【正文】 ， 電動機軸上的輸出機械轉(zhuǎn)矩 T——電磁轉(zhuǎn)矩 ， 電動機軸上的總的機械轉(zhuǎn)矩 Tmec——機械損耗轉(zhuǎn)矩； Tad——附加損耗轉(zhuǎn)矩 ； T0=Tmec+Tad——空載制動轉(zhuǎn)矩 02 TTTTTT adm e c ?????電磁轉(zhuǎn)矩 T 1???? MiPPT? ?1160216026021602 ?????????MMMMii PnPsnPnPsnPP????機械運動角速度 旋轉(zhuǎn)磁場運動 角速度 異步電動機的機械特性 Inductionmachine torqueslip curve 一、電磁轉(zhuǎn)矩 torque ? 由基波磁場所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩 T， 它等于內(nèi)功率 Pi除以轉(zhuǎn)子角速度 內(nèi)功率 Pi = 電磁功率 PM 轉(zhuǎn)子銅耗 pcu2 ?? iPT? ?121nnsPPsPpMiMcu????電磁轉(zhuǎn)矩的兩種表示式 ? ?239。2121???????? ?121nnsPPsPpMiMcu????239。2139。2xxjsrrUxcxjsrcrUI?????????? ???????????? ??????? ? ? ? ? ? ? ? 39。2139。2211139。211139。21139。21139。2111??????msmmZIIZIZIZZIU??????39。21xxjrxxxrxxxxxjrxrrrmmmkmmk?????????????????由等效電路21212xxxrrrxxkkm?????????忽略勵磁回路的影響對大型電機，有2221kkkkkkkkk rZxImprIUZ ????輸入阻抗短路時，定子端的等效等效電路的簡化 approximative equivalent circuit 異步電動機近似等效電路 ? 變壓器： 激磁阻抗大， rm=15,xm=10— 50 漏抗小，約為 ? 異步電機： 存在氣隙，激磁阻抗較小， 標幺值 rm=,xm=25 漏抗較大， x1,x2約為 ? ?? ? 039。 電磁制動狀態(tài) ： 轉(zhuǎn)向與磁場同步速相反， s1，機械功率 0，吸收機械功率。 ? 分析證明：附加電阻上消耗的電功率等于電機輸出的機械功率 四、 T形 等效電路 各參數(shù)的物理意義 ： 定子繞組的電阻 r漏抗 x1 轉(zhuǎn)子繞組 歸算后 的電阻 r’漏抗 x’2 定子鐵耗的等效電阻 對應(yīng)主磁通的勵磁電抗 等效機械負載的附加電阻 四、 T形 等效電路 等效機械負載的附加電阻 分析不同的運行情況 空載 ： 轉(zhuǎn)速接近同步速， s0，附加電阻 ?，轉(zhuǎn)子處于開路； 功率因數(shù)滯后，且很小。 ? 在頻率歸算后的轉(zhuǎn)子電路中，因已等效成靜止轉(zhuǎn)子，沒有機械功率輸出，但卻串入附加電阻 ，其電功率為 電功率 模擬軸上的機械功率。239。239。（磁勢平衡式不變） 11226060 snpsfpfn ???112 nnsnnn ????二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的基本方程式 2212222221222222sxLsfLfxsEkNsfkNfEsmwmws?????????? ??? ?ss jxrIE 22220 ??? ??? ?11111 jxrIEU ???? ???電壓平衡式 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)差率成正比 對籠型轉(zhuǎn)子來說，由于每個導(dǎo)條中電流相位均不一樣，所以，每個導(dǎo)條即為一相，相數(shù)等于導(dǎo)條數(shù)即轉(zhuǎn)子槽數(shù)；每相串聯(lián)匝數(shù)為半匝即 1/2。2磁勢平衡 四、等效電路 singlephase equivalent circuit 參數(shù)的物理意義 ? rm—— 鐵耗等效電阻 coreless resistance ? xm—— magizing reactance定子每相繞組與主磁通對應(yīng)的電抗，隨的、鐵芯的飽和不同而變化。21 rImrIm ?39。111 **2**2 IpkNmIpkNm ww ?22239。 ? 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢對定子旋轉(zhuǎn)磁勢產(chǎn)生 去磁 作用，二者共同作用在主磁路中產(chǎn)生主磁通，決定于定子電勢 El ? E1受到定子電壓平衡支配，決定了基波磁通 φm，從而決定了激磁電流 Im。否則，沒有平均電磁轉(zhuǎn)矩。 ? 異步電機 ： 主磁通，旋轉(zhuǎn)磁通，沿氣隙按正弦分布且以同步速旋轉(zhuǎn) 主磁通與轉(zhuǎn)子有相對運動，（磁通幅值不變化），轉(zhuǎn)子中交鏈磁鏈變化，產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 ? 諧波漏磁通 —— 由高次諧波磁勢所產(chǎn)生的諧波磁通 ，穿過空氣隙 ， 交鏈轉(zhuǎn)子繞組并在其中感應(yīng)電勢 ， 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 （ 無用 ） 。 pfn 601 ?空氣隙、定子齒、轉(zhuǎn)子齒、定子軛、轉(zhuǎn)子軛 二 、 漏磁通 leakage flux ? 漏磁通 —— 除去主磁通以外的磁通 。 ? s是反映異步電機運行狀態(tài)和負載情況的一個基本變量 。 ? 例如 ， 當起重機下放重物時 ， 如不采取任何措施 ，重物將加速下墜 。 三、電磁制動 ? 轉(zhuǎn)子在外力拖動下使其旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相反，則旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的相對轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速 。 由相對運動方向，用右手定則 確定 e1,e2的方向； I2a與 e2同方向， i1a與i2a相反方向（磁勢平衡）； 由 左手定則 確定 fem方向， Mem方向； Mem與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向一致，驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動，克服 M2輸出機械功率； 定子上： i1a與 e1方向相反，電功率 e1i1a為負，表示吸收電功率。 在實際的電動機運行情況下，因拖動著機械負載，電磁轉(zhuǎn)矩必須要克服負載阻力轉(zhuǎn)矩，故電動機的轉(zhuǎn)子必須有適當?shù)霓D(zhuǎn)差率 。 轉(zhuǎn)差率 fractional slip ? 在電動機狀態(tài)， n總小于同步轉(zhuǎn)速 n1，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速為 n1n，稱為轉(zhuǎn)差速度 slip。 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電勢 轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場保持一定的速度差 ? 當一對稱的三相電流通入異步電機的定子繞組時，在空氣隙中便產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速 n1 旋轉(zhuǎn)。 ? 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢 —— 條件 。 ?感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，判斷電磁力的方向。 ? 對三相電動機，額定功率： ? 三相異步電動機的主要技術(shù)指標是指效率、功率因數(shù)、起動性能（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電流和起動過程中的最小轉(zhuǎn)矩）、最大轉(zhuǎn)矩和噪聲、振動。 ? 額定電壓 UN， 指電動機在額定方式運行時定子繞組應(yīng)加的線電壓 （ V或 kV） 。 4. 轉(zhuǎn)軸 shaft 三、異步電機的氣隙 air gap ? 特點 ——氣隙很小 ， 在中 、 小型電機中 ， 氣隙一般為 。每個集電環(huán)上各有一電刷，通過電刷把轉(zhuǎn)子繞組與外接變阻器相接。 3．轉(zhuǎn)子繞組 ? 鼠籠式轉(zhuǎn)子 squirrelcage rotor：焊接，鑄鋁。 二、異步電動機的轉(zhuǎn)子 ? 轉(zhuǎn)子鐵心 ——磁路 ， 一般由硅鋼片疊成 。 為了嵌放定子繞組，在定子鐵心內(nèi)圓沖出許多形狀相同的槽 —— 定子槽 slot。異步電機的理論分析與運行特性 Polyphase induction machine 異步電動機的特點 ? 異步電機， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n與磁場同步轉(zhuǎn)速 n1間存在一定差異 。 一般采用導(dǎo)磁性能良好和比損耗小的電工硅鋼片疊成。 1. 定子鐵心 2．定子槽形 散嵌繞組 成型繞組 效率和功率因數(shù)較高 繞組嵌線工藝復(fù)雜 小容量及中型低壓電機 可嵌放成型線圈 大型低壓電動機 絕緣放置可靠、 繞組下線方便 高壓電動機 3．定子繞組 ? 定子繞組通常應(yīng)用雙層短距繞組，小型電機可應(yīng)用單層繞組。 ? 轉(zhuǎn)軸 shaft 1. 轉(zhuǎn)子鐵心 2．轉(zhuǎn)子槽 ? 槽形的選擇主要決定于對 運行性能 和 起動性能 的要求。 ? 轉(zhuǎn)子的一端裝有三個集電環(huán)，各與轉(zhuǎn)子繞組的三個起始端相連接。 ? 設(shè)槽數(shù) Z＝ 24，極數(shù) 2p＝ 4，相數(shù) m=3，則每極每相梢數(shù) q＝ 2，相距角 a=30176。 異步電機的銘牌 異步電動機的額定值 ? 額定功率 PN， 指電動機在額定方式下運行時 ， 轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率 （ W或 kW） 。 ? 額定轉(zhuǎn)速 nN， 指在額定狀態(tài)下運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 （ r／min） 。 ?轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，流過感應(yīng)電流。 一、電動機運行 ? 當一對稱的三相電流通入異步電機的定子繞組時，在空氣隙中便產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速 n1 旋轉(zhuǎn)。 ? 電磁力 Fe為原動力，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 ，負載力 F為阻力，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為阻力矩。 ? 在電磁力的作用下形成電磁轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。 在理想空載情況下，無阻力轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩為零、轉(zhuǎn)子繞組中無需有電流和電勢，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速便達到同步轉(zhuǎn)速。 ? 從定子角度 ， 定子上的電流有功分量與定子電勢方向相反 ， 電功率為負值 ， 說明定子從電網(wǎng)吸收電功率 。 ? 結(jié)論：異步電機作為發(fā)電機運行 ， 轉(zhuǎn)速需大于同步轉(zhuǎn)速 ， 即 n＞ n1， s＜ 0。 ? 電機的 n應(yīng)取負值 ， 相對轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速 ， 即 n＜0， s＞ l。 ? 異步運行的基本條件： 異步電機轉(zhuǎn)子與基波旋轉(zhuǎn)磁場之間存在有相對運動 ， 在閉合的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將出現(xiàn)感應(yīng)電勢 、 電流 ，于是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 ， 其相對運動狀況用轉(zhuǎn)差率 s來表示 。 ? 以同步速旋轉(zhuǎn) ? 主磁通途經(jīng)五段磁路：空氣隙