第5章三相交流電動機2

1、電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機 第第 五五 章章 三三 相相 交交 流流 電電 機機電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機本章教學基本要求本章教學基本要求1.1.了解三相交流電動機主要結構，注意三相交流電動機的定子了解三相交流電動機主要結構，注意三相交流電動機的定子結構；結構；2.2.熟悉三相交流電動機基本工作原理，理解感應電動勢和電磁熟悉三相交流電動機基本工作原理，理解感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩這兩個機電能量轉(zhuǎn)換要素的物理意義，掌握求解他們的計轉(zhuǎn)矩這兩個機電能量轉(zhuǎn)換要素的物理意義，掌握求解他們的計算方法；算方法；3.3.掌握三

2、相交流電動機的運行原理，電動勢、轉(zhuǎn)矩平衡方程式，掌握三相交流電動機的運行原理，電動勢、轉(zhuǎn)矩平衡方程式，以及三相交流電動機的工作特性；以及三相交流電動機的工作特性；4.4.了解同步電動機的主要結構和工作原理。了解同步電動機的主要結構和工作原理。重點：重點： 三相交流電動機的基本平衡方程式和工作特性。三相交流電動機的基本平衡方程式和工作特性。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.1 5.1 交流電機電樞繞組交流電機電樞繞組（1 1）線圈：定子繞組是由線圈按一定的規(guī)律嵌入定子槽中，并）線圈：定子繞組是由線圈按一定的規(guī)律嵌入定子槽中，并按一定的方式聯(lián)接起來的。按一定

3、的方式聯(lián)接起來的。（2 2）極距：極距是指沿定子鐵心內(nèi)圓每個磁極所占的范圍，如）極距：極距是指沿定子鐵心內(nèi)圓每個磁極所占的范圍，如用長度表示。用長度表示。（3 3）電角度）電角度: :一臺電機轉(zhuǎn)子鐵心的端面是個圓，從幾何的角度一臺電機轉(zhuǎn)子鐵心的端面是個圓，從幾何的角度來說可以分為來說可以分為360360，這樣劃分的角度為，這樣劃分的角度為機械角度機械角度，即電機鐵心，即電機鐵心圓周為機械角度。從磁場角度看，一對磁極是一個交變周期，圓周為機械角度。從磁場角度看，一對磁極是一個交變周期，我們把一對磁極所對應的機械角度定為我們把一對磁極所對應的機械角度定為360360電角度。電角度。 （4 4）線圈

4、節(jié)距）線圈節(jié)距 一個線圈的兩根有效邊之間所跨的槽數(shù)之間的距離為節(jié)距。一個線圈的兩根有效邊之間所跨的槽數(shù)之間的距離為節(jié)距。線圈的節(jié)距一般總是等于或稍小于極距，如果節(jié)距與極距相等，線圈的節(jié)距一般總是等于或稍小于極距，如果節(jié)距與極距相等，稱為稱為整距線圈整距線圈，如果節(jié)距小于極距，則稱為，如果節(jié)距小于極距，則稱為短距線圈短距線圈。=P*電角度機械角度電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.1 5.1 交流電機電樞繞組交流電機電樞繞組【例例5-15-1】 繪制，并聯(lián)支路數(shù)的三相單層繪制，并聯(lián)支路數(shù)的三相單層鏈式繞組鏈式繞組展開圖展開圖 圖圖5-1 Z=24,2P=4槽

5、電動勢星形圖槽電動勢星形圖圖圖5-2 單層鏈式單層鏈式A相繞組展開圖相繞組展開圖（5 5）單層及雙層繞組：根據(jù)定子繞組在槽中的分布情況，可分）單層及雙層繞組：根據(jù)定子繞組在槽中的分布情況，可分為為單層及雙層單層及雙層繞組。繞組。容量較大的異步電動機都采用雙層繞組容量較大的異步電動機都采用雙層繞組。雙層繞組在每個槽內(nèi)的導線分為上下兩層，上層和下層線圈之雙層繞組在每個槽內(nèi)的導線分為上下兩層，上層和下層線圈之間需要用層間絕緣隔開。對于間需要用層間絕緣隔開。對于小容量異步電動機常采用單層繞小容量異步電動機常采用單層繞組組，這時每槽中只有一層導線。本節(jié)介紹幾種單層繞組，根據(jù)，這時每槽中只有一層導線。本節(jié)

6、介紹幾種單層繞組，根據(jù)每極每相槽數(shù)的大小，單層繞組分成每極每相槽數(shù)的大小，單層繞組分成鏈式、交叉式和同心式三鏈式、交叉式和同心式三種。種。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.1 5.1 交流電機電樞繞組交流電機電樞繞組【例例5-2】 繪制繪制Z=36，2p=4，a=1的單層的單層交叉式交叉式繞組展開圖。繞組展開圖。1, 42 ,36apZ圖圖5-3 Z=36,2P=4槽電動勢星形圖槽電動勢星形圖圖圖5-4 單層交叉式單層交叉式A相繞組展開圖相繞組展開圖電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.1 5.1 交流電機電樞繞組交流

7、電機電樞繞組【例例5-3】繪制繪制Z=24，2p=2，a=1的三相單層的三相單層同心式繞組同心式繞組展開圖展開圖 圖圖5-6 單層同心式單層同心式A相繞組展開圖相繞組展開圖圖圖5-5 Z=36,2P=2槽電動勢星形圖槽電動勢星形圖電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢5.2.1單相脈振磁場單相脈振磁場1 1整距線圈的磁動勢整距線圈的磁動勢 如圖是一臺兩極電機的示意圖。定子及轉(zhuǎn)子鐵心是同心的圓如圖是一臺兩極電機的示意圖。定子及轉(zhuǎn)子鐵心是同心的圓柱體，所以定、轉(zhuǎn)子間的氣隙是均勻的。當線圈通入電流時，便柱體，所以定、轉(zhuǎn)子間的氣隙是均

8、勻的。當線圈通入電流時，便產(chǎn)生一個兩極磁場。按照右手螺旋定則，磁場方向如圖中箭頭所產(chǎn)生一個兩極磁場。按照右手螺旋定則，磁場方向如圖中箭頭所示。示。圖圖5-7 整距單線圈產(chǎn)生的矩形磁動勢整距單線圈產(chǎn)生的矩形磁動勢電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢圖圖5-8 矩形波磁動勢隨時間變化矩形波磁動勢隨時間變化 在一個整距集中的線圈中通過余在一個整距集中的線圈中通過余弦變化的交流電時，他所產(chǎn)生的矩形波弦變化的交流電時，他所產(chǎn)生的矩形波磁動勢的幅值將隨著時間作余弦變化。磁動勢的幅值將隨著時間作余弦變化。當當w wt=0，電流達到最大值時

9、，矩形波的，電流達到最大值時，矩形波的高度也達到最大值高度也達到最大值Fcm；當當w wt=90度，電流為零時，矩形的高度度，電流為零時，矩形的高度也為零。當電流為負值時，磁也為零。當電流為負值時，磁動動勢也隨勢也隨著改變方向；矩形磁動勢波隨時間變化著改變方向；矩形磁動勢波隨時間變化的關系如圖所示。的關系如圖所示。由圖可以看出：任何瞬間，磁動勢在空由圖可以看出：任何瞬間，磁動勢在空間的分布為一矩形波；在空間的任何一間的分布為一矩形波；在空間的任何一點，磁動勢的大小隨時間按余弦規(guī)律脈點，磁動勢的大小隨時間按余弦規(guī)律脈振。我們稱這種在空間位置固定，而大振。我們稱這種在空間位置固定，而大小隨時間變化

10、的磁動勢為小隨時間變化的磁動勢為脈振磁動勢脈振磁動勢。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢2 2矩形波磁動勢的諧波分析法矩形波磁動勢的諧波分析法 從上面的分析可知，一個整距線圈產(chǎn)生的是矩形波磁動勢。從上面的分析可知，一個整距線圈產(chǎn)生的是矩形波磁動勢。如果直接利用矩形波磁動勢去分析一臺電機產(chǎn)生的總磁動勢，如果直接利用矩形波磁動勢去分析一臺電機產(chǎn)生的總磁動勢，會遇到很多的不方便。為了簡化分析，一般是采用諧波分析法。會遇到很多的不方便。為了簡化分析，一般是采用諧波分析法。所謂諧波分析法就是把一個周期變化的非正弦曲線分解成一些所謂諧

11、波分析法就是把一個周期變化的非正弦曲線分解成一些列不同周期的正弦曲線。列不同周期的正弦曲線。圖圖5-9 矩形波磁動勢的分解矩形波磁動勢的分解 在異步電動機中，諧波磁動勢對在異步電動機中，諧波磁動勢對電動機性能有不良影響，例如，會使電動機性能有不良影響，例如，會使電動機耗損增大，啟動困難。所以總電動機耗損增大，啟動困難。所以總是設法把諧波磁動勢削弱到很小，電是設法把諧波磁動勢削弱到很小，電機定子采用分布繞組及短距繞組等方機定子采用分布繞組及短距繞組等方法均可削弱諧波磁動勢，使磁動勢的法均可削弱諧波磁動勢，使磁動勢的波形非常接近于正弦波。波形非常接近于正弦波。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五

12、章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢圖圖5-10 基波脈振磁動勢基波脈振磁動勢電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢圖圖5-11 基波磁動勢空間相量圖基波磁動勢空間相量圖 3 3整距線圈組的磁動勢整距線圈組的磁動勢 交流電機每相繞組都是由若干個線圈組串聯(lián)或并聯(lián)組成的，交流電機每相繞組都是由若干個線圈組串聯(lián)或并聯(lián)組成的，而每個線圈組是由每極下屬于同一相的而每個線圈組是由每極下屬于同一相的q q個等匝、等距線圈串聯(lián)個等匝、等距線圈串聯(lián)圈串聯(lián)而成的。因此求出每個圈串聯(lián)而成的。因此求出每個線圈組的磁動勢

13、就不難得到每線圈組的磁動勢就不難得到每相繞組的磁動勢。由于每個線相繞組的磁動勢。由于每個線圈組的各線圈磁動勢的諧波含圈組的各線圈磁動勢的諧波含量和大小都相同，所不同的是量和大小都相同，所不同的是各線圈在空間錯開了一個各線圈在空間錯開了一個a a角度，角度，所以各線圈磁動勢之間在空間所以各線圈磁動勢之間在空間上也相隔上也相隔a a度?，F(xiàn)在把各矩形波度?，F(xiàn)在把各矩形波都分解成基波和一系列諧波，都分解成基波和一系列諧波，則各基波之間在空間的位移角則各基波之間在空間的位移角度也是度也是a a度。把個線圈的的基波度。把個線圈的的基波磁動勢逐點相加，便可求得它磁動勢逐點相加，便可求得它們的合成基波磁動勢。

14、如下圖們的合成基波磁動勢。如下圖所示。所示。 電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢圖圖5-12 單相雙層短距繞組磁動勢空間相量圖單相雙層短距繞組磁動勢空間相量圖4 4雙層短距線圈組的磁動勢雙層短距線圈組的磁動勢 除了分布繞組外，在雙層繞組中，還可以采用短距線圈除了分布繞組外，在雙層繞組中，還可以采用短距線圈來改善磁動勢波形。圖表示的是一臺三相來改善磁動勢波形。圖表示的是一臺三相2極極18槽電動機的槽電動機的A相繞組的線圈分布相繞組的線圈分布。由于每極每相。由于每極每相槽數(shù)槽數(shù)q=3，所以，所以每個線圈組由每個線圈組由3個線圈

15、串聯(lián)組成個線圈串聯(lián)組成，第一個線圈組，第一個線圈組由線圈由線圈1，2，3組成?，F(xiàn)采用短組成?，F(xiàn)采用短距繞組，極距距繞組，極距=9槽，槽，y=(8/9) 槽。槽。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢 5.2.2三相繞組的合成旋轉(zhuǎn)磁場三相繞組的合成旋轉(zhuǎn)磁場 三相繞組是由三個單元繞組所構成。把三相繞組是由三個單元繞組所構成。把A，B，C三個單相繞組三個單相繞組產(chǎn)生的磁動勢波逐點相加就可以得到三相繞組的合成磁動勢。產(chǎn)生的磁動勢波逐點相加就可以得到三相繞組的合成磁動勢。 上節(jié)所述單相繞組流過單相交流電，產(chǎn)生一個基波脈振磁動上節(jié)所述單相

16、繞組流過單相交流電，產(chǎn)生一個基波脈振磁動勢，下面將證明三相對稱繞組流過三相對稱電流，將產(chǎn)生一個勢，下面將證明三相對稱繞組流過三相對稱電流，將產(chǎn)生一個圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。 1、三相繞組中的單相磁動勢、三相繞組中的單相磁動勢 三相繞組是由三相繞組是由3個單相繞組所組成，這三個單相繞組分別產(chǎn)生個單相繞組所組成，這三個單相繞組分別產(chǎn)生脈振磁動勢，要了解他們的合成磁動勢，首先必先分析這脈振磁動勢，要了解他們的合成磁動勢，首先必先分析這3個個單相脈振磁動勢的性質(zhì)。單相脈振磁動勢的性質(zhì)。（1）三相對稱電流的幅值相等，而相位相差）三相對稱電流的幅值相等，而相位相差120度。度。（2）3個單相繞組的

17、軸線在空間依次相隔個單相繞組的軸線在空間依次相隔120度，所以他們各自度，所以他們各自產(chǎn)生的基波磁動勢在空間的分布也依次相隔產(chǎn)生的基波磁動勢在空間的分布也依次相隔120度。度。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢 2 2、合成磁動勢的推導、合成磁動勢的推導 用數(shù)學的分析方法可以得出三相基波合成磁動勢的表達式用數(shù)學的分析方法可以得出三相基波合成磁動勢的表達式。根據(jù)教材。根據(jù)教材128頁公式（頁公式（5-18）可以畫出任意時刻的三相合成磁）可以畫出任意時刻的三相合成磁動勢的分布波形及位置動勢的分布波形及位置 。圖圖5-13 三相

18、合成磁動勢的分布波形及位置三相合成磁動勢的分布波形及位置電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢 3、三相基波合成磁動勢的結論、三相基波合成磁動勢的結論 三相對稱繞組通過三相對稱電流產(chǎn)生的三相基波合成三相對稱繞組通過三相對稱電流產(chǎn)生的三相基波合成磁動勢是一圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，當時間變化時，他的波形不磁動勢是一圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，當時間變化時，他的波形不變，他是單相脈振磁動勢振幅的變，他是單相脈振磁動勢振幅的3/2倍。倍。 圖圖5-14 旋轉(zhuǎn)合成磁動勢旋轉(zhuǎn)合成磁動勢電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.

19、2 5.2 旋轉(zhuǎn)磁動勢旋轉(zhuǎn)磁動勢5.2.3兩相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢兩相繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢 交流電機的電樞繞組有時為兩組繞組，當兩相繞組通入交流電機的電樞繞組有時為兩組繞組，當兩相繞組通入兩相電流時，也會產(chǎn)生磁動勢。下面就以兩相繞組的兩種兩相電流時，也會產(chǎn)生磁動勢。下面就以兩相繞組的兩種不同狀況來分析其所產(chǎn)生的磁動勢情況。不同狀況來分析其所產(chǎn)生的磁動勢情況。1 1、圓形磁動勢：、圓形磁動勢：空間相距（空間相距（p p /2）電角度的兩相對稱繞組，）電角度的兩相對稱繞組，當通入兩相對稱電流，即時間相差（當通入兩相對稱電流，即時間相差（p p /2）電角度、幅值相）電角度、幅值相同的正弦交流電流時

20、，產(chǎn)生的合成基波磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)同的正弦交流電流時，產(chǎn)生的合成基波磁動勢為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。該旋轉(zhuǎn)磁動勢的幅值等于原每相繞組產(chǎn)生的基波磁動勢。該旋轉(zhuǎn)磁動勢的幅值等于原每相繞組產(chǎn)生的基波脈振磁動勢的最大幅值。脈振磁動勢的最大幅值。2、橢圓形磁動勢：如果兩相繞組是對稱的，而通入的電流不、橢圓形磁動勢：如果兩相繞組是對稱的，而通入的電流不對稱，同樣可以可以分析出兩相繞組產(chǎn)生的合成基波總磁對稱，同樣可以可以分析出兩相繞組產(chǎn)生的合成基波總磁動勢也是橢圓形磁動勢。動勢也是橢圓形磁動勢。 電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.35.3交流繞組的感應電動勢交流繞組的感應電動勢

21、5.3.1整距線圈感應電動勢整距線圈感應電動勢 整距線圈的兩根導體在空整距線圈的兩根導體在空間相隔一個極距，也就是相隔間相隔一個極距，也就是相隔p p電角度。當一根導體處在電角度。當一根導體處在N極極最大磁密處時，另一根導體剛最大磁密處時，另一根導體剛好處在好處在S極的最大磁密處，如圖極的最大磁密處，如圖所示。所以這兩根導體的電動所示。所以這兩根導體的電動勢總是大小相等而方向相反。勢總是大小相等而方向相反。圖圖5-16 整距線圈感應電動勢整距線圈感應電動勢電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.35.3交流繞組的感應電動勢交流繞組的感應電動勢內(nèi)表面的槽中。圖表

22、示內(nèi)表面的槽中。圖表示在電機的定子槽里放在電機的定子槽里放有三個均勻分布的整有三個均勻分布的整距線圈，記作距線圈，記作1-1 、2-2 、3-3，這三個線圈，這三個線圈的匝數(shù)彼此相等，依的匝數(shù)彼此相等，依頭、尾端的順序聯(lián)接頭、尾端的順序聯(lián)接而串聯(lián)起來，叫分布而串聯(lián)起來，叫分布線圈組。線圈組。圖圖5-17 分布線圈組空間位置及連接圖分布線圈組空間位置及連接圖 5.3.2整距分布線圈感應電動勢整距分布線圈感應電動勢 在實際電機中，為了充分利用電機定子內(nèi)圓空間，定子在實際電機中，為了充分利用電機定子內(nèi)圓空間，定子上不止放置一個線圈，而是放置許多線圈，并均勻分布在定上不止放置一個線圈，而是放置許多線圈

23、，并均勻分布在定子子電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.35.3交流繞組的感應電動勢交流繞組的感應電動勢a a a a a圖圖5-18 分布線圈組感應電動勢相量圖分布線圈組感應電動勢相量圖n 設相鄰線圈的槽距角為設相鄰線圈的槽距角為a a。對每個整距線圈來說，他們的基。對每個整距線圈來說，他們的基波電動勢有效值相同，但是三個整距線圈由于空間分布不同，波電動勢有效值相同，但是三個整距線圈由于空間分布不同，他們切割同一磁力線時，就必然有先有后。因此，三個分布線他們切割同一磁力線時，就必然有先有后。因此，三個分布線圈的基波感應電動勢在時間相位上彼此不同。因為三個

24、整距線圈的基波感應電動勢在時間相位上彼此不同。因為三個整距線圈空間上依次相距空間電角度圈空間上依次相距空間電角度a a ，所以他們的基波感應電動勢，所以他們的基波感應電動勢n之間依次相差之間依次相差a a時間電角度。圖時間電角度。圖5-18(a)是三個整距線圈基波電是三個整距線圈基波電動勢相量，圖動勢相量，圖5-18(b)表示出三表示出三個整距線圈基波電動勢相量和個整距線圈基波電動勢相量和這三個分布的整距線圈組成的這三個分布的整距線圈組成的線圈組基波電動勢相量之間的線圈組基波電動勢相量之間的關系。關系。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.35.3交流繞組的

25、感應電動勢交流繞組的感應電動勢n5.3.3短距線圈感應電動勢短距線圈感應電動勢 短距線圈每一匝的兩短距線圈每一匝的兩根導線在空間的距離比整根導線在空間的距離比整距線圈縮短了距線圈縮短了b b電角度，電角度，即相距即相距（p- bp- b ）電角度，電角度，如圖如圖5-19所示。因此，兩所示。因此，兩根導線中感應電動勢在時根導線中感應電動勢在時間相位上也相差間相位上也相差（p- bp- b ）電角度，在圖電角度，在圖5-19中，根中，根據(jù)相量圖，可求得短距線據(jù)相量圖，可求得短距線圈的每匝電動勢圈的每匝電動勢 。圖圖5-19 短距線圈相量圖短距線圈相量圖電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三

26、相交流電動機三相交流電動機5.35.3交流繞組的感應電動勢交流繞組的感應電動勢n5.3.4 一相繞組感應電動勢一相繞組感應電動勢n 如果根據(jù)每槽內(nèi)有幾個線圈邊來劃分繞組類型，那么電動如果根據(jù)每槽內(nèi)有幾個線圈邊來劃分繞組類型，那么電動機的定子繞組可以分成單層繞組和雙層繞組兩種。定子每個機的定子繞組可以分成單層繞組和雙層繞組兩種。定子每個槽內(nèi)只有一個線圈邊的繞組稱為單層繞組，這種繞組適用于槽內(nèi)只有一個線圈邊的繞組稱為單層繞組，這種繞組適用于功率較小的電動機。定子每個槽內(nèi)上、下兩層都有線圈邊的功率較小的電動機。定子每個槽內(nèi)上、下兩層都有線圈邊的繞組稱為雙層繞組。繞組稱為雙層繞組。 在雙層繞組中，每一

27、極面下就有一個極相組，因而對于在雙層繞組中，每一極面下就有一個極相組，因而對于 2p個磁極的電機就有個磁極的電機就有 2p個極相組。在聯(lián)接時可以串聯(lián)，也可個極相組。在聯(lián)接時可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，以組成一定數(shù)目的支路數(shù)，而每相繞組的電動勢數(shù)值以并聯(lián)，以組成一定數(shù)目的支路數(shù)，而每相繞組的電動勢數(shù)值決定于一條支路的電動勢大小。設決定于一條支路的電動勢大小。設代表每相的并聯(lián)支路數(shù)，代表每相的并聯(lián)支路數(shù)，那么每相電動勢的基波有效值為：那么每相電動勢的基波有效值為：1111111144. 444. 422YqYqYqKNKfKKfapqNEapE電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相

28、交流電動機5.35.3交流繞組的感應電動勢交流繞組的感應電動勢n5.3.5繞組的諧波感應電動勢繞組的諧波感應電動勢 n 前面討論感應電動勢時，是假設氣隙中只有正弦分布前面討論感應電動勢時，是假設氣隙中只有正弦分布的基波磁動勢。但是，在實際電機氣隙中除了基波磁動勢的基波磁動勢。但是，在實際電機氣隙中除了基波磁動勢外，還存在諧波磁動勢，如圖所示。外，還存在諧波磁動勢，如圖所示。圖圖5-20 諧波磁通密度諧波磁通密度電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機n5.4.15.4.1基本結構和銘牌數(shù)據(jù)基本結構和銘牌數(shù)據(jù)n1. 1. 三相

29、異步電動機的基本結構三相異步電動機的基本結構n 三相異步電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成：靜止部分三相異步電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成：靜止部分稱為定子；轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子。三相籠異步電動機的主要部稱為定子；轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子。三相籠異步電動機的主要部件如圖所示。件如圖所示。圖圖5-21 鼠籠式異步電動機的構造鼠籠式異步電動機的構造電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機n1 1）定子：）定子： 定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。n 定子鐵心是異步電動機磁路的一部分。他是用厚

30、的硅鋼定子鐵心是異步電動機磁路的一部分。他是用厚的硅鋼片沖制、疊壓而成的，緊緊地裝在機座的內(nèi)部。在定子鐵心片沖制、疊壓而成的，緊緊地裝在機座的內(nèi)部。在定子鐵心的內(nèi)圓上開有均勻的槽，用以放置定子繞組。的內(nèi)圓上開有均勻的槽，用以放置定子繞組。n 定子繞組是電動機的電路部分。定子繞組是由許多線圈定子繞組是電動機的電路部分。定子繞組是由許多線圈按規(guī)律聯(lián)接而成的。小型三相異步電動機定子繞組通常用高按規(guī)律聯(lián)接而成的。小型三相異步電動機定子繞組通常用高強度漆包線繞制而成。強度漆包線繞制而成。2 2）轉(zhuǎn)子：）轉(zhuǎn)子： 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。n 轉(zhuǎn)子鐵心是異步電動

31、機磁路的一部分。他是用厚的硅鋼片轉(zhuǎn)子鐵心是異步電動機磁路的一部分。他是用厚的硅鋼片沖制、疊壓而成的，轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心之間有一個很小的沖制、疊壓而成的，轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心之間有一個很小的氣隙。轉(zhuǎn)子鐵心的外圓上沖有均勻分布的槽，用來放置轉(zhuǎn)子氣隙。轉(zhuǎn)子鐵心的外圓上沖有均勻分布的槽，用來放置轉(zhuǎn)子繞組。繞組。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機n2. 2. 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理n 當定子三相對稱繞組加上對稱的三相交流電壓后，定子三相當定子三相對稱繞組加上對稱的三相交流電壓后，定子三相繞組中便有對稱的三

32、相電流流過，它們共同形成定子繞組中便有對稱的三相電流流過，它們共同形成定子旋轉(zhuǎn)磁旋轉(zhuǎn)磁場場。假定定子旋轉(zhuǎn)磁場以。假定定子旋轉(zhuǎn)磁場以n n轉(zhuǎn)速沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則磁力線轉(zhuǎn)速沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則磁力線將切割轉(zhuǎn)子導體而感應出電動勢。在該電動勢作用下，轉(zhuǎn)子將切割轉(zhuǎn)子導體而感應出電動勢。在該電動勢作用下，轉(zhuǎn)子導體內(nèi)便有電流通過，導體內(nèi)便有電流通過，電流的有功分量與電動勢同相位電流的有功分量與電動勢同相位。轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子導體內(nèi)電流的有功分量與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導體子導體內(nèi)電流的有功分量與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導體受到電磁力的作用。在該電磁力作用下，電動機轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動受到電磁力的作用。在該電磁力作用下，電動

33、機轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來，其轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。這時，如果在電機軸起來，其轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。這時，如果在電機軸上加載機械負載，電動機便拖動負載運轉(zhuǎn)，輸出機械功率。上加載機械負載，電動機便拖動負載運轉(zhuǎn)，輸出機械功率。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機n3. 3. 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)n 每臺異步電動機的機座上都有一塊銘牌，上面標有該電動每臺異步電動機的機座上都有一塊銘牌，上面標有該電動機的主要數(shù)據(jù)。為了能正確使用電動機，必然要了解銘牌。機的主要數(shù)據(jù)。為了能正確使用電動機，必然要了解銘牌。

34、下面以下面以Y90S-4B型電動機的銘牌為例說明。型電動機的銘牌為例說明。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機n1 1）型號）型號n電機型號是電機類型、規(guī)格等等代號。例如電機型號是電機類型、規(guī)格等等代號。例如Y90S-4B三相異步電動機機座中心高磁極數(shù)機座長度代號S短機座M中機座L長機座2）額定功率）額定功率 額定功率是電動機在額定運行情況下，其軸上輸出的機械功額定功率是電動機在額定運行情況下，其軸上輸出的機械功率。又稱額定容量。率。又稱額定容量。3）額定電壓：）額定電壓： 額定電壓是指電動機在額定運行時定子繞組額定電壓

35、是指電動機在額定運行時定子繞組的線電壓，他同定子繞組的接法相對應。的線電壓，他同定子繞組的接法相對應。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機n4 4）額定電流）額定電流 n 額定電流是電動機在額定運行時定子繞組的線電流。額定電流是電動機在額定運行時定子繞組的線電流。 5 5）額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速 在額定電壓下，輸出額定功率時的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速在額定電壓下，輸出額定功率時的轉(zhuǎn)速稱為額定轉(zhuǎn)速 6 6）絕緣等級）絕緣等級 絕緣等級是按電動機繞組所用的絕緣材料在使用時允許的絕緣等級是按電動機繞組所用的絕緣材料在使用時允許的極限溫度來

36、劃分的。極限溫度來劃分的。 7 7）工作方式）工作方式 工作方式是對電動機按銘牌上等額定功率持續(xù)運行時間工作方式是對電動機按銘牌上等額定功率持續(xù)運行時間的限制，分為的限制，分為“連續(xù)連續(xù)”、“短時短時”和和“斷續(xù)斷續(xù)”等。等。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機8 8）功率因數(shù)：）功率因數(shù)： 技術手冊中會給出功率因數(shù)參數(shù)，是指電動機技術手冊中會給出功率因數(shù)參數(shù)，是指電動機在額定運行狀態(tài)下，定子電路的功率因數(shù)。異步電動機在額定運行狀態(tài)下，定子電路的功率因數(shù)。異步電動機空載空載運行時定子電路的功率因數(shù)很低運行時定子電路的功率

37、因數(shù)很低，只有，只有0.20.20.30.3，隨著負載，隨著負載的增加，功率因數(shù)也增加，在額定負載時一般為的增加，功率因數(shù)也增加，在額定負載時一般為0.70.70.90.9，因此要避免空載運行。因此要避免空載運行。9 9）效率：效率是指電動機在額定狀態(tài)下運行時輸出的功率對）效率：效率是指電動機在額定狀態(tài)下運行時輸出的功率對定子輸入功率的比值。定子輸入功率的比值。 5.4.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機：分析異步電動機運行原理，著轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機：分析異步電動機運行原理，著重在異步電動機內(nèi)部基本的電磁關系，目的是展示其內(nèi)在矛盾重在異步電動機內(nèi)部基本的電磁關系，目的是展示其內(nèi)在矛盾。在研究電磁關系

38、的同時，還應注意解決定量計算問題，異步。在研究電磁關系的同時，還應注意解決定量計算問題，異步電動機通常所用的電動機通常所用的計算方法與變壓器計算方法與變壓器類似，即將其化成類似，即將其化成等效電等效電路路，以解電路的方式來解決具體計算問題。因為異步電機的主，以解電路的方式來解決具體計算問題。因為異步電機的主要工作方式是作為電動機，故在分析時以電動機運行作為主要要工作方式是作為電動機，故在分析時以電動機運行作為主要對象。采用的較為簡單的分析方法，即對象。采用的較為簡單的分析方法，即等效靜轉(zhuǎn)子法等效靜轉(zhuǎn)子法。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步

39、電動機三相異步電動機1 1轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路假定電機定子接到相電壓假定電機定子接到相電壓為為1、頻率為、頻率為f1的三相交流電源的三相交流電源，轉(zhuǎn)子電路電流為零。設此時，轉(zhuǎn)子電路電流為零。設此時轉(zhuǎn)子電路開路。這一假設的目轉(zhuǎn)子電路開路。這一假設的目的是為了先排除轉(zhuǎn)子電流對定的是為了先排除轉(zhuǎn)子電流對定子的影響，突出定子電路自身子的影響，突出定子電路自身的內(nèi)在規(guī)律。的內(nèi)在規(guī)律。 轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機轉(zhuǎn)子開路的三相異步電動機相當于副邊空載的三相變壓器相當于副邊空載的三相變壓器，定子繞組對應于原邊繞組，定子繞組對應于原邊繞組，轉(zhuǎn)子繞組對應于副邊繞組，所轉(zhuǎn)子繞組對應于副邊繞組，所不同的是異步電動

40、機的磁路中不同的是異步電動機的磁路中多了多了氣隙磁路。氣隙磁路。圖圖5-23 異步電動機電磁模型異步電動機電磁模型 電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機 1 1）電磁關系）電磁關系 定子電路在定子電路在1作用作用下引進一電流，因轉(zhuǎn)子下引進一電流，因轉(zhuǎn)子無輸出，此電流的主要無輸出，此電流的主要作用是在電動機內(nèi)建立作用是在電動機內(nèi)建立磁場，可稱作勵磁電流磁場，可稱作勵磁電流0。由。由0建立的磁力線建立的磁力線可分作兩部分，絕大部可分作兩部分，絕大部分磁力線穿過氣隙、交分磁力線穿過氣隙、交鏈到轉(zhuǎn)子電路然后回到鏈到轉(zhuǎn)子電路然后回

41、到定子邊自行閉合，這是定子邊自行閉合，這是主磁通主磁通m0，也稱為也稱為互互感磁通感磁通。 圖圖5-24主磁通與漏磁通示意圖主磁通與漏磁通示意圖主磁通是一個主磁通是一個恒幅、恒速，恒幅、恒速，在空間作正弦在空間作正弦分布的基波旋分布的基波旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)磁場。另一小部分磁力線則僅與定子繞組本身交鏈，稱為另一小部分磁力線則僅與定子繞組本身交鏈，稱為漏磁通漏磁通 s1。漏磁通在電機中遠比變壓器中復雜。漏磁通在電機中遠比變壓器中復雜。漏磁通包括：槽漏磁通、端部漏磁通和諧波漏磁通。漏磁通包括：槽漏磁通、端部漏磁通和諧波漏磁通。諧波漏磁通是由定子三相合成磁動勢中的高次諧波諧波漏磁通是由定子三相合成磁動勢中的

42、高次諧波磁動勢產(chǎn)生的，嚴格說，他是通過氣隙與轉(zhuǎn)子繞組磁動勢產(chǎn)生的，嚴格說，他是通過氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈繞的磁通，與槽漏磁通和端部漏磁通是有差別相鏈繞的磁通，與槽漏磁通和端部漏磁通是有差別的，為了表明這種差別，諧波漏磁通又稱差別漏磁的，為了表明這種差別，諧波漏磁通又稱差別漏磁通，將諧波磁通歸為漏磁通中是為了計算上的方便。通，將諧波磁通歸為漏磁通中是為了計算上的方便。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機3）等效電路）等效電路 畫出轉(zhuǎn)子開路時異步電動機畫出轉(zhuǎn)子開路時異步電動機的等效電路如圖所示，這個電的等效電路如圖所示，這個電路

43、和變壓器空載狀態(tài)路和變壓器空載狀態(tài)完全一致完全一致，所以異步電機在轉(zhuǎn)子方電流所以異步電機在轉(zhuǎn)子方電流為零的工作狀態(tài)，可稱為理想為零的工作狀態(tài)，可稱為理想的空載運行狀態(tài)。的空載運行狀態(tài)。 轉(zhuǎn)子開路時異步電動機的等效電路轉(zhuǎn)子開路時異步電動機的等效電路n2 2）電壓方程式：）電壓方程式：n定子一相電路的電壓方程式為：定子一相電路的電壓方程式為： 1011010110111ZIEXIXIjErIEEUS-轉(zhuǎn)子電路因轉(zhuǎn)子繞組開路，電壓方程式為：轉(zhuǎn)子電路因轉(zhuǎn)子繞組開路，電壓方程式為：22 EU電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機 4

44、 4）相量圖）相量圖電流電流0并不是純粹建立電機磁場所需并不是純粹建立電機磁場所需的電流，當磁場旋轉(zhuǎn)時，鐵心的每一處的電流，當磁場旋轉(zhuǎn)時，鐵心的每一處都處在隨時間變化的磁場作用下，鐵心都處在隨時間變化的磁場作用下，鐵心中必然出現(xiàn)中必然出現(xiàn)渦流效應和磁滯損耗渦流效應和磁滯損耗，渦流，渦流和磁滯損耗合稱為和磁滯損耗合稱為鐵損耗鐵損耗，它消耗了一，它消耗了一部分有功功率使鐵心發(fā)熱。部分有功功率使鐵心發(fā)熱。 在圖在圖5-27的異步電動機轉(zhuǎn)子的異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零轉(zhuǎn)速為零時時的相量圖上，清楚地表示了這些電流間的相量圖上，清楚地表示了這些電流間的相位關系。的相位關系。 圖圖5-27 轉(zhuǎn)子繞組開路時的相量

45、圖轉(zhuǎn)子繞組開路時的相量圖電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機2轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn) 設異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組閉路，如籠型繞組。在定子繞設異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組閉路，如籠型繞組。在定子繞組接電源的情況下，卡住轉(zhuǎn)子使之轉(zhuǎn)速組接電源的情況下，卡住轉(zhuǎn)子使之轉(zhuǎn)速n=0。這是為了暫。這是為了暫不不計機械功率計機械功率的變化，而突出定、轉(zhuǎn)子兩個電路間的相互聯(lián)系的變化，而突出定、轉(zhuǎn)子兩個電路間的相互聯(lián)系、相互影響的內(nèi)在規(guī)律。、相互影響的內(nèi)在規(guī)律。 在轉(zhuǎn)子短路并在在轉(zhuǎn)子短路并在n=0條件下，轉(zhuǎn)子電動勢條件下，轉(zhuǎn)子電動勢

46、2和和1具有相同具有相同的頻率的頻率1。在。在2作用下轉(zhuǎn)子出現(xiàn)頻率為作用下轉(zhuǎn)子出現(xiàn)頻率為1的電流的電流2，由，由2產(chǎn)生產(chǎn)生的磁效應主要用作于電機的公共磁路，因為轉(zhuǎn)子和定子一樣的磁效應主要用作于電機的公共磁路，因為轉(zhuǎn)子和定子一樣是靜止，雙方電流頻率又一樣，相序排列也相同，結果是雙是靜止，雙方電流頻率又一樣，相序排列也相同，結果是雙方的磁動勢在氣隙空間方的磁動勢在氣隙空間同速同向同速同向的旋轉(zhuǎn)，處于相對靜止狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)，處于相對靜止狀態(tài)。這表明電流。這表明電流2的出現(xiàn)首先影響了氣隙磁場，然后再影響到的出現(xiàn)首先影響了氣隙磁場，然后再影響到定子方電流定子方電流1，使之改變。，使之改變。電力拖動與控制電力

47、拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機1）磁動勢平衡方程式）磁動勢平衡方程式 圖圖5-28所示為異步電動機定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子繞組短所示為異步電動機定子繞組接電源，轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的接線。轉(zhuǎn)子短路時，在路且轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)的接線。轉(zhuǎn)子短路時，在轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的感產(chǎn)生的感應電動勢會在轉(zhuǎn)子三相繞組中產(chǎn)生對稱的轉(zhuǎn)子電流，從而應電動勢會在轉(zhuǎn)子三相繞組中產(chǎn)生對稱的轉(zhuǎn)子電流，從而產(chǎn)生合成轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生合成轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁動勢F2，其幅值為：，其幅值為：極）（安匝 /222232222IpkNFwp定子定子基波旋轉(zhuǎn)磁動勢幅值為：基波旋轉(zhuǎn)磁動勢幅

48、值為： 111122223IpkNFwp圖圖5-28 異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的接線圖異步電動機轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時的接線圖氣隙中的合成氣隙中的合成磁動勢為：磁動勢為： 021FF F主磁通主磁通m0由合成磁勢產(chǎn)生由合成磁勢產(chǎn)生電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機2 2）電磁關系）電磁關系 假定各物理量的規(guī)定正方向如圖假定各物理量的規(guī)定正方向如圖5-29所示，則轉(zhuǎn)子短路所示，則轉(zhuǎn)子短路且且堵轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)時的電磁關系為圖時的電磁關系為圖5-29所示：所示：1u222FNi111FNi1i1S1Se0F2i2S2Sem1e2e圖圖5

49、-29 電磁關系示意圖電磁關系示意圖電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機3 3）電動勢平衡方程式）電動勢平衡方程式 異步電動機異步電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時定、轉(zhuǎn)子繞組的電路圖。如圖定、轉(zhuǎn)子繞組的電路圖。如圖5-30，從圖中可以看出，電動機與變壓器的電磁狀況極為相似，從圖中可以看出，電動機與變壓器的電磁狀況極為相似，參考對變壓器的分析方法，可以寫出異步電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，參考對變壓器的分析方法，可以寫出異步電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時電動勢或電壓方程式如下：時電動勢或電壓方程式如下：111111111ZIExI jrIEU-202222

50、0 xIjrIE圖圖5-30 異步電動機轉(zhuǎn)子靜止并短路時的定、轉(zhuǎn)子電路圖異步電動機轉(zhuǎn)子靜止并短路時的定、轉(zhuǎn)子電路圖電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機（1）轉(zhuǎn)子電動勢的折算）轉(zhuǎn)子電動勢的折算根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子功率保持不變功率保持不變?yōu)闂l件，即應滿足為條件，即應滿足 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： mwkNfE221244. 412111244. 4EEkkNfEemw4 4）轉(zhuǎn)子參數(shù)的折算）轉(zhuǎn)子參數(shù)的折算 和分析變壓器方法相似，為要把定子電壓平衡式、轉(zhuǎn)子和

51、分析變壓器方法相似，為要把定子電壓平衡式、轉(zhuǎn)子電壓平衡式和磁動勢平衡式組合成一等效電路，需要把轉(zhuǎn)子電壓平衡式和磁動勢平衡式組合成一等效電路，需要把轉(zhuǎn)子方面的各物理量歸算到定子方面。在進行方面的各物理量歸算到定子方面。在進行折算折算時，需要相應時，需要相應的電壓變比、電流變比和阻抗變比。的電壓變比、電流變比和阻抗變比。（2 2）轉(zhuǎn)子電流的折算）轉(zhuǎn)子電流的折算 根據(jù)折算前后根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子磁動勢應保持不變轉(zhuǎn)子磁動勢應保持不變?yōu)闂l件，即應滿足為條件，即應滿足ke異步電動機的電動勢變比。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機（3

52、3）轉(zhuǎn)子阻抗的折算）轉(zhuǎn)子阻抗的折算 根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子上的銅耗保持不變?yōu)闂l件，即應滿足根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子上的銅耗保持不變?yōu)闂l件，即應滿足22222221rImrIm 由此可求得折算后的轉(zhuǎn)子電阻由此可求得折算后的轉(zhuǎn)子電阻2222211212)(rkkrkNkNmmrieww折算后的轉(zhuǎn)子漏抗折算后的轉(zhuǎn)子漏抗22xkkxie222221119 . 029 . 02IpkNmIpkNmww 由此可求得折算后的轉(zhuǎn)子電流由此可求得折算后的轉(zhuǎn)子電流iwwkIIkNmkNmI221112222ki異步電動機的電流變比。keki異步電動機的阻抗比。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動

53、機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機（4 4）等效電路）等效電路 折算的好處是很明顯的，折算后折算的好處是很明顯的，折算后可以構建一等效電路，它與副邊短路可以構建一等效電路，它與副邊短路時的變壓器等效電路完全相同，如圖時的變壓器等效電路完全相同，如圖所示。由于對稱關系，電路僅考慮了所示。由于對稱關系，電路僅考慮了一相，故各種計算量均取每相值。一相，故各種計算量均取每相值。圖圖5-31 轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組短路時的等效電路轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組短路時的等效電路 1. 1. 轉(zhuǎn)差率：通常把同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率：通常把同步轉(zhuǎn)速n1和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n二者之間的二者之間的差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為

54、轉(zhuǎn)差率（也叫做轉(zhuǎn)差或滑差），用差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為轉(zhuǎn)差率（也叫做轉(zhuǎn)差或滑差），用s表表示。示。 s是一個沒有單位的數(shù)，是一個沒有單位的數(shù)，它的大小也能反映電動機它的大小也能反映電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。正常運行的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。正常運行的異步電動機，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速異步電動機，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n接接近于同步轉(zhuǎn)速近于同步轉(zhuǎn)速n1，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率s很小，一般很小，一般s=0.010.05。-02122222101111IIIx jsrIEEEjxrIEjxrIEUmm電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機2. 2. 轉(zhuǎn)子電動勢轉(zhuǎn)子電動勢 當異步電動機轉(zhuǎn)

55、子以轉(zhuǎn)速當異步電動機轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n恒速運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子回路的電恒速運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式為壓方程式為)(2222sssjxrIE 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子繞組中感應電動勢為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子繞組中感應電動勢為212211222244. 444. 4sEkNsfkNfEWWs 3. 3. 定、轉(zhuǎn)子磁動勢及磁動勢關系定、轉(zhuǎn)子磁動勢及磁動勢關系 下面對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的空間合成磁下面對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的空間合成磁動勢進行分析。動勢進行分析。（1 1）定子旋轉(zhuǎn)磁動勢）定子旋轉(zhuǎn)磁動勢F1 當異步電動機旋轉(zhuǎn)起來后，定子繞組里流過的電流為當異步電動機旋轉(zhuǎn)起來后，定子繞組里流過的電流為I1

56、，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢F1 ，其特點在前面已經(jīng)分析過了。這里仍，其特點在前面已經(jīng)分析過了。這里仍假設假設F1相對于定子繞組以同步轉(zhuǎn)速相對于定子繞組以同步轉(zhuǎn)速n1逆時針方向旋轉(zhuǎn)。逆時針方向旋轉(zhuǎn)。E2是轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時，繞組中感應電動勢電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機（2 2）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢F2 幅值幅值 當異步電動機以轉(zhuǎn)速當異步電動機以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時，由轉(zhuǎn)子電流旋轉(zhuǎn)時，由轉(zhuǎn)子電流I2s產(chǎn)生的三產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢的幅值為相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢的幅值為sWIpkNF222222423p 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 在前面分

57、析轉(zhuǎn)子繞組短路、轉(zhuǎn)速在前面分析轉(zhuǎn)子繞組短路、轉(zhuǎn)速n=0的情況知道，氣隙旋的情況知道，氣隙旋轉(zhuǎn)磁密轉(zhuǎn)磁密B逆時針旋轉(zhuǎn)時，在轉(zhuǎn)子繞組里感應電動勢，產(chǎn)生電流逆時針旋轉(zhuǎn)時，在轉(zhuǎn)子繞組里感應電動勢，產(chǎn)生電流相序為相序為A2B2 C2現(xiàn)在情況是，轉(zhuǎn)子已經(jīng)旋轉(zhuǎn)起來，有一定的現(xiàn)在情況是，轉(zhuǎn)子已經(jīng)旋轉(zhuǎn)起來，有一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n，由于是電動狀態(tài)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與氣隙旋轉(zhuǎn)密度，由于是電動狀態(tài)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與氣隙旋轉(zhuǎn)密度B同方向，僅僅是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速同方向，僅僅是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n小于氣隙旋轉(zhuǎn)磁密小于氣隙旋轉(zhuǎn)磁密B的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n1。這。這時，如果站在轉(zhuǎn)子上看氣隙旋轉(zhuǎn)磁密，它相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為時，如果站在轉(zhuǎn)子上看氣隙旋轉(zhuǎn)磁密，它

58、相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為（n1 - n），轉(zhuǎn)向為逆時針方向。這樣，由氣隙旋轉(zhuǎn)磁密，轉(zhuǎn)向為逆時針方向。這樣，由氣隙旋轉(zhuǎn)磁密B在轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)子每相繞組感應電動勢子每相繞組感應電動勢, ,產(chǎn)生電流的相序仍為產(chǎn)生電流的相序仍為A2B2 C2。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流I2s的頻率為的頻率為2，顯然有轉(zhuǎn)子電流，顯然有轉(zhuǎn)子電流I2s產(chǎn)生的三相合產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢成旋轉(zhuǎn)磁動勢F2 ，它相對于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速用，它相對于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速用n2表示，為表示，為pfn2260瞬間位置瞬間位置 當轉(zhuǎn)子繞組哪相電流達

59、到正最大值時，當轉(zhuǎn)子繞組哪相電流達到正最大值時， F F2 2正好位于該相正好位于該相繞組的軸線上。繞組的軸線上。 （3 3）合成磁動勢：）合成磁動勢： 清楚了定、轉(zhuǎn)子三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢清楚了定、轉(zhuǎn)子三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢F1、F2的特點后，現(xiàn)在希望站在定子繞組的角度上看定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁的特點后，現(xiàn)在希望站在定子繞組的角度上看定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢動勢F1與與F2。 幅值：關于定、轉(zhuǎn)子磁動勢幅值：關于定、轉(zhuǎn)子磁動勢F1、F2的幅值，不因站在定子上的幅值，不因站在定子上看而有什么變化，仍為前面分析的結果?？炊惺裁醋兓?，仍為前面分析的結果。 轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)向：F1、F2二者的轉(zhuǎn)向相對于定子都為逆時針方向旋轉(zhuǎn)。二

60、者的轉(zhuǎn)向相對于定子都為逆時針方向旋轉(zhuǎn)。電力拖動與控制電力拖動與控制第五章第五章 三相交流電動機三相交流電動機5.45.4三相異步電動機三相異步電動機轉(zhuǎn)速：定子旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)速：定子旋轉(zhuǎn)磁動勢F1相對于定子繞組的轉(zhuǎn)速為相對于定子繞組的轉(zhuǎn)速為n1。 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢F2相對于轉(zhuǎn)子繞組的逆時針轉(zhuǎn)速為相對于轉(zhuǎn)子繞組的逆時針轉(zhuǎn)速為n2。由。由于轉(zhuǎn)子本身相對定子繞組有一逆時針轉(zhuǎn)速于轉(zhuǎn)子本身相對定子繞組有一逆時針轉(zhuǎn)速n，為此站在定子繞，為此站在定子繞組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢F2的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為n2+ n 。 4. 4. 轉(zhuǎn)子繞組頻率的折算轉(zhuǎn)子繞組頻率的折算（a）是異步電動機實際運行