第19章三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理

會(huì)計(jì)學(xué)1第19章三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2.勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)：異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入對(duì)稱的三相交流電時(shí)，在氣隙中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的氣隙磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)同時(shí)切割定、轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。但是由于轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路故轉(zhuǎn)子沒(méi)有電流，即無(wú)磁動(dòng)勢(shì)，因此，整個(gè)氣隙磁場(chǎng)全部由定子三相對(duì)稱電流產(chǎn)生。定子磁動(dòng)勢(shì)又叫勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，定子電流亦叫勵(lì)磁電流。

§19-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第1頁(yè)/共64頁(yè)

由于三相是完全對(duì)稱的，所以在分析時(shí)僅以A相為例。下面分析由電流產(chǎn)生的合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（基波）的特點(diǎn)：1）幅值：2）轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，A1—B1—C13）轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子繞組以角頻率旋轉(zhuǎn)，n1為磁動(dòng)勢(shì)的同步轉(zhuǎn)速?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第2頁(yè)/共64頁(yè)§19-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系4）瞬間位置：正如前面所分析的，當(dāng)A相電流達(dá)到正最大時(shí)，它所對(duì)應(yīng)的磁動(dòng)勢(shì)也達(dá)到正最大。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)的三相異步電機(jī)，相當(dāng)于一臺(tái)副邊開(kāi)路的三相變壓器，其中定子繞組是原繞組，轉(zhuǎn)子繞組是副繞組，只是在磁路中，異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵心中多了一個(gè)空氣隙磁路而已。第3頁(yè)/共64頁(yè)3.主磁通與定子漏磁通：主磁通：同時(shí)鉸鏈定子、轉(zhuǎn)子、氣隙構(gòu)成閉合回路的磁通，氣隙里每極主磁通量用Φm

表示。漏磁通：只鉸鏈定子繞組形成閉合回路，叫定子漏磁通，用表示?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第4頁(yè)/共64頁(yè)

由于氣隙是均勻的，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的主磁通Φm所對(duì)應(yīng)的氣隙磁密是一個(gè)在氣隙中旋轉(zhuǎn)、在空間按正弦分布的磁密。用空間向量表示為，是其最大值，的位置在其最大值處。氣隙里每極主磁通為：氣隙磁密和勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)同方向，這是因?yàn)榇艅?dòng)勢(shì)達(dá)到最大值時(shí)，該處的磁密也為最大（在不考慮磁滯、渦流的影響下）?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第5頁(yè)/共64頁(yè)交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖

在時(shí)間相量圖中，一個(gè)頻率為f，隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的物理量可以用一個(gè)長(zhǎng)度等于有效值I，角速度的旋轉(zhuǎn)矢量表示。當(dāng)取縱軸為時(shí)間參考軸、任何瞬間旋轉(zhuǎn)矢量在時(shí)軸上的投影，即為縮小倍的該物理量的瞬時(shí)值。如對(duì)于t時(shí)軸原則上，時(shí)軸可按需任意取，但時(shí)軸取得不同，計(jì)算時(shí)間的起點(diǎn)也不同，一個(gè)時(shí)間相量只有一根時(shí)軸。第6頁(yè)/共64頁(yè)

為減少相量的數(shù)目，將各相對(duì)稱的同一物理量用一根統(tǒng)一的時(shí)間量表示，而每相的時(shí)間相量都以該相的相軸為時(shí)軸。t軸單時(shí)軸多相量A相B相C相多時(shí)軸單相量

三相電機(jī)中，對(duì)稱的三相電流、、如果采用一根時(shí)軸，則用互差1200的旋轉(zhuǎn)相量、、來(lái)表示。交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖第7頁(yè)/共64頁(yè)

在空間矢量圖中，任意一個(gè)沿空間按正弦規(guī)律分布的物理量，如繞組磁勢(shì)的基波，用一個(gè)空間矢量表示。

和三相相軸之間的夾角分別表示磁勢(shì)波的正波幅在空間上與三相相軸的電角度，用以說(shuō)明空間相量具體位置的相軸，只需畫(huà)出一相就夠了。

利用統(tǒng)一時(shí)間相量的概念，將時(shí)間相量和空間相量聯(lián)系在一起，畫(huà)在同一張矢量圖上，即為交流電機(jī)理論中的時(shí)－空相量圖。A相B相C相交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖第8頁(yè)/共64頁(yè)4.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同時(shí)切割定轉(zhuǎn)子繞組,在定轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1、E2，根據(jù)我們前面所學(xué)的知識(shí)可知:

定子、轉(zhuǎn)子每相電動(dòng)勢(shì)之比叫電壓變比，用ke表示，即:§19-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第9頁(yè)/共64頁(yè)

、的相位關(guān)系（α0＝00）：由已學(xué)知識(shí)可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)總是滯后于產(chǎn)生它的磁通Φ900，而在轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路的情況下，定子和轉(zhuǎn)子是被同一個(gè)磁通所鉸鏈，所以兩個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之間是同相位的?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第10頁(yè)/共64頁(yè)5.勵(lì)磁電流：由于氣隙磁密與定、轉(zhuǎn)子都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在定、轉(zhuǎn)子鐵心中會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，即鐵損耗。與變壓器一樣，勵(lì)磁電流也是由和兩分量組成。提供鐵耗，是有功分量；建立磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生主磁通，是無(wú)功分量。有功分量很小，因此超前一個(gè)不大的角度。在時(shí)間空間向量圖上，與相位相同，與相位一樣，和超前一個(gè)不大的角度?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第11頁(yè)/共64頁(yè)6.電壓方程式：

與變壓器一樣，把漏感電勢(shì)看成定子電流在漏電抗上的壓降，有：定子繞組的漏磁通在定子繞組內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，我們稱之為定子漏電動(dòng)勢(shì)，用表示。

在相位上要滯后900時(shí)間電角度?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第12頁(yè)/共64頁(yè)

式中是定子一相繞組的漏阻抗。上式用相量表示時(shí)，與三相變壓器副繞組開(kāi)路時(shí)的情況，完全一樣?！?9-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系根據(jù)各量的正方向列出定子一相回路電壓方程式：第13頁(yè)/共64頁(yè)于是，定子一相電壓平衡等式為7.等效電路：

與三相變壓器空載時(shí)一樣，也能找出三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路。已知：§19-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第14頁(yè)/共64頁(yè)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路的等效電路如右圖：轉(zhuǎn)子回路電壓方程式：§19-1三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系第15頁(yè)/共64頁(yè)§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系1.漏磁通:

堵轉(zhuǎn)時(shí)，除定子側(cè)的漏磁通外，轉(zhuǎn)子側(cè)有電流也要產(chǎn)生漏磁通，表現(xiàn)為X2。注意，變壓器中的主磁通是脈振磁通，Φm是它的最大振幅。在異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙里主磁通Φm卻是旋轉(zhuǎn)磁通，它對(duì)應(yīng)的磁密波沿氣隙圓周方向是正弦分布，以同步速相對(duì)于定子在旋轉(zhuǎn)，Φm表示氣隙里每極的磁通量。堵轉(zhuǎn):即堵住轉(zhuǎn)子讓轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，實(shí)際上就是對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了短路。第16頁(yè)/共64頁(yè)

轉(zhuǎn)子相電流為2.轉(zhuǎn)子回路電壓方程:

根據(jù)前面的分析可知:式中，是轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗。式中是轉(zhuǎn)子繞組回路的功率因數(shù)角?！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第17頁(yè)/共64頁(yè)顯然，上式中的轉(zhuǎn)子側(cè)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流、電抗等的頻率都是，轉(zhuǎn)子電流在相位上滯后于電動(dòng)勢(shì)時(shí)間電角度?！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第18頁(yè)/共64頁(yè)3.轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)：在三相對(duì)稱的轉(zhuǎn)子繞組里流過(guò)三相對(duì)稱電流時(shí)，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子空間旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)：1）幅值：2）轉(zhuǎn)向：假設(shè)氣隙旋轉(zhuǎn)磁密是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)及電流的相序就應(yīng)為A2—B2—C2。§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第19頁(yè)/共64頁(yè)3）轉(zhuǎn)速：相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組為注意：現(xiàn)在定轉(zhuǎn)子被同一個(gè)磁通所鉸鏈，所以產(chǎn)生的電流的角頻率是相等的。4）瞬間位置：同樣，把轉(zhuǎn)子電流理解為轉(zhuǎn)子邊A2相繞組里的電流，當(dāng)A2相電流達(dá)到正的最大值時(shí)，與它相對(duì)應(yīng)的磁動(dòng)勢(shì)也達(dá)到正最大?！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第20頁(yè)/共64頁(yè)與副邊短路的三相變壓器一樣，當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路時(shí)，定子電流不再是，而是。由定子電流產(chǎn)生的氣隙空間旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，用表示，叫定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)與轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)一樣，僅幅值不同。4.定子磁動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)：§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系

轉(zhuǎn)子繞組短路時(shí)，作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì)有兩個(gè)：定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。由于它們的旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)速又相等，只是一前一后地旋轉(zhuǎn)著，我們稱它們?yōu)橥叫D(zhuǎn)。第21頁(yè)/共64頁(yè)

和作用在同一個(gè)磁路上，把它們按向量的關(guān)系加起來(lái)，得到合成的磁動(dòng)勢(shì)，用表示。即:

這個(gè)合成的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)才是產(chǎn)生氣隙磁密的磁動(dòng)勢(shì)。

將合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)表達(dá)式改寫(xiě)成§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第22頁(yè)/共64頁(yè)上式可看成定子磁動(dòng)勢(shì)由兩個(gè)分量組成：一個(gè)分量大小與一樣，而方向與相反，用表示，它的作用是抵消轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁通的影響；另一個(gè)分量就是勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，它是用來(lái)產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁密的。由于這種情況下定子磁動(dòng)勢(shì)已變?yōu)榱?，定子繞組里的電流也就變?yōu)榱??！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第23頁(yè)/共64頁(yè)

定子磁動(dòng)勢(shì)的大小為:

合成磁動(dòng)勢(shì)的大小為：§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系

、的旋轉(zhuǎn)角速度均為，轉(zhuǎn)向同為逆時(shí)針?lè)较颉５?4頁(yè)/共64頁(yè)6.轉(zhuǎn)子繞組的折合（折算）：從前面的分析我們可以看出，分別對(duì)定轉(zhuǎn)子進(jìn)行分析太過(guò)麻煩，異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有電路上的聯(lián)結(jié)，只有磁路的聯(lián)系，這點(diǎn)和變壓器的情況相似，所以在這里我們?nèi)圆捎谜鬯愕姆椒?，把轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)，換上一個(gè)新轉(zhuǎn)子，它的相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)都分別和定子的一樣（三相、）?！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第25頁(yè)/共64頁(yè)但是關(guān)鍵的一點(diǎn)是：要保證轉(zhuǎn)子側(cè)在折算前后對(duì)整個(gè)磁場(chǎng)的影響不能發(fā)生改變，即折算前后轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)沒(méi)有改變，不影響定子邊。根據(jù)定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：

可以寫(xiě)成§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第26頁(yè)/共64頁(yè)令這樣可得§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第27頁(yè)/共64頁(yè)

而折算前后的電流的關(guān)系為：簡(jiǎn)化為：§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第28頁(yè)/共64頁(yè)式中是轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)，只有繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組是三相，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一般不是三相，而是相。經(jīng)過(guò)折算，從表面上看，好像定、轉(zhuǎn)子之間真的在電路上有了聯(lián)系。式中，，稱為電流變比。§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第29頁(yè)/共64頁(yè)這樣，我們就可以對(duì)相關(guān)的量進(jìn)行折算。于是轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式變?yōu)椋骸?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第30頁(yè)/共64頁(yè)于是折合后轉(zhuǎn)子漏阻抗與折合前轉(zhuǎn)子漏阻抗的關(guān)系為：折合前后的功率關(guān)系不變。例如轉(zhuǎn)子里的銅損耗，用折合后的關(guān)系表示為：§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第31頁(yè)/共64頁(yè)折合前后的無(wú)功功率也不變。例如轉(zhuǎn)子漏抗上的無(wú)功功率，用折合后的關(guān)系式表示為即折算后的量我們?nèi)坑谩啊洹眮?lái)表示。§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第32頁(yè)/共64頁(yè)7.基本方程式、等效電路和相量圖：整理可得基本方程式：§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第33頁(yè)/共64頁(yè)根據(jù)上述基本方程式可畫(huà)出等效電路和相量圖?！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第34頁(yè)/共64頁(yè)異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子的漏阻抗標(biāo)么值都較小，如果在它的定子繞組加上額定電壓，這時(shí)定、轉(zhuǎn)子的電流都很大，大約是額定電流的4~7倍。這就是異步電動(dòng)機(jī)加額定電壓直接起動(dòng)而轉(zhuǎn)速等于零的瞬間情況。如果使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作在這種狀態(tài)，則有可能將電機(jī)燒壞。§19-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第35頁(yè)/共64頁(yè)有時(shí)為了測(cè)量異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，采用轉(zhuǎn)子繞組短路即堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。為了不使電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子過(guò)電流，必須把加在定子繞組上的電壓降低，以限制定、轉(zhuǎn)子繞組中的電流?！?9-2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第36頁(yè)/共64頁(yè)§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系前面我們分析了轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、開(kāi)路和轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)(短路)情況下的異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，下面我們來(lái)看一下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)是怎樣的電磁關(guān)系。第37頁(yè)/共64頁(yè)當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n恒速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)一些相應(yīng)的物理量將要結(jié)合轉(zhuǎn)差率發(fā)生相應(yīng)的變化，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式為：1.轉(zhuǎn)子回路電壓方程§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系此時(shí)在轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流漏電抗的頻率（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子頻率，用f2表示）發(fā)生了變化。因?yàn)楝F(xiàn)在切割速度為：n2=n1-n。第38頁(yè)/共64頁(yè)表現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的頻率f2為：轉(zhuǎn)子頻率也叫轉(zhuǎn)差頻率。正常運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)差率s很小，因此轉(zhuǎn)子頻率約為0.5～2.5Hz。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：式中，E2是轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?！?9-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第39頁(yè)/共64頁(yè)

上式說(shuō)明當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)差率s成正比。轉(zhuǎn)子漏抗是對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子頻率時(shí)的漏電抗。它與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子漏電抗(對(duì)應(yīng)于頻率Hz)的關(guān)系為：§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系正常運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)，可見(jiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同時(shí)，轉(zhuǎn)子漏電抗是個(gè)變數(shù)，它與轉(zhuǎn)差率成正比變化。第40頁(yè)/共64頁(yè)2.定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)關(guān)系下面對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的空間合成磁動(dòng)勢(shì)進(jìn)行分析。1）定子磁動(dòng)勢(shì)：前面已經(jīng)介紹，在這里不再重復(fù)。2）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)：（1）幅值：§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第41頁(yè)/共64頁(yè)（2）轉(zhuǎn)向：與堵轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)比，現(xiàn)在的氣隙磁場(chǎng)僅是切割速度發(fā)生了變化，而它的旋轉(zhuǎn)方向并沒(méi)有發(fā)生改變，所以此時(shí)是以的速度沿逆時(shí)針?lè)较蚯懈钷D(zhuǎn)子繞組，因此：產(chǎn)生電流的相序仍然是。由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的轉(zhuǎn)向，相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組而言，仍為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。（3）轉(zhuǎn)速：§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第42頁(yè)/共64頁(yè)（4）瞬間位置：當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組哪相電流達(dá)正最大值時(shí)，正好位于該相繞組的軸線上。3）勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)（合成磁動(dòng)勢(shì)）：搞清楚了定、轉(zhuǎn)子三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)后，現(xiàn)在希望站在定子繞組的角度上看定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。（1）幅值：定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)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(jié)果。（2）轉(zhuǎn)向：二者的轉(zhuǎn)向相對(duì)于定子都為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第43頁(yè)/共64頁(yè)

（3）轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子繞組而言，定子磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速為，而轉(zhuǎn)子我們分開(kāi)看：首先轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，而轉(zhuǎn)子本身又是以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，為此站在定子繞組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速為。于是，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為：§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第44頁(yè)/共64頁(yè)可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)和定子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)定子來(lái)說(shuō)，是同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速、一前一后旋轉(zhuǎn)著，即定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)！所以，感應(yīng)電機(jī)在任何異步轉(zhuǎn)速下均能產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，并實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。 所以合成磁動(dòng)勢(shì)仍用表示。即這種情況下的合成磁動(dòng)勢(shì)，與前面介紹過(guò)的一樣，都是產(chǎn)生氣隙每極主磁通的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。但這才是異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第45頁(yè)/共64頁(yè)

例題：一臺(tái)三相兩極籠型異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)接在

fN=50的電源上運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=0.01，試問(wèn)：

1)轉(zhuǎn)子電流頻率f2為多少？

2)定子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)定、轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速各為多少？

3)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)定、轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速各為多少？§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第46頁(yè)/共64頁(yè)解：n=（1-s）n1=0.99×3000=2970r/min§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第47頁(yè)/共64頁(yè)§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系4）轉(zhuǎn)子時(shí)空相-矢量圖：根據(jù)上述分析可畫(huà)出三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n時(shí)轉(zhuǎn)子的時(shí)空矢量圖。第48頁(yè)/共64頁(yè)3.轉(zhuǎn)子繞組頻率的折合:通過(guò)之前分析可知，轉(zhuǎn)子電流頻率的大小僅僅影響轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速，而相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)為，與f2無(wú)關(guān)。另外，定轉(zhuǎn)子之間是通過(guò)磁動(dòng)勢(shì)相聯(lián)系的，所以只要保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小不變，至于電流的頻率是多少無(wú)所謂。因此變換為：§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第49頁(yè)/共64頁(yè)同時(shí)，在頻率變換的過(guò)程中，除了電流有效值保持不變外，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)角也沒(méi)有發(fā)生任何變化。即在上式的推導(dǎo)過(guò)程中，并沒(méi)做任何的假設(shè)，結(jié)果證明了兩個(gè)電流和的有效值以及初相角完全相等，但此時(shí)的頻率以從變成。下面我們來(lái)分析一下這兩個(gè)有效值相等的電流的頻率如何。§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第50頁(yè)/共64頁(yè)由此可見(jiàn),頻率折算是用一個(gè)靜止的電阻為的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為R2的實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，等效轉(zhuǎn)子將于實(shí)際轉(zhuǎn)子具有相同的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)?！?9-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第51頁(yè)/共64頁(yè)此時(shí)，轉(zhuǎn)子電路雖然經(jīng)過(guò)這種變換，但是從定子邊看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何不同，兩種情況下產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)的幅值大小是完全一樣的。這就是轉(zhuǎn)子電路的頻率折算，即：把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際頻率為f2的電路，變成了轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，頻率為f1的電路。把上式得到的電阻形式再進(jìn)行變形，即：很明顯和轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)相比，轉(zhuǎn)子側(cè)多了一個(gè)電阻。§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第52頁(yè)/共64頁(yè)注意:它的電動(dòng)勢(shì)為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)（注意不是轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)），轉(zhuǎn)子回路的電阻變成，漏電抗變成。對(duì)其中轉(zhuǎn)子回路電阻來(lái)說(shuō)，除了原來(lái)轉(zhuǎn)子繞組本身電阻外，相當(dāng)于多串一個(gè)大小為的電阻，由等效電路可見(jiàn)?！?9-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系再考慮把轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)及繞組因數(shù)都折合到定子側(cè)，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式則變?yōu)椋旱?3頁(yè)/共64頁(yè)當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路進(jìn)行了頻率折合后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值可寫(xiě)成:再考慮轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)折合，F(xiàn)2為:這樣一來(lái)，定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，又可寫(xiě)成，即為電流關(guān)系了?！?9-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第54頁(yè)/共64頁(yè)§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系4.基本方程式:與異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路并把轉(zhuǎn)子堵住不轉(zhuǎn)時(shí)相比較，在基本方程式中，只有轉(zhuǎn)子繞組回路的電壓方程式有所差別，其他幾個(gè)方程式都一樣。故異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的基本方程式為:第55頁(yè)/共64頁(yè)5.等效電路根據(jù)方程式可以畫(huà)出相應(yīng)的等值電路:§19-3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第56頁(yè)/共64頁(yè)從等效電路圖上我們可以看出，轉(zhuǎn)子電路