第五章異步電機（二）——三相異步電動機運行原理及單相異步電動機第一節(jié)三相異步電動機運行時的電磁過程一、異步電動機負載時的物理情況

當三相異步電動機的定子繞組接到對稱三相電源時，定子繞組中就通過三相交流電流。若不計諧波和齒槽影響，這個對稱三相交流電流將在氣隙內(nèi)形成按正弦規(guī)律分布、并且以同步轉速n0旋轉的旋轉磁動勢F1，由旋轉磁動勢F1建立旋轉的氣隙主磁場Bm。這個旋轉磁場切割定子、轉子繞組，分別在定子、轉子繞組內(nèi)感應出定子電動勢和轉子電動勢。在轉子電動勢作用下轉子回路中有對稱三相電流流過。于是，在氣隙磁場和轉子電流的相互作用下，產(chǎn)生了電磁轉矩，轉子就順著旋轉磁場的方向轉動。1空載的情況下：n≈ns,I2≈0

當電機帶有機械負載后：n<ns,I2增大。

不論轉子是繞線型還是籠型，轉子磁動勢F2都是一種旋轉磁動勢。籠型轉子的磁動勢（一）轉子磁動勢分析22、F2轉速的大小如果相序為A-B-C的異步電動機定子電流所產(chǎn)生的旋轉磁場按逆時針方向旋轉，因為n<n0，則轉子電流相序為a-b-c。則轉子磁動勢F2的旋轉方向也按照相序a-b-c，即：按逆時針方向。1、轉子磁動勢F2的旋轉方向

轉子繞組內(nèi)感應電動勢和電流的頻率為f2為轉差頻率，轉子電流形成的轉子磁動勢F2的旋轉方向與F1的旋轉方向相同，它相對于轉子的轉速為Δn，而相對于定子的轉速為Δn+n=ns3（二）磁動勢平衡轉子磁動勢F2與定子磁動勢F1相對靜止，得到合成磁動勢F1+F2負載時空載時電動機從空載到負載，定子繞組的感應電動勢的變化很小，差不多和電源電壓相平衡。所以，可以近似認為于是4兩極異步電動機的定子、轉子繞組示意圖負載時定子、轉子磁動勢和電流的相矢圖5（三）電磁關系有效值異步電動機的負載運行時的電磁關系相量表達式定、轉子的漏磁通在各自繞組中感應產(chǎn)生漏電動勢6二、基本方程式（一）磁動勢平衡方程式式中m1、m2為定子、轉子的相數(shù)；Im為對應于勵磁磁動勢的勵磁電流。勵磁電流負載電流令則異步電動機的電流比7（二）電動勢平衡方程式RΩ為轉子電阻的外加電阻

Zm為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稱為勵磁電抗；Rm為反映鐵耗的勵磁電阻。定子漏電抗轉子漏電抗因此8旋轉時異步電動機的電路異步電動機負載時的基本方程式列出如下9第二節(jié)三相異步電動機的等效電路及相量圖為電動勢比一、異步電動機的等效電路（一）頻率歸算頻率歸算——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。在這里，就是用一個具有定子頻率而等效于轉子的電路去代換實際轉子電路。所謂“等效”是指：1）進行代換后，轉子電路對定子電路的電磁效應不變。2）等效的轉子電路的電磁性能（有功功率、無功功率、銅耗等）必須和實際轉子電路一樣。10若RΩ=0而靜止轉子電路中電流頻率歸算后的定、轉子電路

在附加電阻上產(chǎn)生的功耗，實質(zhì)上表征了異步電動機的機械功率

（二）繞組歸算繞組歸算后的定、轉子電路由轉子磁動勢不變11由轉子總的視在功率不變式中由轉子銅耗和漏磁通儲能不變12（三）異步電動機的等效電路經(jīng)過歸算后，定子、轉子的電動勢方程式磁動勢方程式勵磁支路的電動勢方程式13幾種異步電動機的典型運行情況1、空載運行2、額度負載下運行轉子電路基本上是電阻性的，功率因數(shù)較高。3、起動時的情況附加電阻為零，起動電流很大，功率因數(shù)較低。4、異步發(fā)電運行轉差率為負，附加電阻也為負值。表示從轉子軸上輸入（而不是輸出）機械功率。145、電磁制動狀態(tài)運行

，附加電阻為負值，表示從轉子軸上輸入（而不是輸出）機械功率。異步電機近似等效電路二、異步電動機的相量圖異步電動機的相量圖15能量轉換關系功率關系第三節(jié)三相異步電動機的功率和轉矩一、功率轉換過程二、功率方程式式中，U1——定子相電壓；I1——定子相電流；——定子功率因數(shù)角；——轉子功率因數(shù)角；16總機械功率三、轉矩方程式旋轉磁場對轉子做功的物理情況式中——電動機輸出的機械轉矩；——機械損耗轉矩；——附加損耗轉矩；——空載轉矩；——電磁轉矩。17四、電磁轉矩公式——轉矩常數(shù)[例5-2]根據(jù)[例5-1]中的數(shù)據(jù)，還知道電動機的機械損耗，額定負載時的附加損耗，試計算各種功率和轉矩。解定子和轉子的銅耗、及定子鐵耗18同步角速度轉子機械角速度總機械功率電磁功率負載制動功率空載制動功率電磁轉矩或者19第四節(jié)三相異步電動機的工作特性及其測取方法一、工作特性的分析1、轉速特性2、定子電流特性3、功率因數(shù)特性4、電磁轉矩特性5、效率特性20二、工作特性的求取工作特性的求取——可以用直接負載法，通過做實驗求取；也可以利用等效電路進行計算。第五節(jié)三相異步電動機參數(shù)的測定一、空載試驗與勵磁參數(shù)的確定1、空載試驗異步電動機在額定電壓、額定頻率下，軸上不帶任何負載運行。空載特