異步電動機的工作原理

1、異步電動機的工作原理作為電動機運行是異步電機最主要的運行方式。一、異步電動機是如何轉(zhuǎn)動起來的· 異步電動機定子上有三相對稱的交流繞組；（示意圖，模型圖） · 三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；（動畫1，動畫2） · 轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場中；（照片，鼠籠轉(zhuǎn)子照片，示意圖） · 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，判斷感應(yīng)電勢方向。 · 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，并通過感應(yīng)電流。（鼠籠轉(zhuǎn)子照片） · 感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，判斷電磁力的方向。 · 電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電

2、磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。（動畫） · 根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動機也叫感應(yīng)電動機。 二、轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差率（為什么叫異步電動機？）· 切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。 · 轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場保持一定的速度差，才可能切割磁力線。 · 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速用n1表示，稱為同步轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速用n表示，轉(zhuǎn)差n=n1-n。 · 轉(zhuǎn)差率： · 轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個基本變量，在分析異步電動機運行時有著重要的地位。 o 起動瞬間，n = 0,s=1 o 理想空載運行時：n=n1,s=0 o 作為電動機運行時，s的范圍在0-1之間。

3、 o 轉(zhuǎn)差率一般很小，如s = 0.03。 o 制動運行時，電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，即n1與n反向，s>1 o 發(fā)電運行時，n高于同步轉(zhuǎn)速n1,s<0. · 根據(jù)轉(zhuǎn)差率可以區(qū)分異步電動機運行狀態(tài)：（看圖1200-1） 三、電勢平衡方程式1、定子繞組電勢平衡方程式· 定子繞組接到交流電源上，與電源電壓相平衡的電勢（壓降）包括： · 主電勢（感應(yīng)電勢）： o 定子繞組通入三相對稱交流電流時，將會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的主磁通，同時被定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組切割，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 o 定子繞組感應(yīng)電勢的有效值： · 漏磁電勢（漏抗壓降） o 定子漏磁通：僅與

4、定子繞組相匝鏈。 o 漏抗壓將： · 電阻壓降： · 定子電勢平衡方程式： 2、轉(zhuǎn)子繞組的電勢及電流· 轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電勢 o 轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通的轉(zhuǎn)速 § 主磁通以同步速度旋轉(zhuǎn) § 轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn) § 轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體切割主磁通的相對轉(zhuǎn)速為(n1-n)=sn1 o 轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢的頻率： § 公式： § 結(jié)論：由于s很小，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率很低。0.5-3Hz o 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢的有效值 § 公式： § 感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)差率正比。 § 對繞線式異步電機，轉(zhuǎn)子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)，相數(shù)計算方法同

5、定子繞組的計算。 § 對籠型轉(zhuǎn)子來說，由于每個導(dǎo)條中電流相位均不一樣，所以，每個導(dǎo)條即為一相，可見相數(shù)等于導(dǎo)條數(shù)即轉(zhuǎn)子槽數(shù)；每相串聯(lián)匝數(shù)為半匝即1/2。 § 注意轉(zhuǎn)子不動時（s=1)時的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)是感應(yīng)電勢的關(guān)系。 · 轉(zhuǎn)子繞組的阻抗 o 由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，所以有轉(zhuǎn)子電流流過。同樣會產(chǎn)生漏磁電抗壓降。 o 漏抗公式：。漏抗也與轉(zhuǎn)差率正比。轉(zhuǎn)速越高，漏抗越小。 o 考慮到轉(zhuǎn)子繞組的相電阻后： · 轉(zhuǎn)子繞組中的電流 o 轉(zhuǎn)子繞組短路，轉(zhuǎn)子電壓為0，感應(yīng)電勢全部加在轉(zhuǎn)子阻抗上 o 轉(zhuǎn)子回路方程： o 轉(zhuǎn)子電流：， o 討論：轉(zhuǎn)子電流隨s的變化。(看

6、圖1200-2) 四、異步電動機的磁勢平衡1、定子繞組的磁勢· 大?。ㄓ行е担?· 轉(zhuǎn)速： 2、轉(zhuǎn)子繞組磁勢· 大?。?· 轉(zhuǎn)速： o 轉(zhuǎn)子電流的頻率 o 轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速： o 轉(zhuǎn)子磁勢的絕對轉(zhuǎn)速（相對于不動的定子） · 結(jié)論：轉(zhuǎn)子繞組的磁勢與定子繞組的磁勢轉(zhuǎn)速相同，在空間相對靜止。 3、磁勢平衡方程式· 激磁電流和激磁磁勢 o 產(chǎn)生主磁通所需要的電流稱為激磁電流； o 對應(yīng)的磁勢稱為激磁磁勢： · 激磁磁勢近似不變 o 由電勢方程式：；電源電壓不變，阻抗壓降很小，電勢近似不變； o 由公式：，近似不變； o 可見，激磁磁勢和激磁電流幾乎不變。 · 空載運行時，激磁磁勢全部由定子磁勢提供，即：= · 負載運行時，轉(zhuǎn)子繞組中有電流流過，產(chǎn)生一個同步旋轉(zhuǎn)磁勢，為了保持不變，定子磁勢除了提供