【正文】 每個旋轉(zhuǎn)磁場的磁通是恒定的，等于脈振磁通最大值的一半，即 。根據(jù)右手螺旋定則可得出磁場分布如 圖 (a)、 (b)所示。也有一些單相異步電動機(jī)在運(yùn)行時起動繞組也接入電源，這種電動機(jī)實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺兩相電動機(jī)。但與同容量的三相異步電動機(jī)相比，單相異步電動機(jī)體積大、運(yùn)行性能差，因此一般僅制成小容量的，功率從幾瓦到幾百瓦。 【 例 】 一臺三相異步電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為 : PN =11 kW， UN =380 V， ， ， Ps=30 W。 T2 —— 電動機(jī)輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩，它的大小與負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL 相等 (T2 = TL)，但方向相反， TL起制動作用 , 。 1?2E?1U? 1I? 三相異步電動機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系 139 異步電動機(jī)功率平衡關(guān)系 1 功率平衡方程式 圖 ，可從圖中得出功率平衡方程式為： 02 PPP ?? ?2cuM PPP ???FecuM PPPP ??? 11sj PPP ??0（ ） 圖 異步電動機(jī)功率流程示意圖 三相異步電動機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系 140 2 功率間的關(guān)系 上式表明：通過氣隙傳遞給轉(zhuǎn)子的電磁功率 Pem，一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功率 ，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅耗 又稱轉(zhuǎn)差功率。異步電動機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過程中不可避免地會產(chǎn)生各種損耗，可用異步電動機(jī) T形等值電路中電流流經(jīng)各電阻產(chǎn)生的損耗來表示，如 圖 。 三相異步電動機(jī)參數(shù)的測定 mr mX 1r 2r? 1X2X?mr mXmZ jP FeP 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 125 圖 三相異步電動機(jī)空載試驗(yàn)接線圖 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 126 圖 異步電動機(jī)空載特性 圖 鐵耗和機(jī)械損耗的分離 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 127 圖 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 128 4 激磁參數(shù)的計(jì)算 根據(jù)空載試驗(yàn)，取 時的 和 ，可求得： 式中 U0 —— 相電壓 ,V ； I0 —— 相電流 ,A ； P0 —— 一相的功率 ,W 。 SrS 2)1( ?1r 1X 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 122 異步電動機(jī) T形等值電路 異步電動機(jī) 簡化等值電路 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 123 異步電動機(jī)的相量圖 異步電動機(jī)的相量圖與變壓器副邊接入純電阻負(fù)載時的相量圖相似，如 圖 。 圖 經(jīng)過頻率和繞組折算后定、轉(zhuǎn)子原理圖 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 120 1 折算后基本方程式 經(jīng)過兩次折算后的基本方程式為： 11111111 )( ZIEjXrIEU ????? ???????222222222221 XIjSrIrSSIXIjrIE ????????????????? ??????)( 20221 IIIII L ?????? ?????mmm ZIjXrIEE 0021 )( ???? ???????)( 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 121 2 等值電路 經(jīng)過頻率折算和繞組折算，可像變壓器那樣得出異步電動機(jī) T形等值電路，如 圖 。折算后轉(zhuǎn)子各量均加“ ′”表示。若當(dāng) n=0，s=1， (1s)r2/s=0，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子堵住（短路），也無機(jī)械功率輸出?？梢姡玫刃У撵o止轉(zhuǎn)子電路去代替實(shí)際轉(zhuǎn)子電路，除了改變與頻率有關(guān)的參數(shù)外，只需在轉(zhuǎn)子電路中串入一可變電阻 ，使轉(zhuǎn)子每相總電阻變?yōu)? ，就可使轉(zhuǎn)子電流不變，從而保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變。 1 頻率折算前 頻率折算前，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子電流 、功率因數(shù) 、頻率 分別為： 2I?sI22cos ? 2f12 Sff ?)( 2222222 SXjrSEjXrEIsss ????2222222222222 )(c os SXrrXrrZrss ??????)( 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 112 2 頻率折算后 即轉(zhuǎn)子靜止時轉(zhuǎn)子電流 、功率因數(shù) 、頻率 分別為： 就是將式 ()分子、分母同除以 s而得到。兩電路的頻率不同，即 。這是電機(jī)能正常工作的必要條件。 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 轉(zhuǎn)子各物理量與轉(zhuǎn)差率 s的關(guān)系 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 96 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 97 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 98 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 99 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 100 圖 轉(zhuǎn)子電流 I2和功率 因數(shù) 與 s的變化關(guān)系曲線 2cos? 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 101 三相異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行 102 轉(zhuǎn)子繞組磁極數(shù) 在繞線式異步電機(jī)中，轉(zhuǎn)子磁極數(shù)設(shè)計(jì)成與定子磁極數(shù)相同。 1?wK1?wK 三相異步電動機(jī)空載運(yùn)行 88 轉(zhuǎn)子不動（轉(zhuǎn)子開路）時的空載運(yùn)行 三相異步電動機(jī)空載運(yùn)行 89 圖 異步電動機(jī)主磁通 Φ 與漏磁通 Φ1s示意圖 三相異步電動機(jī)空載運(yùn)行 90 三相異步電動機(jī)空載運(yùn)行 91 轉(zhuǎn)子電勢平衡方程式： 定、轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢有效值為： 220 EU ?? ???? 11111 wKNfEU??? 221202 wKNfEU)( 三相異步電動機(jī)空載運(yùn)行 92 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)子繞組短路）時的空載運(yùn)行 三相異步電動機(jī)空載運(yùn)行 93 異步電動機(jī)定子電勢也可像變壓器那樣用激磁阻抗上產(chǎn)生的壓降來表示，即： 式中 — 激磁電阻，反映鐵耗的等效電阻， ； — 激磁電抗，與主磁通相對應(yīng)， ，為一變數(shù)， 。異步電動機(jī)為一分布短距繞組 , 。 二者的主要區(qū)別為： （ 1） 二者磁場的性質(zhì)不同，變壓器鐵芯中為一脈振磁場，而異步電動機(jī)氣隙中卻為一旋轉(zhuǎn)磁場。設(shè) R為外接圓的半徑，根據(jù)幾何關(guān)系，正多邊形的每個邊所對應(yīng)的圓心角等于相鄰兩電動勢相量之間的夾角 ，于是可得 qE1?1?)2s in (2 1?qRE q ? )( 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 82 圖 分布線圈組電勢 (a) 集中線圈組； (b) 分布線圈組； (c) 分布線圈組感應(yīng)電動 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 83 3 分布系數(shù) 將分布時線圈組電動勢 與集中繞組時線圈組電動勢 之比稱為分布系數(shù)，并用 表示為： 線圈分布后產(chǎn)生的電動勢比集中時產(chǎn)生的電動勢小，為應(yīng)打的折扣，故 ＜ 1。 PKPKPK2c o s2)2c o s2( 11?? ????ccyyP EEEEK)( 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 80 線圈組電動勢 和分布系數(shù) 1 采用集中繞組時線圈組電動勢 線圈組是由 q個線圈串聯(lián)組成的。 線圈感應(yīng)電動勢 1 導(dǎo)體電動勢 Ec1 當(dāng)磁場在氣隙中按正弦規(guī)律分布，且以恒速 n1旋轉(zhuǎn)，那么導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也為一正弦波。 =6)槽。 42 ?? Pm? 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 70 4 三相雙層疊繞組展開圖 V相、 W相繞組的聯(lián)接規(guī)律與 U相完全相同。若每兩個線圈組串聯(lián)后再并聯(lián)，得每相支路數(shù) a=2，稱作 2路進(jìn)火。根據(jù)線圈節(jié)距 y=7，故 1號槽上層邊與8號槽下層邊組成一個線圈， 2號槽上層邊與 9號槽下層邊組成一個線圈， 3號槽上層邊與 10號槽下層邊組成一個線圈，將這 q(q =3)個線圈沿電流方向串起來構(gòu)成一個線圈組，其余依次類推。 2 相帶及各相槽號的劃分 相帶的劃分和各相槽號的劃分與 36槽 4極交叉鏈?zhǔn)嚼@組相同。雙層繞組又有整距和短距之分，但為改善旋轉(zhuǎn)磁場和電動勢波形，一般采用短距，即 ，使磁場和電動勢接近正弦波，以消除高次諧波，增強(qiáng)起動性能，減小電磁噪音。 單層繞組結(jié)構(gòu)簡單，嵌線方便，槽利用率較高（無須層間絕緣），但磁場和電動勢波形較差，從而導(dǎo)致鐵耗增加，噪音大，起動性能差，只在小型電動機(jī)中采用。單層繞組一般多用于 10 kW以下的電動機(jī)。從 圖 (b) 可見， U相首端 U1從 2號槽引出，則 V相首端 V2應(yīng)從8(2+6=8)號槽引出， W相首端 W1應(yīng)從 14(8+6=14)槽引出，尾端依此類推，便得三相交叉鏈?zhǔn)嚼@組展開圖，如 圖 (c)所示。 電角度，根據(jù)槽距角 α1=20176。根據(jù)已知每相支路數(shù)a=1，將 U相 4個大小不同的線圈沿電流方向串聯(lián)起來，便得 U相繞組展開圖，如 圖 (b)所示。下面以一實(shí)例說明其聯(lián)接規(guī)律。 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 58 三相24槽4極單層同心式繞組展開圖 (a) U相電流分布端面圖；(b) U相繞組展開圖； 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 59 2 三相單層同心式繞組展開圖 V相、 W相繞組的聯(lián)接規(guī)律與 U相相同， 其三相繞組首端U V W1（或末端 U V W2）引出線仍按相互間隔 120176。 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 56 圖 三相 24槽 4極單層鏈?zhǔn)嚼@組展開圖 (c) 三相繞組展開圖 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 57 三相單層同心式繞組 同心式繞組的特點(diǎn)是：在 q個線圈中，線圈節(jié)距不等，有大小線圈之分，大線圈總是套在小線圈外面，線圈軸線重合 ,故稱為同心式繞組。 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 54 圖 三相 24槽 4極單層鏈?zhǔn)嚼@組展開圖 (a) U相電流分布端面圖； (b) U相繞組展開圖； 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 55 2 三相鏈?zhǔn)嚼@組展開圖 V相、 W相的聯(lián)接規(guī)律與 U相相同，其三相繞組首端 UV W1（或末端 U V W2）引出線仍按相互間隔120176。 三相交流單層繞組 241 ?Z 42 ?P 1?a 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 53 三相單層鏈?zhǔn)嚼@組 1 U相鏈?zhǔn)嚼@組的聯(lián)接規(guī)律 如 圖 (a)所示 ,U1相帶任何一槽與 U2相帶任何一槽的線圈邊都可以組成一個線圈，共 4個線圈，即 2— 8— 1 14— 1 20— 1。小型三相異步電動機(jī)常采用單層繞組。 電角度。 電角度。 電角度，三相繞組均分，那么一個相帶為 電角度 , 故稱為 60176。由于定子槽 Z1在定子圓周內(nèi)分布是均勻的，那么 式中 的大小也反映了相鄰兩 槽導(dǎo)體電動勢在時間上的相位差。 電角度。 4 機(jī)械角度與電角度 一個圓周所對應(yīng)的幾何角度為 360176。 式中 D1 —— 定子鐵芯內(nèi)徑 ,mm； Z1 —— 定子槽數(shù)； p —— 磁極對數(shù)。 三相交流繞組和感應(yīng)電動勢 三相交流繞組感應(yīng)電動勢 45 1 線圈（繞組元件） 線圈是由絕緣銅導(dǎo)線按一定形狀、尺寸在繞線模上繞制而成的，可以一匝或多匝 ,如 圖 。 【 例 】 已知一臺 Y2160L4三相異步電動機(jī)額定數(shù)據(jù)為： PN=15 kW， ， ， ，定子為 D聯(lián)接。我國規(guī)定短時運(yùn)行時間為 10 min、 30 min、60 min、 90 mi