第四章 異步電機

1、電機與拖動電機與拖動Page 1異異 步步 電電 機機電機與拖動電機與拖動本章內(nèi)容本章內(nèi)容 三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 三相異步電機的磁場、主磁通、漏磁通和漏抗三相異步電機的磁場、主磁通、漏磁通和漏抗 轉(zhuǎn)子靜止時的三相異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時的三相異步電動機的運行 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的三相異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的三相異步電動機的運行 三相異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量的折算三相異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量的折算 三相異步電動機的等效電路及相量圖三相異步電動機的等效電路及相量圖 三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩Pag

2、e 2 三相異步電機的結(jié)構(gòu)及額定值三相異步電機的結(jié)構(gòu)及額定值 三相異步電機的三種運行狀態(tài)三相異步電機的三種運行狀態(tài)電機與拖動電機與拖動Page 3 單相異步電動機單相異步電動機 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 三相異步電動機的工作特性三相異步電動機的工作特性 三相異步電動機參數(shù)的測定三相異步電動機參數(shù)的測定 籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)*本章內(nèi)容本章內(nèi)容電機與拖動電機與拖動本章教學基本要求本章教學基本要求1. 了解異步電動機的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)和額定值。了解異步電動機的基本工作原理、基本結(jié)構(gòu)和額定值。 2. 掌握綜合表達三相異步電動機電磁關(guān)系的基本方程、等效掌

3、握綜合表達三相異步電動機電磁關(guān)系的基本方程、等效電路和相量圖，異步電動機的運行原理，轉(zhuǎn)子繞組折算和電路和相量圖，異步電動機的運行原理，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算。頻率折算。 5. 了解三相異步電動機參數(shù)的測定。了解三相異步電動機參數(shù)的測定。 Page 44. 熟悉異步電動機的工作特性。熟悉異步電動機的工作特性。 6. 了解籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)。了解籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)。 電機與拖動電機與拖動本章教學基本要求本章教學基本要求1熟悉三相異步電動機負載運行時的基本電磁關(guān)系，基本熟悉三相異步電動機負載運行時的基本電磁關(guān)系，基本方程、等效電路和相量圖，轉(zhuǎn)子繞組折算和頻率折算。方程、等效電路和相量圖，轉(zhuǎn)子繞組

4、折算和頻率折算。 2掌握異步電動機功率與轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系。掌握異步電動機功率與轉(zhuǎn)矩的平衡關(guān)系。 重點：重點： 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的基本電磁關(guān)系。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的基本電磁關(guān)系。難點：難點： Page 5電機與拖動電機與拖動Page 6提問提問交流電動機是將交流電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種旋轉(zhuǎn)裝置。交流電動機是將交流電能轉(zhuǎn)換為機械能的一種旋轉(zhuǎn)裝置。其作用是作為原動機拖動生產(chǎn)機械。其作用是作為原動機拖動生產(chǎn)機械。電機與拖動電機與拖動 異步電動機由定子和轉(zhuǎn)子組成，異步電動機由定子和轉(zhuǎn)子組成，如圖如圖4-1所示，定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，所示，定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，定子上內(nèi)嵌互差定子上內(nèi)嵌互差120的三相對稱繞組的三相對稱繞組AX

5、、BY、CZ，將定子三相對稱繞組，將定子三相對稱繞組接入三相對稱交流電，會產(chǎn)生圓形旋接入三相對稱交流電，會產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，設(shè)磁場以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)磁場，設(shè)磁場以同步轉(zhuǎn)速n1逆時針逆時針方向旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)子導體方向旋轉(zhuǎn)切割轉(zhuǎn)子導體。Page 74.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論4.1.1三相異步電動機的基本工作原理三相異步電動機的基本工作原理 轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在相對運動，若將旋轉(zhuǎn)磁場看作靜止轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在相對運動，若將旋轉(zhuǎn)磁場看作靜止磁場，則轉(zhuǎn)子上半部分導體是順時針切割靜止磁場的，根據(jù)電磁場，則轉(zhuǎn)子上半部分導體是順時針切割靜止磁場的，根據(jù)電磁感應定律，轉(zhuǎn)子導體內(nèi)產(chǎn)生

6、感應電動勢，用右手定則判定其磁感應定律，轉(zhuǎn)子導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，用右手定則判定其方向如圖方向如圖4-2所示，轉(zhuǎn)子上半部分導體中的感應電動勢方向是指所示，轉(zhuǎn)子上半部分導體中的感應電動勢方向是指向紙面的，下半部分導體中感應電動勢方向從紙面指向外。向紙面的，下半部分導體中感應電動勢方向從紙面指向外。 圖圖4-1 三相異步電動機工作原理示意圖三相異步電動機工作原理示意圖 NSnn1 E2I2femTn1fem n1E2I2femfemnT電機與拖動電機與拖動 轉(zhuǎn)子導體是閉合回路，在感應電轉(zhuǎn)子導體是閉合回路，在感應電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導體內(nèi)產(chǎn)生電流動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導體內(nèi)產(chǎn)生電流I2，方向與感應電動勢

7、方向一致。根，方向與感應電動勢方向一致。根據(jù)電磁力定律，轉(zhuǎn)子的載流導體在旋據(jù)電磁力定律，轉(zhuǎn)子的載流導體在旋轉(zhuǎn)磁場中要受電磁力作用，其方向由轉(zhuǎn)磁場中要受電磁力作用，其方向由左手定則確定，如圖所示轉(zhuǎn)子上半部左手定則確定，如圖所示轉(zhuǎn)子上半部分導體受力分導體受力fem向左，下半部分導體受向左，下半部分導體受力力fem向右，轉(zhuǎn)子在這對力偶的作用下向右，轉(zhuǎn)子在這對力偶的作用下產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩T，從而使，從而使轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n逆時針旋轉(zhuǎn)。逆時針旋轉(zhuǎn)。 Page 84.1.1三相異步電動機的基本工作原理三相異步電動機的基本工作原理 圖圖4-1 三相異步電動機工作原理示意圖

8、三相異步電動機工作原理示意圖 NSnn1 E2I2femTn1fem n1E2I2femfemnT4.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論電機與拖動電機與拖動 在正常情況下，異步電動機轉(zhuǎn)子在正常情況下，異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n達不到旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速達不到旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1，電動機的轉(zhuǎn)速電動機的轉(zhuǎn)速n總是略小于同步轉(zhuǎn)速總是略小于同步轉(zhuǎn)速n1，即與旋轉(zhuǎn)磁場異步轉(zhuǎn)動，所以稱為異即與旋轉(zhuǎn)磁場異步轉(zhuǎn)動，所以稱為異步電動機，由于異步電動機轉(zhuǎn)子中的步電動機，由于異步電動機轉(zhuǎn)子中的電流是感應產(chǎn)生的，故又可稱為感應電流是感應產(chǎn)生的，故又可稱為感應電動機。電動機。 Page 9圖圖4-1

9、 三相異步電動機工作原理示意圖三相異步電動機工作原理示意圖 NSnn1 E2I2femTn1fem4.1.1三相異步電動機的基本工作原理三相異步電動機的基本工作原理 4.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論電機與拖動電機與拖動（二）工作原理（二）工作原理對稱三相繞組對稱三相繞組通入對稱三相電流通入對稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場(磁場能量磁場能量)磁場切割磁場切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組中轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生產(chǎn)生 e 和和 i轉(zhuǎn)子繞組在磁場中轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用受到電磁力的作用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來機械負載機械負載旋轉(zhuǎn)起來旋轉(zhuǎn)起來三相交流電能三相交流電能輸出機械能量輸出

10、機械能量上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)電機與拖動電機與拖動1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 圖圖4-24-2所示為三相所示為三相籠型異步電動機結(jié)構(gòu)示籠型異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由定子和意圖。它主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子之間是氣隙。轉(zhuǎn)子之間是氣隙。 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)圖圖4-2 三相籠型異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖三相籠型異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖Page 114.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論電機與拖動電機與拖動轉(zhuǎn)子鐵心：轉(zhuǎn)子鐵心： 一般用一般用0.5mm0.5mm的硅鋼片疊壓而成，它是磁路的一部分。的硅

11、鋼片疊壓而成，它是磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組： 用作產(chǎn)生感應電動勢、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，它分籠型和繞用作產(chǎn)生感應電動勢、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，它分籠型和繞線轉(zhuǎn)子兩種。線轉(zhuǎn)子兩種。氣隙：氣隙： 中、小容量的電動機氣隙一般在中、小容量的電動機氣隙一般在0.21.5mm范圍。范圍。1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)Page 124.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分： 鼠籠型異步電動機繞線轉(zhuǎn)子異步電動機鼠籠型異步電動機繞線轉(zhuǎn)子異步電動機1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) A1B1C1A2B2C2轉(zhuǎn)子繞組定子繞組電刷集電環(huán)

12、圖圖4-3 籠型轉(zhuǎn)子示意圖籠型轉(zhuǎn)子示意圖 圖圖4-4繞線轉(zhuǎn)子異步電動機定轉(zhuǎn)子接線示意圖繞線轉(zhuǎn)子異步電動機定轉(zhuǎn)子接線示意圖 Page 134.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)Page 144.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)Page 154.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動提刷裝置提

13、刷裝置1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)Page 164.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動1基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)優(yōu)點：優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高并具有適用的工作特性。運行效率較高并具有適用的工作特性。缺點：缺點： 功率因數(shù)較差，電機在運行過程中必須從電網(wǎng)吸收感性無功率因數(shù)較差，電機在運行過程中必須從電網(wǎng)吸收感性無功功率，因此它的功率因數(shù)總小于功功率，因此它的功率因數(shù)總小于1 1。Page 174.14.1三相異步電動機的基本理論

14、三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動2銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) Page 184.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動額定功率額定功率PN：指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功指電動機在額定運行時，軸上輸出的機械功 率，單位：率，單位：W或或kW；額定電壓額定電壓U1N：指電動機額定運行時，加在定子繞組上的指電動機額定運行時，加在定子繞組上的 線電壓，單位：線電壓，單位：V；額定電流額定電流I1N：指電動機在定子繞組上加額定電壓、軸上輸指電動機在定子繞組

15、上加額定電壓、軸上輸出額定功率時定子繞組中線電流，單位：出額定功率時定子繞組中線電流，單位：A。額定頻率額定頻率f1N：我國規(guī)定電網(wǎng)工頻為我國規(guī)定電網(wǎng)工頻為50Hz；2銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) Page 194.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN：指電動機在定子額定電壓、額定頻率下，軸上指電動機在定子額定電壓、額定頻率下，軸上 輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位：輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位：r/min；額定功率因數(shù)額定功率因數(shù)cosj jN N：指電動機在額定運行時定子側(cè)的功率因數(shù)。指電動機

16、在額定運行時定子側(cè)的功率因數(shù)。 設(shè)設(shè)h hN為異步電動機的效率，額定功率如下為異步電動機的效率，額定功率如下輸入功率為：輸入功率為：輸出功率為：輸出功率為：輸出轉(zhuǎn)矩為：輸出轉(zhuǎn)矩為：NNN1N1Ncos3jhIUPN1NN11cos3jIUP 2銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) mNr/minW559NNN2nP.TPage 204.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動 銘牌上還標有絕緣等級、溫升、工作方式、連接方法等，銘牌上還標有絕緣等級、溫升、工作方式、連接方法等，對繞線式對繞線式異步電動機異步電動機還標有還標有轉(zhuǎn)子繞

17、組的額定電壓轉(zhuǎn)子繞組的額定電壓和和額定電流額定電流。轉(zhuǎn)子繞組額定電壓轉(zhuǎn)子繞組額定電壓U2N：指定子繞組加額定電壓、轉(zhuǎn)子繞組開路時，集電環(huán)間的線指定子繞組加額定電壓、轉(zhuǎn)子繞組開路時，集電環(huán)間的線電壓，單位：電壓，單位：V；轉(zhuǎn)子額定電流轉(zhuǎn)子額定電流I2N：指電動機額定運行、轉(zhuǎn)子短路狀態(tài)下，集電環(huán)之間流過的指電動機額定運行、轉(zhuǎn)子短路狀態(tài)下，集電環(huán)之間流過的線電流，單位：線電流，單位：A。2銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) Page 214.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動2銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù) 異步電動機定子三相繞組有六個端點

18、，高壓異步電動機定異步電動機定子三相繞組有六個端點，高壓異步電動機定子繞組采用子繞組采用Y聯(lián)結(jié)，只有三根引出線。中小容量的異步電動機聯(lián)結(jié)，只有三根引出線。中小容量的異步電動機通常將定子三相繞組的六個端點引出到接線板上，用戶根據(jù)銘通常將定子三相繞組的六個端點引出到接線板上，用戶根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)和使用電源情況接成牌數(shù)據(jù)和使用電源情況接成Y聯(lián)結(jié)或聯(lián)結(jié)或聯(lián)結(jié)，如圖聯(lián)結(jié)，如圖4-5所示。所示。Z1 X1 Y1A1B1C1Z1 X1 Y1A1B1C1a）D D接接 b）Y接接圖圖4-5 三相異步電動機定子繞組引出線三相異步電動機定子繞組引出線Page 224.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基

19、本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動 Y2 160 L 1-2 系列代號系列代號設(shè)計序號設(shè)計序號機座中心高（機座中心高（mm）機座長度代號（機座長度代號（S,M,L）鐵心長度代號（鐵心長度代號（1,2,3）極數(shù)極數(shù)3主要系列主要系列 國產(chǎn)電機型號由漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字組成，大寫國產(chǎn)電機型號由漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字組成，大寫漢語拼音字母表示電機的類型、結(jié)構(gòu)特征和使用范圍，數(shù)字漢語拼音字母表示電機的類型、結(jié)構(gòu)特征和使用范圍，數(shù)字表示設(shè)計序號和規(guī)格。表示設(shè)計序號和規(guī)格。Page 234.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2

20、 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動 Y系列系列為為鼠籠型轉(zhuǎn)子三相異步電動機鼠籠型轉(zhuǎn)子三相異步電動機。 YR系列系列為為繞線型轉(zhuǎn)子三相異步電動機繞線型轉(zhuǎn)子三相異步電動機。3主要系列主要系列 一般用途三相異步電動機應用最廣的產(chǎn)品是一般用途三相異步電動機應用最廣的產(chǎn)品是Y系列和系列和YR系列。系列。Page 244.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動【例題例題4-1】 注意：變壓器的電壓比是指一、二次側(cè)相電壓之比。注意：變壓器的電壓比是指一、二次側(cè)相電壓之比。 已知三相異步電動機額定數(shù)

21、據(jù)：已知三相異步電動機額定數(shù)據(jù)：PN=60kW，UN=380V，nN=577r/min，cosj jN=0.77，h hN=89%，p=5，試求該異步電動機額定輸入功率、額定定子電，試求該異步電動機額定輸入功率、額定定子電流、額定輸出轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)速。流、額定輸出轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)速。 解：解：額定輸入功率：額定輸入功率：額定定子電流：額定定子電流： 額定輸出轉(zhuǎn)矩：額定輸出轉(zhuǎn)矩： kW467W89010603NN1.PPhA133A770380310467cos33NN11N.UPIj3N2NN60 1095509.55N m993.1N m577PTnPage 254.14.1三相異步電動機的基本理

22、論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動【例題例題4-1】 同步轉(zhuǎn)速：同步轉(zhuǎn)速：r/min600r/min550606011pfnPage 264.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.2 基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)基本結(jié)構(gòu)和銘牌數(shù)據(jù)電機與拖動電機與拖動Page 274.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論 4.1.3 三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率與三種運行狀態(tài)三相異步電動機的轉(zhuǎn)差率與三種運行狀態(tài)1.轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差

23、與同步與同步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速的比值稱為轉(zhuǎn)差率。是表征異步電機運行狀態(tài)的一個基本變速的比值稱為轉(zhuǎn)差率。是表征異步電機運行狀態(tài)的一個基本變量。量。11nnsn轉(zhuǎn)差率是異步電機的一個基本物理量，它反映了電機的各種運行情況。轉(zhuǎn)差率是異步電機的一個基本物理量，它反映了電機的各種運行情況。電動機起動瞬間，電動機起動瞬間，n=0, S=1; 電機理想空載時，電機理想空載時，電動機正常運行時，其額定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速接近，所以一般電動機正常運行時，其額定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速接近，所以一般S很小，很小，S=0.010.06。電機的轉(zhuǎn)速為：電機的轉(zhuǎn)速為：. 0,1snn1)(1nns電機與拖動電機與拖動Page 28例：一臺三相異

24、步電動機，其額定轉(zhuǎn)速例：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速 nN =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f=50 Hz?？蛰d轉(zhuǎn)差率為。空載轉(zhuǎn)差率為0.003，試求電動機的極對數(shù)、空載轉(zhuǎn)速和額定，試求電動機的極對數(shù)、空載轉(zhuǎn)速和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。負載下的轉(zhuǎn)差率。4.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論根據(jù)根據(jù)S的正負和大小可以判斷異步電機的運行狀態(tài)的正負和大小可以判斷異步電機的運行狀態(tài)電機與拖動電機與拖動Page 294.14.1三相異步電動機的基本理論三相異步電動機的基本理論2.三相異步電動機的三種運行狀態(tài)三相異步電動機的三種運行狀態(tài)轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率：11nnsn11nnsn

25、圖圖4-6 異步電機的三種運行狀態(tài)異步電機的三種運行狀態(tài)根據(jù)根據(jù)S的正負和大小可以判斷異步電機的運行狀態(tài)的正負和大小可以判斷異步電機的運行狀態(tài)電機與拖動電機與拖動4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.1三相異步電動機空載時的電磁關(guān)系三相異步電動機空載時的電磁關(guān)系Page 30 為了便于分析，根據(jù)磁通路徑和性質(zhì)不同，異步電動為了便于分析，根據(jù)磁通路徑和性質(zhì)不同，異步電動機的磁通分為主磁通和漏磁通。機的磁通分為主磁通和漏磁通。1.主磁通：主磁通：由基波旋轉(zhuǎn)磁勢所產(chǎn)由基波旋轉(zhuǎn)磁勢所產(chǎn)生的通過氣隙，并與定、轉(zhuǎn)子繞生的通過氣隙，并與定、轉(zhuǎn)子繞組同時交鏈的基波磁通稱為主

26、磁組同時交鏈的基波磁通稱為主磁通。通。 其路徑為：定子鐵心其路徑為：定子鐵心氣隙氣隙轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心氣隙氣隙定子鐵心。定子鐵心。主磁通起傳遞能量的作用。主磁通起傳遞能量的作用。一、主磁通、漏磁通和漏抗一、主磁通、漏磁通和漏抗電機與拖動電機與拖動Page 314.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2.漏磁通：漏磁通：由定子三相電流產(chǎn)生，僅與定子繞組交鏈，稱由定子三相電流產(chǎn)生，僅與定子繞組交鏈，稱定子漏磁通。定子漏磁通。電機與拖動電機與拖動Page 32轉(zhuǎn)子漏磁通：轉(zhuǎn)子漏磁通：僅與轉(zhuǎn)子繞組交鏈，也包括這三種漏磁通。僅與轉(zhuǎn)子繞組交鏈，也包括這三種漏磁通。4.2 4.2 三

27、相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動主磁通主磁通F Fm在定子繞組每相基波感應電動勢的有效值為在定子繞組每相基波感應電動勢的有效值為 定子漏磁通定子漏磁通F Fs1在定子繞組中產(chǎn)生的感應電動勢為定子漏在定子繞組中產(chǎn)生的感應電動勢為定子漏感電動勢感電動勢Es1，由于漏磁通走的磁路主要是氣隙，故它基本不，由于漏磁通走的磁路主要是氣隙，故它基本不受磁飽和影響，只與定子電流受磁飽和影響，只與定子電流I1成正比，與變壓器分析相似，成正比，與變壓器分析相似，用漏抗壓降表示用漏抗壓降表示。將其看成定子電流將其看成定子電流I1在定子漏電抗在定子漏電抗x1上的壓上的壓降，則降，則

28、mw1111444 jkNf.E111sjxIE，式中，式中， ， 為定子漏電感。為定子漏電感。1s11s112LfLx1sL Page 334.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 3.漏抗概念漏抗概念電機與拖動電機與拖動 與變壓器一樣，空載電流由兩部分組成：一部分產(chǎn)生主與變壓器一樣，空載電流由兩部分組成：一部分產(chǎn)生主磁通磁通F Fm為無功分量為無功分量m m，另一部分反應鐵損的鐵損電流，為有，另一部分反應鐵損的鐵損電流，為有功分量功分量Fe，則，則， Fem0IIIIPage 344.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 二、空載電流和空載磁

29、動勢二、空載電流和空載磁動勢異步電動機空載運行時的定子電流稱為異步電動機空載運行時的定子電流稱為空載電流。空載電流。 由于由于m mfe 所以所以I0基本為一無功性質(zhì)電流。即基本為一無功性質(zhì)電流。即0II空載時的定子流空載時的定子流I0產(chǎn)生的產(chǎn)生的合成磁動勢合成磁動勢基波分量幅值為基波分量幅值為m1w11m0902IpkN.mFFN1、kw1分別為定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和基波繞組系數(shù)。分別為定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和基波繞組系數(shù)。 電機與拖動電機與拖動Page 354.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.2空載運行時的電壓平衡方程空載運行時的電壓平衡方程一、感應

30、電動勢一、感應電動勢與變壓器一樣與變壓器一樣,主、漏磁通在定子繞組上感應的電動勢分別為主、漏磁通在定子繞組上感應的電動勢分別為：mw1111444 jkNf.E101sjxIE)j(mmmmm1xrIzIE電機與拖動電機與拖動Page 36)j(mmmmm1xrIzIE4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 綜上所述，異步電機空載運行時的電磁過程如下綜上所述，異步電機空載運行時的電磁過程如下：u1i0FFs1es1imN1kw1=FmFFme1e2=0i0r1i2=0圖：圖： 異步電動機空載時的電磁關(guān)系異步電動機空載時的電磁關(guān)系 電機與拖動電機與拖動（相電壓）1u（相

31、電流）0i（主磁通）mm1w1mFkNi)0(0221iee，（定子漏磁通）1s1se10riPage 374.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.2空載運行時的電壓平衡方程空載運行時的電壓平衡方程電機與拖動電機與拖動Page 384.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 二、電壓平衡方程與等效電路二、電壓平衡方程與等效電路與變壓器一樣，根據(jù)基爾霍夫與變壓器一樣，根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可列出空載時定子每電壓定律，可列出空載時定子每相電壓方程式：（相電壓方程式：（變形的變壓器變形的變壓器）10110101101s11jzIExIxIErI

32、EEU式中，式中，z1為定子漏阻抗，。由于為定子漏阻抗，。由于E1I0z1，可認為，可認為11，當電源電壓和頻率當電源電壓和頻率f1一定時，一定時，U1F Fm，即主磁通，即主磁通F Fm基本上也基本上也為一定值，與變壓器情況相同。為一定值，與變壓器情況相同。 因磁場切割轉(zhuǎn)子速度為零，則轉(zhuǎn)子電壓方程為因磁場切割轉(zhuǎn)子速度為零，則轉(zhuǎn)子電壓方程為022 EU電機與拖動電機與拖動圖圖 異步電動機空載時等效電路異步電動機空載時等效電路)j(11011xrIEU)j(mmmmm1xrIzIE 根據(jù)空載時電壓方程，可畫出異步電動機空載時的等效根據(jù)空載時電壓方程，可畫出異步電動機空載時的等效電路如圖所示。電路

33、如圖所示。U1I0E1r1jx1rmjxmPage 394.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動Page 40盡管異步電動機的電磁關(guān)系與變壓器相似，但它們之間還盡管異步電動機的電磁關(guān)系與變壓器相似，但它們之間還是有差別的：是有差別的：4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 1）主磁場性質(zhì)不同：異步電動機為旋轉(zhuǎn)磁場，變壓器為脈動磁場）主磁場性質(zhì)不同：異步電動機為旋轉(zhuǎn)磁場，變壓器為脈動磁場.; 0, 0, 0, 0)22222IEIE變壓器異步電動機空載時%.10%2%,30%20%,)30的僅為而變壓器為異步電動機由于存在氣

34、隙I4）由于存在氣隙,異步電動機漏抗較變壓器的大。5)異步電動機通常采用短距和分布繞組，計算時需考慮繞組系數(shù)，變壓器則為整距集中繞組，可認為繞組系數(shù)為1。電機與拖動電機與拖動Page 411 1 負載時的電磁關(guān)系負載時的電磁關(guān)系4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.3 4.2.3三相異步電動機的負載運行三相異步電動機的負載運行u1i1FFs1es1i1N1kw1=F1i2sN2kw2=F2FmFFme1e2sFFs2es2i2si1r1i2s r2電機與拖動電機與拖動1u1i1s1se11w11FkNimFm1ese2si222w22FkNis2s2se11

35、ri22risPage 424.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 1 電磁關(guān)系電磁關(guān)系 4.2.3 4.2.3三相異步電動機的負載運行三相異步電動機的負載運行電機與拖動電機與拖動11nnns轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率:指氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與指氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與 同步轉(zhuǎn)速的比值，即同步轉(zhuǎn)速的比值，即 轉(zhuǎn)差率是異步電動機的重要參數(shù)，當電動機作電動運行轉(zhuǎn)差率是異步電動機的重要參數(shù)，當電動機作電動運行 時，時，0s1。Page 434.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2 轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系

36、4.2.3 4.2.3三相異步電動機的負載運行三相異步電動機的負載運行電機與拖動電機與拖動1111126060)(60fsnnnpnnnpnpfDPage 444.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2 轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系 （1）轉(zhuǎn)子電動勢的頻率轉(zhuǎn)子電動勢的頻率轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子中的感應電勢、電流頻率與定子電流頻轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子中的感應電勢、電流頻率與定子電流頻率相同；負載時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為率相同；負載時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，而氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為，而氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為n1，兩者轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速差為，兩者轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速差為n=(n1-n)，則旋轉(zhuǎn)磁場

37、以，則旋轉(zhuǎn)磁場以(n1-n)切割轉(zhuǎn)子繞組。故而轉(zhuǎn)子繞組感應電勢和電流的頻率為：切割轉(zhuǎn)子繞組。故而轉(zhuǎn)子繞組感應電勢和電流的頻率為：可見，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時即起動時，可見，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時即起動時， 頻率高，轉(zhuǎn)子電抗大。頻率高，轉(zhuǎn)子電抗大。., 1, 012ffsn 正常運行時，正常運行時，s=(0.0150.06)，f2小，一般小，一般13Hz，轉(zhuǎn)子鐵心中主磁通，轉(zhuǎn)子鐵心中主磁通的交變頻率很低，可略。的交變頻率很低，可略。. 0, 0,21fsnn理想空載時理想空載時 電機與拖動電機與拖動（2）轉(zhuǎn)子繞組感應電動勢）轉(zhuǎn)子繞組感應電動勢E2s。因為，電動機額定運行時，額定轉(zhuǎn)差率一般在因為，電動機額定運行時，額定轉(zhuǎn)

38、差率一般在sN=0.0150.06之間，之間，所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子電流頻率很低，感應電動勢也很小。所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子電流頻率很低，感應電動勢也很小。Page 454.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2 轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的感應電動勢轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的感應電動勢:mwmwskNsfkNfEFF22122224.4444. 4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的感應電動勢轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的感應電動勢:mwkNfEF221244. 4二者關(guān)系為二者關(guān)系為:22sE= sE起動時，轉(zhuǎn)子電勢大，正常時，電勢小。起動時，轉(zhuǎn)子電勢大，正常時，電勢小。電機與拖動電機與拖動22

39、12222222sxLsfLfLxs（4）轉(zhuǎn)子電流）轉(zhuǎn)子電流Page 464.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2 轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系 （3）轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗電抗與頻率正比于電抗與頻率正比于,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子漏電抗轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子漏電抗:異步電機轉(zhuǎn)子繞組自成閉路，處于短路狀態(tài)，此時端電勢異步電機轉(zhuǎn)子繞組自成閉路，處于短路狀態(tài)，此時端電勢U2為零，因為零，因此此 轉(zhuǎn)子電流為轉(zhuǎn)子電流為:0)(22222ssjXRIEU當轉(zhuǎn)速降低時當轉(zhuǎn)速降低時,轉(zhuǎn)差率增大轉(zhuǎn)差率增大,轉(zhuǎn)子電流也增大轉(zhuǎn)子電流也增大.222222222222jXsREjs

40、XREsjXREZEIssss)(0002nnIs 2202220max21XREIs 電機與拖動電機與拖動Page 474.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2 轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系轉(zhuǎn)子各量與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系 （5）轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù)222222)(cossXRR202SXRs 很很小小時時1cos2 202XRss 較較大大時時s1cos2 電機與拖動電機與拖動22222222222)(XREXREIssss2202222)(cosXRRs 變化曲線變化曲線隨隨、SI cos22 )(2 Isn)cos(2 sn 結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

41、動時，轉(zhuǎn) 子電路中的子電路中的各量均與轉(zhuǎn)各量均與轉(zhuǎn) 差率差率 s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速 n有關(guān)。有關(guān)。O4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動Page 49例：三相異步電動機，例：三相異步電動機，p=2，n=1440 r/min，轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子R2=0.02 ，X2=0.08 ， E2=20V， f1= 50Hz。4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 起動時起動時I2（st）額定轉(zhuǎn)速下的額定轉(zhuǎn)速下的I2（N）04. 0150014401500s2IA40)08.004.0()02.0(2004.0)(2222222s

42、XRsE電機與拖動電機與拖動Page 504.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 例例2：某三相異步電動機，極對數(shù)：某三相異步電動機，極對數(shù) p = 2，定子繞組三角形聯(lián)結(jié)，接于，定子繞組三角形聯(lián)結(jié)，接于 50 Hz、380 V 的三相電源上工作，當負載轉(zhuǎn)矩的三相電源上工作，當負載轉(zhuǎn)矩 TL= 91 Nm 時，測得時，測得 I1l = 30 A，P1= 16 kW，n = 1 470 r/min，求該電動機帶此負載運行，求該電動機帶此負載運行時的時的 s 、P2 、 和和cos。min/150025060601rPfn解：解：02. 015001470150011nn

43、nskWnTTP14601470291602222%5 .87%1001614%10012PPh81. 030380310163cos3111LLIUPj電機與拖動電機與拖動Page 514.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 3 定、轉(zhuǎn)子磁動勢平衡方程定、轉(zhuǎn)子磁動勢平衡方程 關(guān)系關(guān)系 轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢 由于轉(zhuǎn)子繞組也是一對稱的多相繞組，由于轉(zhuǎn)子繞組也是一對稱的多相繞組，轉(zhuǎn)子繞組中流過轉(zhuǎn)子繞組中流過電流時也會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。下面分析轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向。電流時也會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。下面分析轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向。（1）轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向 若定子磁場逆時間轉(zhuǎn)，則它在轉(zhuǎn)子若定子磁場

44、逆時間轉(zhuǎn)，則它在轉(zhuǎn)子繞組中感應電勢，電流的相序為繞組中感應電勢，電流的相序為A2B2C2，且由于旋轉(zhuǎn)磁場總是從超前，且由于旋轉(zhuǎn)磁場總是從超前電流相轉(zhuǎn)向滯后電流相，故轉(zhuǎn)子磁勢的電流相轉(zhuǎn)向滯后電流相，故轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向也是逆時針，轉(zhuǎn)向也是逆時針，即二者同方向即二者同方向。電機與拖動電機與拖動Page 524.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 （2）轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)速左圖，定、轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)速關(guān)系。左圖，定、轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)速關(guān)系。 定子磁勢定子磁勢F1的轉(zhuǎn)速，相對于定子的轉(zhuǎn)速，相對于定子 Pfn60111112/2nnnnnnnnn結(jié)論：無論轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速如何變化，結(jié)論：無論轉(zhuǎn)

45、子轉(zhuǎn)速如何變化，F(xiàn)1和和F2總是相對靜止的?？偸窍鄬o止的。nnnsnpsfpfnD111226060電機與拖動電機與拖動m21FFFPage 534.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 負載運行時，負載運行時，氣隙中的合成旋轉(zhuǎn)磁場，是由定子繞組磁氣隙中的合成旋轉(zhuǎn)磁場，是由定子繞組磁動勢和轉(zhuǎn)子繞組磁動勢共同產(chǎn)生的，這一點和變壓器相似。動勢和轉(zhuǎn)子繞組磁動勢共同產(chǎn)生的，這一點和變壓器相似。 由于定、轉(zhuǎn)子磁動勢在空間相對靜止，因此可以合并為一個由于定、轉(zhuǎn)子磁動勢在空間相對靜止，因此可以合并為一個合成磁動勢，即合成磁動勢，即Fm（3）轉(zhuǎn)子磁勢的幅值轉(zhuǎn)子磁勢的幅值一般說，定、轉(zhuǎn)

46、子級數(shù)必須相同，但相數(shù)可以不同，設(shè)轉(zhuǎn)一般說，定、轉(zhuǎn)子級數(shù)必須相同，但相數(shù)可以不同，設(shè)轉(zhuǎn)子的相數(shù)為子的相數(shù)為m2，則轉(zhuǎn)子基波磁勢的幅值為，則轉(zhuǎn)子基波磁勢的幅值為22222229 .022IpkNmFmFwj轉(zhuǎn)子繞組流過三相或多相對稱電流時產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)子繞組流過三相或多相對稱電流時產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢.電機與拖動電機與拖動 例：例： 一臺三相八極異步電動機，額定轉(zhuǎn)差率一臺三相八極異步電動機，額定轉(zhuǎn)差率sN=0.04，額定頻率，額定頻率f1N=50Hz，試求：（試求：（1）該異步電動機同步轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子頻率；（）該異步電動機同步轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子頻率；（2）若電動機）若電動機在額定運行

47、時，突然將電源相序改變，反接瞬間的轉(zhuǎn)差率。在額定運行時，突然將電源相序改變，反接瞬間的轉(zhuǎn)差率。 解解（1）同步轉(zhuǎn)速：同步轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)子頻率：轉(zhuǎn)子頻率：r/min750r/min45060601N1pfnr/min720)r/min0401 (750)1 (N1N.snnHz2Hz500401NN2.fsfPage 544.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 （2）突然將電源相序改變，突然將電源相序改變，則同步轉(zhuǎn)速則同步轉(zhuǎn)速n1=750r/min：反接瞬間的轉(zhuǎn)差率：反接瞬間的轉(zhuǎn)差率：9617507207501N1.nnns電機與拖動電機與拖動Page 5

48、5 4.2.4 4.2.4三相異步電動機的三相異步電動機的基本方程式、等效電路與相量圖基本方程式、等效電路與相量圖一、三相異步電動機的基本方程式一、三相異步電動機的基本方程式4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 1.磁勢平衡方程式磁勢平衡方程式mFFF21mwmIpkNmF1119 . 02電機與拖動電機與拖動Page 56mwwwIkNmIkNmIkNm111222211114.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 miIkII21mIII21 上式上式-為以電流形式表示的磁勢平衡方程式，表明了定、轉(zhuǎn)子電路相為以電流形式表示的磁勢平衡方程式

49、，表明了定、轉(zhuǎn)子電路相互間的影響及依存。互間的影響及依存。22222111IIkNmkNmkwwi電機與拖動電機與拖動Page 57前前式可寫成：式可寫成： 21IIIm根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出定、轉(zhuǎn)子側(cè)根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出定、轉(zhuǎn)子側(cè)負載時電動勢平衡方程負載時電動勢平衡方程2.電壓平衡方程式電壓平衡方程式4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動Page 58:21ekEE的電壓變比之比稱為定、轉(zhuǎn)子繞組與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時電動勢其中221121wwekNkNEEk 同變壓器等效電路推導方法一樣，根據(jù)異步電機電壓及磁勢平同變壓器等效電路推導方法一樣，根

50、據(jù)異步電機電壓及磁勢平衡方程式得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的等效電路如圖如下：衡方程式得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的等效電路如圖如下：4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動Page 59 由于轉(zhuǎn)子電路中電勢的大小及頻率均不相等，故由于轉(zhuǎn)子電路中電勢的大小及頻率均不相等，故定、轉(zhuǎn)子電路之間不能直接連接起來而得到等效電路。定、轉(zhuǎn)子電路之間不能直接連接起來而得到等效電路。同變壓器類似為了得到異步電機等效電路，須進行折同變壓器類似為了得到異步電機等效電路，須進行折算，即算，即頻率和繞組電勢頻率和繞組電勢折算。折算。電機與拖動電機與拖動轉(zhuǎn)子繞組頻率折算的目的：轉(zhuǎn)子繞組頻率折算的目的： 把

51、定、轉(zhuǎn)子兩個不同頻率的電路轉(zhuǎn)換成同一頻率的電路。把定、轉(zhuǎn)子兩個不同頻率的電路轉(zhuǎn)換成同一頻率的電路。方法：方法：就是用一個等效的轉(zhuǎn)子電路代替實際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)就是用一個等效的轉(zhuǎn)子電路代替實際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng),而等效的轉(zhuǎn)子回路應與定子電路有相同的頻率。由于轉(zhuǎn)子靜而等效的轉(zhuǎn)子回路應與定子電路有相同的頻率。由于轉(zhuǎn)子靜止時止時 ，故需將實際轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子折算到轉(zhuǎn)子不動時的，故需將實際轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子折算到轉(zhuǎn)子不動時的轉(zhuǎn)子回路（轉(zhuǎn)子回路（進行這種折算純屬電路需要，它不應該變定子電進行這種折算純屬電路需要，它不應該變定子電流大小和相位，輸入及輸出功率和各種損耗大小。流大小和相位，輸入及輸出功率和各種損耗大小。）1頻率折

52、算頻率折算Page 604.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.5 4.2.5 三相異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量的折算三相異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量的折算12ff 電機與拖動電機與拖動Page 611頻率折算頻率折算4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.4 4.2.4 三相異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量的折算三相異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量的折算2222222222jXsREjsXRsEjXREIss由前知由前知： 看起來好像是一種簡單的數(shù)學變換，但二者物理意義不同：前者看起來好像是一種簡單的數(shù)學變換，但二者物理意義不同：前者代表轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時

53、的實際情況，頻率為代表轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的實際情況，頻率為 ，后者代表轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換為不動時，后者代表轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換為不動時的等效情況，頻率為的等效情況，頻率為 ，其圖如下，其圖如下電機與拖動電機與拖動Page 624.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 2221RssRsR電機與拖動電機與拖動Page 634.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動 與變壓器相似，異步電動機定、轉(zhuǎn)子之間沒有電的聯(lián)系，與變壓器相似，異步電動機定、轉(zhuǎn)子之間沒有電的聯(lián)系，只有磁的耦合。為了工程計算方便，在不改變電動機的電磁性只有磁的耦合。為了工程計算方便，在不改變電

54、動機的電磁性能的條件下，將無電的聯(lián)系的定、轉(zhuǎn)子電路變換成純電路的等能的條件下，將無電的聯(lián)系的定、轉(zhuǎn)子電路變換成純電路的等效電路，需進行轉(zhuǎn)子繞組的折算。效電路，需進行轉(zhuǎn)子繞組的折算。 轉(zhuǎn)子繞組折算方法：用一個相數(shù)為轉(zhuǎn)子繞組折算方法：用一個相數(shù)為m1、匝數(shù)為、匝數(shù)為N1kw1的繞組，的繞組，代替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子繞組原來的相數(shù)為代替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子繞組原來的相數(shù)為m2，匝數(shù)為，匝數(shù)為N2kw2）。）。 繞組折算原則：保持折算前后電動機磁動勢平衡關(guān)系不變，繞組折算原則：保持折算前后電動機磁動勢平衡關(guān)系不變，即即F2的大小以及與的大小以及與F1之間的空間位置不變。之間的空間位置不變。 Page

55、642繞組折算繞組折算4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動1）轉(zhuǎn)子電動勢折算）轉(zhuǎn)子電動勢折算。折算前轉(zhuǎn)子電動勢為。折算前轉(zhuǎn)子電動勢為折算后轉(zhuǎn)子電動勢為折算后轉(zhuǎn)子電動勢為則轉(zhuǎn)子電動勢折算值為則轉(zhuǎn)子電動勢折算值為式中，式中，ke為電動勢比，為電動勢比， 。mw22124.44kNfE mw22124.44kNfE mw1112444kNf.E 1222w21w12EEkEkNkNEePage 652w21w1kNkNke2繞組折算繞組折算4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動2）轉(zhuǎn)子電流折算）轉(zhuǎn)子電流

56、折算。根據(jù)折算前后電動機磁動勢平衡關(guān)系不變的。根據(jù)折算前后電動機磁動勢平衡關(guān)系不變的原則，應有原則，應有則轉(zhuǎn)子電流折算值為則轉(zhuǎn)子電流折算值為式中，式中，ki為異步電動機的電流比，為異步電動機的電流比， 。定、轉(zhuǎn)子電流之間存在定、轉(zhuǎn)子電流之間存在 。mw22124.44kNfE 2w2222w111902902IpkN.mIpkN.m221w112w2221IkIkNmkNmIi2w22w111kNmkNmki)(2m1IIIPage 662繞組折算繞組折算4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動3）轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗折算。）轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)

57、子電抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗折算。轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗折算值分別為轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗、轉(zhuǎn)子漏阻抗折算值分別為mw22124.44kNfE )j(1j222222222222xrkkzkkIEkkIkEkIExrzieieieie222222rkkrxkkxzkkzieieiePage 672繞組折算繞組折算4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動電機與拖動 異步電動機經(jīng)轉(zhuǎn)子頻率異步電動機經(jīng)轉(zhuǎn)子頻率和繞組折算后，得負載運行和繞組折算后，得負載運行時的基本方程為時的基本方程為)j()(j()j(2222212m1mmmmm111111111xsrIEEEIIIz

58、I)xrIEzIExrIEUPage 684-14頻率和繞組折算后異步電動機的等效電路頻率和繞組折算后異步電動機的等效電路 _sr2r2jx2I2E2U1I1I2r1jx1E11-s等效等效1-s_sr2U1I1r2jx2I2r1jx1ImE1=E2rmjxm1等效電路等效電路4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 4.2.6 4.2.6 三相異步電動機的等效電路及相量圖三相異步電動機的等效電路及相量圖電機與拖動電機與拖動 異步電動機負載運行時的異步電動機負載運行時的“T”形等效電路如圖形等效電路如圖4-15所示。所示。1-s_sr2U1I1r2jx2I2r1jx1I

59、mE1=E2rmjxmPage 691等效電路等效電路4.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 它和變壓器接純電阻負載時的等效電路相似。它和變壓器接純電阻負載時的等效電路相似。純電阻純電阻2rss1電機與拖動電機與拖動2110rsssnn，0120III，1-s_sr2U1I1r2jx2I2r1jx1ImE1=E2rmjxm1）當異步電動機空載（理想空載）當異步電動機空載（理想空載）時：時：等效電路中的轉(zhuǎn)子回路相當于開路，轉(zhuǎn)子電流為等效電路中的轉(zhuǎn)子回路相當于開路，轉(zhuǎn)子電流為因此因此功率因數(shù)很低功率因數(shù)很低。Page 704.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電

60、動機的運行原理 由由T型等效電路可以得出如下結(jié)論：型等效電路可以得出如下結(jié)論：電機與拖動電機與拖動22222222NNN)(.060.015xsrEIxrsssssnn，而），（一般，2）當異步電動機額定運行時）當異步電動機額定運行時sr2轉(zhuǎn)子電流主要由轉(zhuǎn)子電流主要由 決定，轉(zhuǎn)子電路基本上為純決定，轉(zhuǎn)子電路基本上為純電阻性電阻性電路，電路，故定子側(cè)的故定子側(cè)的功率因數(shù)較高功率因數(shù)較高。一般為一般為0.80.85。且永遠滯后。且永遠滯后。1-s_sr2U1I1r2jx2I2r1jx1ImE1=E2rmjxmPage 714.2 4.2 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理 電機與拖動