tmax0.64Tstsnsm10TLUN0TstTmaxTn1A0.8UN0.25Tmax0.25Tst0.5UN第146頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五2、定子串接電阻時的機械特性1 0Tsms n0n1Rsm第147頁，共198頁，2022年，5月20日

60、，23點30分，星期五3、定子串接電抗器時的機械特性1 0TmTsms n0n1Tmxstsm第148頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五4轉子回路串入三相對稱電阻的人為機械特性: 繞線式三相異步電動機通過滑環，可以把 三相對稱電阻串入轉子回路而后三相再短路。第149頁，共198頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五 從機械特性的表達式上可以看出,最大電磁轉矩與轉子每相電阻值無關，即轉子串入電阻后，Tm不變?？闯?，臨界轉差率: 轉子回路串電阻并不改變同步轉速.轉子回路串三 相對稱電阻后的人為機械特性圖所示。 從圖看出，轉子回路稍串入一些電阻，可以增大 起動轉矩