【正文】 第五章 異步電動機（二） —— 三相異步電動機的運行原理及單相異步電動機 以變壓器的運行理論為基礎，分析異步電動機運行時的電磁物理過程，導出電動勢和磁動勢的平衡方程式，畫出相量圖，求出真等效電路。最后分析它的電磁轉矩和運行性能。 167。 51 三相異步電動機運行時的電磁過程 一、異步電動機空載運行時的物理情況 空載運行狀態(tài) 電動機軸上不帶任何機械負載 的運行狀態(tài)。 以繞線式異步電動機為例。 轉子繞組開路時的空載運行 在定子、轉子繞組中產生感應電動勢。 其有效值為： mwKNfE ?1111 ?mwKNfE ?2212 ?式中各物理量標“ 1”指定子，標“ 2”指轉子 是定子通電頻率。 1fwK是繞組因數(shù)。 1N 2N為定子、轉子繞組一相串聯(lián)的匝數(shù) m?是主磁通（由基波磁動勢產生，同時交鏈定子、轉子繞組）。 在這種運行狀態(tài)下，轉子繞組中呈有感應電動勢，但由于開路轉子電流的為？不會產生電磁轉矩，轉子呈禁止不動的（ ）。同此轉子繞組切割磁場的速度和定子繞組相同。 0?n 由于定子電流除了產生磁通 之外，還產生定子漏磁通 ，它必然在定子繞組中產生漏電動勢和變壓器一樣用漏抗壓降來表示： m???111 XjIE ????? 式中， 為定子漏電流， 而 為定子繞組漏電感， 為空載電流。 1X ?? 111 2 LfX ? ?1L?I 若定子繞組的電阻為 R，則定子一相電路的電動勢平衡方程式： 10111 RIEEU???? ?????101 ZIE?? ???10101 XIjRIE??? ????式中， 稱為定子繞組漏阻抗，比變壓器大。 111 jXRZ ??若略去漏阻抗壓降： 11?? ?? EU ? 轉子開路電壓， ，于是氣隙、定子、轉子電路電動勢比： 220?? ? EU221121wwKN KNEEeK ??指出， 和變壓器一樣，用阻抗壓降表示： 1E)(mmm1 mm jXRIZIE ?????? ???勵磁阻抗,mmm jXRE ??轉子繞組短接時的空載運行 轉子的轉速非常接近同步轉速，即 snn ??可以認為旋轉磁場不切割轉子繞組，同而 0,0 ?? ?? ?? IE綜上所述，異步電動機空載運行是的電磁關系如圖 1U? 0I? 10F???1?0mF? ??m?1E??1E?20E?2I? 02 ???F二、異步電動機負載運行時的物理情況 特點 轉子繞組中出線電流 ,這一電流也要形成磁動 勢和磁場。 （一） 轉子磁動勢的分析 轉子磁動勢 也是一個旋轉磁動勢，并在空間按正弦規(guī)律分布，以繞線式異步電動機為例。 2F 2F 的旋轉方向 cC Yy○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ snmBBbXx AaZzn 如圖，若定子電流的相序為 A B C 固此轉子磁動勢 與定子磁動勢轉向相同。 2F 轉速的大小 2F 設電動機的極對數(shù)為 ，那么轉子繞組中感應電動勢的頻率為 p16060)(2 sff ssss nnnpnnnp ??? ??稱為轉差頻率。2f 頻率為 的轉子電流所產生的旋轉磁動勢，相對于轉子？？的轉速為 2fnnn sp f ??? 260△ 因為轉子以轉速 旋轉，而 與 的方向一致，因此相對于靜止的定子鐵心的轉速應為 n△ nnsnnn ??△即 轉子磁動勢 與定子磁動勢轉速是相同的，均為 ，或 與 在空間保持相對靜止。 2fsn 2F 1F(二 ) 磁動勢平衡 異步電動機負載運行時，氣隙中產生旋轉磁場的磁動勢是定子、轉子磁動勢的合成磁動勢，即： )(21 mmm BFFF ?????而空載時 mmFFF ????? 021 由于 ,二者之間僅差一個在數(shù)值上相對很小的漏阻抗壓降。若外加電壓為額定值不變，則定子繞組內的感應電動勢也基本不變，電動機從空載到負載的主磁通也基本不變，則 11 EU ??0mm ?? ???)(21 mmm BFFF ?????)( 21 FFF m ???或 表明，異步電動機負載時定子磁動勢 包含兩個部分，一個是 用來產生氣隙主磁通 稱為勵磁分量； 1FmF m? 另一部分 去抵消轉子磁動勢 ，其大小與 相當，方向與 相反，稱為負載部分。這種平衡關系如圖 )( 2F? 2F2F 2F??1?0mF? ??產生2F抵消1F(三 )電磁關系 感應電動勢，有效值分別為： mwKNfE ?1111 ?22222 sEKNfE mws ?? ?下標“ s”表示轉子轉動時的電磁量。 mwKNfjE ??? 1111 ??sKNfjKNfjE mwmws ?? ?? 2212222 ???? 此外，定、轉子電流 和 分別產生漏磁通 和 ，它所在各 r繞組內也要產生漏感電動勢 ,其相量式為 : 1I???2???1?2I?11111 wKNfjE ?? ??? ??SKNfjKNfjE swsws ??? ?? 222122222 ??? ????異步電動機負載運行時的電磁關系用圖示表示： 1U? 1I? 11RI???1?1Fm??1E??1E?2I?1RmFsE2?2F22RI?s??22RsE?2?二、基本方程式 （一） 磁動勢平衡方程式 mFFF ?? 21 這些磁動勢都是由相應的電流產生，有磁動勢一節(jié)知： 121 IF pKNm w ??222 IF pKNm w ??mpKNmm IF w ??式中， ， 為定、轉子繞組的相數(shù)。 1m 2m 即磁動勢矢量與對應的電流方向相同，可把磁動勢平衡方程式表示為： mpKNmpKNmpKNm III ??? 111222111 22212 ?????化簡： 21 111 222 III wwKNmKNmm ??? ??令： 比。稱為異步電動機的電流222 111 wwKNm KNmiK ?211 III iKm ??? ??令： 212 II iK ?? ?? )( 21 III m ???????則 表示異步電動機負載時，定子電流由兩部分組成，一部分為產生主磁通的勵磁分量 ，也稱勵磁電流；另一部分是用來抵消轉子磁動勢的負載分量 ，也稱為負載電流。 mI?2I???(二 ) 電動勢平衡方程式 假設定、轉子電路中各量的參考方向如圖所示 1U??1E?1E?1I?2I?sE?2?sE2?可得 11111 RIEEU ???? ???? ?）（ ????? RRIEE ss 2222 ??? ??R是轉子繞組中的外加電阻，對鼠籠軟質 0??Rmm ZIE ?? ??1ss XIjE 222 ?? ???111 XIjE ?? ???把 ， ， 全部用電壓降處理 1E? ?1E? sE?2?2222 2 SXLfX s ?? ??為轉子漏阻抗sX 2綜合以上： )( 211 III iKm ??? ??111111111