三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系

三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五7.4三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系

7.4.1

轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)子繞組與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，才能在轉(zhuǎn)子繞組里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩?？梢姡惒诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速的。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為某一確定值時(shí)，這時(shí)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩恰好等于作用在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速便會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行恒定的轉(zhuǎn)速下。

上一頁下一頁返回第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五把同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速二者之差與同步轉(zhuǎn)速的比值叫做轉(zhuǎn)差率（也叫轉(zhuǎn)差或者滑差），用s表示。s是一個(gè)沒有量綱的數(shù)，它的大小也能反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。正常運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率很小，一般

。上一頁返回第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五7.4.2

轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式為是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為時(shí)，轉(zhuǎn)于繞組的相電動(dòng)勢(shì)；是上述情況下轉(zhuǎn)子的相電流；是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組一相的漏電抗。

上一頁下一頁返回第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流和漏電抗的頻率（下面簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)子頻率）用 表示.在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的頻率為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為上一頁下一頁返回第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五

是轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)并不是異步電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)真正的電動(dòng)勢(shì),因?yàn)殡姍C(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙主磁通Φ1的大小要發(fā)生變化。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50Hz)的關(guān)系為

=s正常運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)，。

上一頁返回第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五7.4.3定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)及磁動(dòng)勢(shì)關(guān)系

1．定子磁動(dòng)勢(shì)當(dāng)異步電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來后，定子繞組里流過的電流為，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)。2．轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（1）幅值:當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的幅值為上一頁下一頁返回第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五（2）轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子已經(jīng)旋轉(zhuǎn)起來，有一定的轉(zhuǎn)速，由于是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁密同方向，僅僅是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速小于氣隙旋轉(zhuǎn)磁密的轉(zhuǎn)速。站在轉(zhuǎn)子上看氣隙旋轉(zhuǎn)磁密。它相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。這樣，由氣隙旋轉(zhuǎn)磁密在轉(zhuǎn)子每相繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電流的相序，仍為

上一頁下一頁返回第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向，相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組而言，仍為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。（3）轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子電流的頻率為，顯然由轉(zhuǎn)子電流的產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，它相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速用表示為

上一頁下一頁返回第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五（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．合成磁動(dòng)勢(shì)（1）幅值定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)的幅值仍為前面分析的結(jié)果。（2）轉(zhuǎn)向定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)二者的轉(zhuǎn)向相對(duì)于定子都為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

上一頁下一頁返回第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五（3）轉(zhuǎn)速定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組的逆時(shí)針轉(zhuǎn)速為

轉(zhuǎn)子本身相對(duì)于定子繞組有一逆時(shí)針轉(zhuǎn)速n于是，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子繞組的轉(zhuǎn)速為

上一頁下一頁返回第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五把定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)按向量的辦法加起來，得到一個(gè)合成的總磁動(dòng)勢(shì)，仍用來表示。即

異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì),對(duì)應(yīng)的電流是勵(lì)磁電流。對(duì)于一般的異步電動(dòng)機(jī)，的大小約為（20～50）%。

可見，定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，它們相對(duì)定子來說，都是同轉(zhuǎn)向，以相同的轉(zhuǎn)速一前一后旋轉(zhuǎn)著，稱為同步旋轉(zhuǎn)。上一頁返回例7-4、7-5第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五[例題7-4]一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子接到f1=50Hz的電源上，nN=960r/min，求：(1)p;(2)sN;(3)f2N上一頁下一頁返回第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五[例題7-5]同題7-4，若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速有下列幾種情況，分別求出它們的轉(zhuǎn)差率s。（1）轉(zhuǎn)向與氣隙磁密轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速分別為950、1000、1040和0r/min（2）轉(zhuǎn)向與氣隙磁密轉(zhuǎn)向相反，轉(zhuǎn)速分別為500r/min上一頁返回第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五7.4.4轉(zhuǎn)子繞組頻率的折合定、轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)系是通過磁通勢(shì)相聯(lián)系，只要保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的大小不變，即每極安匝不變就行，至于電流的頻率是多少無所謂.變換（頻率為）

（頻率為）

上一頁下一頁返回第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五在頻率變換的過程中，除了電流有效值保持不變外，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)角也沒有發(fā)生任何變化。即證明了兩個(gè)電流和的有效值以及初相角完全相等。上一頁下一頁返回第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五分析一下這兩個(gè)有效值相等的電流和它們的頻率如何

圖7-22

轉(zhuǎn)子繞組頻率的折合

上一頁下一頁返回第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五兩個(gè)電流的頻率雖然不同，由于有效值和相位相等，在產(chǎn)生轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的幅值和相位上又都是一樣的。轉(zhuǎn)子電路雖然經(jīng)過這種變換，但是從定子邊看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)并沒有發(fā)現(xiàn)任何不同。這就是轉(zhuǎn)子電路的頻率折合，即把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際頻率為的電路，變成了轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，頻率為的電路。

上一頁下一頁返回第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五以上這種把圖7-22折合成電路，即所謂頻率折合。把轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)以及繞組系數(shù)都折合到定子邊，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式則變?yōu)楫?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)磁通勢(shì)的幅值可寫成上一頁下一頁返回第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五再考慮轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)折合，為

定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，又可寫成即為電流關(guān)系了。

上一頁返回例題7-6第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五[例題7-6]一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子加50Hz的額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)轉(zhuǎn)子繞組滑環(huán)上的電動(dòng)勢(shì)E2為260V（轉(zhuǎn)子繞組Y接法）。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子一相的電阻R2=0.06Ω，X2=0.2Ω，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率SN=0.04。求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)E2SN、轉(zhuǎn)子電流I2SN及頻率。解返回第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五7.4.5基本方程式、等值電路和時(shí)空向量圖與異步電動(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,在轉(zhuǎn)子回路里增加了一項(xiàng)電阻，其值為：于是得到異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的基本方程式：

上一頁下一頁返回第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五上一頁下一頁返回第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五返回第25頁，共27頁，2023年，2月20日，星期五7.4.6

鼠籠轉(zhuǎn)子

鼠籠轉(zhuǎn)子每相鄰兩根導(dǎo)條電動(dòng)勢(shì)（電流）相位相差的電角度與它們空間相差的電角度是相同的，導(dǎo)條是均勻分布的。若一對(duì)磁極范圍內(nèi)有根鼠籠條，轉(zhuǎn)子就感應(yīng)產(chǎn)生相對(duì)稱的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流。若一對(duì)磁極范圍內(nèi)鼠籠條不為整數(shù)，則取等于轉(zhuǎn)子槽數(shù)。上一頁下一