1、第六章 異步電動機原理,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù) 6.2 旋轉(zhuǎn)磁場 6.3 三相異步電動機的工作原理 6.4 三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系 小結(jié),6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.1三相異步電動機的用途 三相異步電動機是交流電動機的一種，又稱感應(yīng)電動機。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、堅固耐用，維修方便、成本較低、價格便宜等一系列優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航天、科研、建筑、交通以及人們的日常生活當(dāng)中。但它的功率因數(shù)較低，在應(yīng)用上受到了一定的限制。,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.2三相異步電動機的結(jié)構(gòu)

2、 準備一臺待拆卸的三相異步電動機，從外到里看它的結(jié)構(gòu)。圖6-1是三相異步電動機的外形圖和剖視圖。 （a）為籠型異步電動機外形圖， （b）為繞線型異步電動機外形圖， （c）為籠型異步電動機剖視圖， （d）為繞線型異步電動機剖視圖。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),從電動機外部可以看到風(fēng)扇罩、風(fēng)扇、左右端蓋、銘牌、接線盒。打開接線盒，可以看到接線柱和引出線。拆下風(fēng)扇罩、風(fēng)扇、端蓋，抽出轉(zhuǎn)子，可以看到電動機內(nèi)部定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸、軸承等零部件。定子鐵心裝在機座里，轉(zhuǎn)子鐵心裝在軸上。定子鐵心上有線圈(繞組)，轉(zhuǎn)子鐵心里鑄有籠型鋁條。繞線型轉(zhuǎn)子鐵心中有轉(zhuǎn)子繞組。

3、 可見，電動機的基本結(jié)構(gòu)是由固定不動的部分定子和轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)子以及其他零部件組成的。如圖6-2所示。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.2.1定子 異步電動機的定子由定子鐵心、定子繞組以及機座、端蓋、軸承等組成。 (1)定子鐵心 定子鐵心是電動機磁路的一部分，由于異步電動機中的磁場是旋轉(zhuǎn)的，鐵心中每一點都處于反復(fù)磁化狀態(tài)，為了減少磁場在鐵心中引起的渦流損耗和磁滯損耗，硅鋼片的厚度一般在0.350.5mm之間。鐵心是采用硅鋼片疊裝壓緊而成的。對于小容量電機，由于片間的渦流電壓較小，利用硅鋼片的本身氧化層電阻即可以減小渦流損耗；對于容量較大的間渦流電壓較大，

4、必須在硅鋼片兩面涂以絕緣漆，以減少渦流損耗。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),(2)定子繞組 定子繞組有成型硬繞組和散嵌軟繞組兩類。散嵌軟繞組多用于小容量電機，它是由高強度漆包圓銅線（或鋁線）繞制而成。 (3)機座和端蓋 定子鐵心固定在機座內(nèi)，機座起著固定定子鐵心的作用，機座應(yīng)該有足夠的強度和剛度，以承受加工、運輸及運行中的各種作用力，同時還要滿足通風(fēng)散熱的需要。異步電動機的機座還作為主磁路的組成部分。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.2.2.轉(zhuǎn)子 異步電動機的轉(zhuǎn)子主要有轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組和軸承組成。其外形如圖6-

5、5(a)所示。 （1）籠型轉(zhuǎn)子 在轉(zhuǎn)子鐵心的槽中，穿入一根根未包絕緣的銅條，在鐵心兩端槽的出口處用短路銅環(huán)把它們聯(lián)接起來，這個銅環(huán)稱為端環(huán)。繞組形狀象一個籠子，故稱籠型繞組，如圖6-6 .,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),(2)繞線型轉(zhuǎn)子 繞線型轉(zhuǎn)子是用絕緣導(dǎo)線做成線圈，嵌入轉(zhuǎn)子槽中，再聯(lián)接成三相繞組，一般都接成星形(丫)。圖6-8所示為繞線型轉(zhuǎn)子和電刷裝置。轉(zhuǎn)子的一端裝有三個滑環(huán)，稱集電環(huán)。三相繞組的首端引出線分別與三個滑環(huán)相接。每個滑環(huán)上各有一個電刷，通過電刷將轉(zhuǎn)子繞組與外部電路相聯(lián)，以改善起動性能或調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相

6、異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.2.3氣隙 定子、轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為異步電動機的氣隙，氣隙的大小對于異步電動機的性能影響很大。氣隙大則磁阻大，勵磁電流就大，由于異步電動機的勵磁電流是取自電網(wǎng)的，增大氣隙將使氣隙中的磁勢增大，導(dǎo)致電機的功率因數(shù)降低。從這一角度來考慮，氣隙應(yīng)制造得小一些，但電機帶負載運行時，轉(zhuǎn)軸有一定的撓度，氣隙太小，就可能發(fā)生定、轉(zhuǎn)子鐵心相擦的現(xiàn)象；另外，從減少高次諧波磁勢產(chǎn)生的磁通，減少附加損耗及改善起動性能來考慮，則氣隙應(yīng)大一些為好。因此氣隙的大小除了考慮電性能外，還要考慮便于安裝，在運行中不發(fā)生轉(zhuǎn)子與定子相擦的現(xiàn)象。異步電動機的氣隙具有很小的數(shù)值。對于中小型異步

7、電動機，氣隙一般在0.22.0mm之間。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.3三相異步電動機的銘牌 6.1.3.1三相異步電動機系列及型號 我國電機的產(chǎn)品系列型號，是根據(jù)機械工業(yè)部頒發(fā)的電工產(chǎn)品型號編制辦法和申請辦法指導(dǎo)性文件統(tǒng)一編制的，以免同一產(chǎn)品型號各異或不同產(chǎn)品型號重復(fù)，便于使用、制造、設(shè)計部門等進行業(yè)務(wù)聯(lián)系，簡化技術(shù)文件中有關(guān)產(chǎn)品名稱、規(guī)格、型式等文字敘述。電機產(chǎn)品型號前些年一律采用大寫印刷體漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。漢語拼音字母的選用，是從電機全名稱中選出有代表意義的漢字，然后再取用該漢字的拼音字母.,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異

8、步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.3.2異步電動機外殼防護型式 異步電動機的外殼防護型式，按國際電工委員會(IEC)標準，我國異步電動機常斥有IPll、IP22、IP23、IP44幾種。它們各自的外形見圖6-9所示。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),6.1.3.3 Y、J02系列三相異步電動機銘牌 每臺異步電動機的機座上都釘有一塊銘牌，上面標出該電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，了解銘牌上數(shù)據(jù)的意義，才能正確選擇、使用和維修電動機。見表6-1是一臺三相異步電動機的銘牌。 (1)型號 Y系列三相異步電動機的型號由三部分組成，即產(chǎn)品代號、規(guī)格代號及特殊環(huán)境代號。 (2

9、)額定功率 表示電動機在額定工作狀態(tài)下運行時，允許從轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。單位是瓦(W)或千瓦(kW)。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),(3)額定電壓 指電動機定子繞組規(guī)定使用的線電壓，單位是伏(V)或千伏(KV)。如銘牌上有兩個電壓值，則表示定子繞組在兩種不同接法時的線電壓。按國家標準規(guī)定，電動機的電壓等級分為220V，380V，3000V，6000V和10000V。其中3000V以上的電動機很少。 (4)接法 指電動機在額定電壓下定子三相繞組的連接方法。若銘牌寫，額定電壓寫380V，表明電動機額定電壓為380V時應(yīng)接形。若電壓寫成380220V，接法寫

10、丫/，表明電源線電壓為380V時應(yīng)接成丫形；電源線電壓為220V時應(yīng)接形。我國多數(shù)地區(qū)低壓電線電壓為380V。電動機定子繞組接線如圖6-10所示。,上一頁,下一頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),(5)額定電流 表示電動機在額定情況下運行時電源輸入電動機的線電流。單位是安培. (A)。如果銘牌上標有兩個電流值，表示定子繞組在兩種不同接法時的線電流。 (6)額定頻率 指輸入電動機交流電的頻率，單位是赫茲(Hz)。國際上有50Hz和60Hz兩種標準頻率，我國交流電的頻率(工頻)是50Hz。 (7)額定轉(zhuǎn)速 表示電動機在額定運行情況下的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)分(rmin)。,上一頁,下一

11、頁,返回,6.1 三相異步電動機的用途、結(jié)構(gòu)及銘牌數(shù)據(jù),(8)絕緣等級與溫升 絕緣等級表示電動機所用絕緣材料的耐熱等級。E級絕緣的允許極限溫度為120C，B級絕緣為130 C ，F(xiàn)級絕緣為155。溫升表示電動機發(fā)熱時允許升高的溫度。例如，溫升80，意為將環(huán)境溫度定為40則電動機溫度可再升高80，即不可超過120C，否則電動機就要縮短使用壽命。 （9）定額 也稱工作期限或運行方式，指運行持續(xù)的時間，分為連續(xù)運行、短時運行、斷續(xù)運行三種。,上一頁,返回,6.2旋轉(zhuǎn)磁場,研究異步電動機基本原理，首先要研究異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場。實用電動機不能靠磁鐵的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，而是采用三相交流電來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的，從

12、而實現(xiàn)了從電能向機械能的轉(zhuǎn)換。 6.2.1三相定子繞組的最簡接線 圖6-11是一個簡單的產(chǎn)生兩極旋轉(zhuǎn)磁場的定子繞組示意圖。三相繞組UI-U2，V1-V2，W1-W2在空間互差120，成星形聯(lián)接，即將三個繞組的尾端接在一起。圖6-11（b）是三相繞組聯(lián)接原理圖。,下一頁,返回,6.2旋轉(zhuǎn)磁場,6.2.2 電流通過三相繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的分 電流通過三相繞組，繞組周圍就出現(xiàn)磁場，這個磁場按一定規(guī)律分布在定轉(zhuǎn)子鐵心和氣隙中，并繞著一個軸在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，但定子繞組是靜止不動的。 定子繞組流通對稱的三相電流，電流的大小、方向隨時間作周期性的變化，為研究問題方便起見，規(guī)定電流從繞組首端U1、V1、W1流人

13、，末端U2、V2、W2流出時為正值；電流從繞組末端流人，從首端流出時為負值，或者說，當(dāng)某一時刻某相電流為正值時，電流是從該相繞組的首端進入，末端流出的。根據(jù)這個規(guī)定，下面來分析在不同瞬間由三相電流所產(chǎn)生的一對磁極產(chǎn)生磁場的情況。,上一頁,下一頁,返回,6.2旋轉(zhuǎn)磁場,6.2.3 三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 (1)同步轉(zhuǎn)速與電源頻率的關(guān)系 實際應(yīng)用的異步電動機是定子繞組接通三相交流電源，繞組中通過三相對稱電流，在電動機的氣隙中就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。 (2) 同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)的關(guān)系 那么，同步轉(zhuǎn)速與磁極對數(shù)又有什么關(guān)系呢? 上面討論了一對磁極(P=1)時的旋轉(zhuǎn)磁場，如果定子繞組由六組線圈組成，每

14、一相繞組有兩組線圈，每組線圈在空間相隔60排列，如圖6-13所示。,上一頁,下一頁,返回,6.2旋轉(zhuǎn)磁場,三相繞組接成星形，通過三相交流電，按照一對磁極所用的分析方法，可以畫出不同時刻三相交流電產(chǎn)生的四極旋轉(zhuǎn)磁場情況，如圖6-14所示。 （3）同步轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)表達式 綜上所述，旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速與電流頻率f、磁極對數(shù)P的關(guān)系可以用下面數(shù)學(xué)表達式表示。,上一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,6.3.1三相異步電動機的基本原理 為了說明異步電動機的基本原理，先作一個簡單的實驗。圖6-15是一個裝有手柄的馬蹄形磁鐵，在它的兩極間放著一個可以自由轉(zhuǎn)動的，由許多銅條組成的導(dǎo)體。銅條兩端分別用金屬環(huán)

15、短接，與籠型相似，稱為籠型轉(zhuǎn)子，磁鐵和轉(zhuǎn)子之間沒有機械聯(lián)系，當(dāng)用手搖手柄使馬蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)，籠型轉(zhuǎn)子就會跟著它一起旋轉(zhuǎn)。,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體和磁場之間有相對運動時，即導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。在圖6-15中，當(dāng)馬蹄形磁鐵沿順時針方向旋轉(zhuǎn)時(從右向左看)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場就有相對運動，也相當(dāng)于磁鐵不動，轉(zhuǎn)子逆時針方向轉(zhuǎn)動，于是導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于導(dǎo)體(銅條)兩端被金屬短路環(huán)短接而成閉合回路，因此在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流通過。感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向可按右手螺旋定則判斷，如圖6-16所示。,上一頁,下一頁,

16、返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,當(dāng)導(dǎo)體在S范圍內(nèi)時，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向由外向里進入紙里，用表示。N極范圍內(nèi)的導(dǎo)體，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向由紙面向外指向讀者，用表示。運動方向瞬時間與磁力線平行的兩根導(dǎo)體無感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。 通電導(dǎo)體在磁場中會受到磁場對它的作用力，稱為電磁力，受力方向用左手定則判定。因此，在圖6-16中S極范圍內(nèi)導(dǎo)體受力方向是向左的，而N極范圍內(nèi)導(dǎo)體的受力方向是向右的。這一對力形成順時針方向的力矩，于是轉(zhuǎn)子在這個力矩的作用下沿順時針方向(即磁場旋轉(zhuǎn)方向)旋轉(zhuǎn)起來。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,如果磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向改變了，按著上述的

17、方法同樣可以確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也會隨之發(fā)生改變?？梢?，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與磁鐵旋轉(zhuǎn)方向相同。 從上面的實驗中知道，磁鐵的旋轉(zhuǎn)，實質(zhì)是磁場在旋轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)的磁場使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，而這載流導(dǎo)體又在磁場中受到電磁力的作用，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這就是異步電動機旋轉(zhuǎn)的基本原理。因為轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流是靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以這種電動機又稱感應(yīng)電動機。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,6.3.2 三相異步電動機的工作原理 1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 通過上面分析，定子繞組通人三相交流電時，在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，假定磁場旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向是順時針方向，如圖6-17所示。開始通電時，轉(zhuǎn)子是靜止的，與磁場有相對運動。相

18、當(dāng)于轉(zhuǎn)子按逆時針方向運動，轉(zhuǎn)子上部的導(dǎo)條相當(dāng)于向左做切割磁力線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判斷，方向由紙面向外；轉(zhuǎn)子下部的導(dǎo)條相當(dāng)于向右做切割磁力線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向垂直紙面向里。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,所有轉(zhuǎn)子導(dǎo)條又是被短路的，因此導(dǎo)條內(nèi)有感應(yīng)電流流過，這樣轉(zhuǎn)子導(dǎo)條又成為通電導(dǎo)體，在磁場中又受到電磁力的作用，作用力的方向用左手定則來判斷。轉(zhuǎn)子上部導(dǎo)條受力方向為順時針方向，下部導(dǎo)條受力方向也為順時針方向，所以轉(zhuǎn)子在上下力偶矩的作用下就順時針旋轉(zhuǎn)起來。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,2、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和方向 三相

19、交流電在定子中產(chǎn)生的是旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速習(xí)慣上稱為同步轉(zhuǎn)速，用n1表示。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一般要小于磁場的轉(zhuǎn)速，也可以大于磁場的轉(zhuǎn)速，這樣才能使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，能時時切割磁力線而受到電磁力的作用。否則，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條不切割磁力線，也就不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因而也就沒有感應(yīng)電流通過，也就不受力的作用，力矩將無法產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子也就不能轉(zhuǎn)動了。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,所以，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須與磁場的轉(zhuǎn)速不相等，才能使電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來。異步電動機的名稱也就就是因此而得的。電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向是由旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向決定的。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn) 向

20、取決于電源的相序，所以，對調(diào)三相電源線中的任意兩相電源線，電動機就可反轉(zhuǎn)。利用一只倒順開關(guān)就能使異步電動機進行正反轉(zhuǎn)控制，如圖6-18所示。如開關(guān)S向上合，電動機正轉(zhuǎn)；開關(guān)S往下合，電動機反轉(zhuǎn)。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,3、轉(zhuǎn)差率S 旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差稱為轉(zhuǎn)差即n=n1-n,轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為轉(zhuǎn)差率S，即 轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個重要參數(shù)。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,6.3.3三相異步電動機的負載運行工作原理 6.3.3.1三相異步電動機負載運行時的電磁關(guān)系 負載運行時，電動機將以低于同步轉(zhuǎn)速n1的速度n旋

21、轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向則仍與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同。因此，氣隙磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速為n=n1-n=sn1，n也就是氣隙旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組的速度，于是在轉(zhuǎn)子繞組中就感應(yīng)出電動勢，產(chǎn)生電流，其頻率為,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,（1）磁動勢平衡 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Fm，即 F1+F2=Fm （2）電動勢平衡方程式 電動機負載時，定子電流為，根據(jù)對定子電路的分析，可列出負載時定子的電動勢平式,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,(3)電磁關(guān)系 根據(jù)磁動勢及電動勢平衡方程式 可繪出電磁關(guān)系，如圖6-19所示。 6.3.3

22、.2異步電動機的等效電路 異步電動機定、轉(zhuǎn)子之間沒有電路上的聯(lián)系，只有磁路上的聯(lián)系，不便于實際工作的計算，所以必須像變壓器那樣進行等效電路的分析。等效要在不改變定子繞組中的物理量(定子的電動勢、電流、及功率因數(shù)等)的情況下進行。為了找到異步電動機的等效電路，除了進行轉(zhuǎn)子繞組的折合外，還需要進行轉(zhuǎn)子頻率的折算。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,（1）頻率折算 在進行頻率折算時，可以用一個不動的等效轉(zhuǎn)子去代替實際運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(對于同一個轉(zhuǎn)子，可以不考慮轉(zhuǎn)子繞組系數(shù))。實際轉(zhuǎn)子不動時，轉(zhuǎn)子電流的頻率為fl，電阻為r2，漏電抗為X2，轉(zhuǎn)子每相感應(yīng)電動勢、轉(zhuǎn)子電流的大小和相位角分別

23、為,上一頁,下一頁,返回,E2=4.44f1N2m,6.3 三相異步電動機的工作原理,(2)繞組折算 對異步電動機進行頻率折算之后，因定、轉(zhuǎn)子頻率不同而發(fā)生的問題是解決了，但還不能把定、轉(zhuǎn)子電路聯(lián)接起來，因為兩個電路的電動勢還不相等。和變壓器的折算一樣，異步電動機繞組折算也就是人為地用一個相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)和定子繞組一樣的繞組去代替相數(shù)為m2，每相串聯(lián)匝數(shù)為N2以及繞組系數(shù)為KN2而經(jīng)過頻率折算的轉(zhuǎn)子繞組。但仍然要保證折算前后轉(zhuǎn)子對定子的電磁效應(yīng)不變，即轉(zhuǎn)子的磁動勢、轉(zhuǎn)子總的視在功率、轉(zhuǎn)子銅耗及轉(zhuǎn)子漏磁場儲能均保持不變。,上一頁,下一頁,返回,6.3 三相異步電動機的工作原理,（3

24、）、基本方程式 異步電動機負載時的基本方程式為,上一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,以交流電動機為原動機的電力拖動系統(tǒng)為交流電力拖動系統(tǒng)。三相異步電動機由于結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，且性能良好，運行可靠，故廣泛應(yīng)用在各種拖動系統(tǒng)中。本章通過對三相異步電動機的功率和電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系的分析，從而推出電磁轉(zhuǎn)矩三種表達式，說明三相異步電動機轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系，以此來揭示三相異步電動機的機械特性。,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,6.4.1 三相異步電動機的功率和電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系 6.4.1.1 功率關(guān)系 異步電動機的功率關(guān)系可用上一節(jié)T型等效電路圖6-21及6

25、-22來分析。當(dāng)異步電動機通電運行時，T型等效電路中每個電阻上均產(chǎn)生一個損耗，如 定子電阻r1產(chǎn)生定子鐵耗 勵磁電阻rm產(chǎn)生定子鐵耗 轉(zhuǎn)子電阻r2產(chǎn)生轉(zhuǎn)子銅耗,上一頁,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,6.4.1.2 轉(zhuǎn)矩關(guān)系 機械功率Pm除以軸的角速度就是電磁轉(zhuǎn)矩T，即 還可以找出電磁轉(zhuǎn)矩與電磁功率的關(guān)系，即,上一頁,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,6.4.2 三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 電磁轉(zhuǎn)矩對三相異步電動機的拖動性能起著極其重要的作用，直接影響著電動機的起動、調(diào)速、制動等性能。其常用表達式有以下三種形式。 6.4.2.1電磁轉(zhuǎn)矩的物理

26、表達式 異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子電流與主磁通相互作用產(chǎn)生的。它的大小和電磁場傳遞的電磁功率成正比，即與磁通及轉(zhuǎn)子電流的有功分量的乘積成正比。電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達式,上一頁,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,6.4.2.2電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式 式(6-35)在具體應(yīng)用時，由于I2和cos2都隨轉(zhuǎn)差率s而變化，因而不便于分析異步電動機的各種運行狀態(tài)。下面導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式。 電磁轉(zhuǎn)矩T可用下式表示：,上一頁,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,（1）當(dāng)電源的頻率及電機的參數(shù)不變時，最大轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比。 （2）最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率都與

27、定子電阻r1及定、轉(zhuǎn)子漏抗X1、X2有關(guān)。 （3）最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子回路中的電阻r2無關(guān)，而臨界轉(zhuǎn)差率則與r2成正比，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路的電阻，可使最大轉(zhuǎn)矩在任意S時出現(xiàn)。,上一頁,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,6.4.2.3 電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達式 在工程計算上，利用轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達式比較繁瑣，為了使用方便，希望通過電動機產(chǎn)品目錄或手冊中所給的一些技術(shù)數(shù)據(jù)來求得機械特性，需導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達式。,上一頁,下一頁,返回,6.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓、功率的關(guān)系,上一頁,返回,小結(jié),通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理；掌握三相異步電動機的電路等效方法；掌握三相異步電動機電磁轉(zhuǎn)矩的三種方法。現(xiàn)歸納如下： 一、異步電動機又叫感應(yīng)電動機。它是按照導(dǎo)體切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通電導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用這兩條原理工作的。定子三相對稱繞組通入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，而轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中又受到電磁力的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。只有轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場之間始終保持相對運動，轉(zhuǎn)子始終受到旋轉(zhuǎn)磁場的作用力，使轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)下去。這就是異步電動機的基