ch10三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理及工作特性

1、第九章第九章 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理及工作特性原理及工作特性 異步電機(jī)與變壓器一樣屬于單邊勵(lì)磁的電機(jī)，轉(zhuǎn)異步電機(jī)與變壓器一樣屬于單邊勵(lì)磁的電機(jī)，轉(zhuǎn)子邊電流由感應(yīng)產(chǎn)生。從電磁關(guān)系看，異步電機(jī)與變子邊電流由感應(yīng)產(chǎn)生。從電磁關(guān)系看，異步電機(jī)與變壓器相似，其定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組，轉(zhuǎn)壓器相似，其定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的二次繞組。因此，可以把分析子繞組相當(dāng)于變壓器的二次繞組。因此，可以把分析變壓器的理論用到分析異步電機(jī)中來(lái)。異步電機(jī)三相變壓器的理論用到分析異步電機(jī)中來(lái)。異步電機(jī)三相定、轉(zhuǎn)子繞組都是對(duì)稱的，正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，各相發(fā)定、轉(zhuǎn)子繞組都是對(duì)

2、稱的，正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，各相發(fā)生的電磁過(guò)程完全相同，在分析時(shí)可只討論一相，如生的電磁過(guò)程完全相同，在分析時(shí)可只討論一相，如電動(dòng)勢(shì)方程、等效電路等，根據(jù)一相計(jì)算結(jié)果，再考電動(dòng)勢(shì)方程、等效電路等，根據(jù)一相計(jì)算結(jié)果，再考慮相位后推廣到其它兩相。慮相位后推廣到其它兩相。 第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī) 一般異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子總是旋轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子不動(dòng)是它的一般異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子總是旋轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子不動(dòng)是它的一種特殊情況，即電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，異步電動(dòng)一種特殊情況，即電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式與變壓器二次側(cè)短路時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)非常相機(jī)的運(yùn)行方式與變壓器二次側(cè)短路時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)非常

3、相似。其定子側(cè)相當(dāng)于變壓器的一次側(cè)，轉(zhuǎn)子側(cè)相當(dāng)于變似。其定子側(cè)相當(dāng)于變壓器的一次側(cè)，轉(zhuǎn)子側(cè)相當(dāng)于變壓器的二次側(cè)，變壓器的二次側(cè)和異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)電壓器的二次側(cè)，變壓器的二次側(cè)和異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)電動(dòng)勢(shì)、電流都是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的。其不同之處在于，異動(dòng)勢(shì)、電流都是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的。其不同之處在于，異步電機(jī)三相合成磁動(dòng)勢(shì)為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，變壓器為脈動(dòng)磁步電機(jī)三相合成磁動(dòng)勢(shì)為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，變壓器為脈動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)；異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，空載勵(lì)磁電流較動(dòng)勢(shì)；異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，空載勵(lì)磁電流較大，而變壓器一、二次繞組之間磁路無(wú)氣隙，空載勵(lì)磁大，而變壓器一、二次繞組之間磁路無(wú)氣隙，空載勵(lì)磁電流較??；異步電機(jī)的繞

4、組是分布繞組，而變壓器的繞電流較小；異步電機(jī)的繞組是分布繞組，而變壓器的繞組為集中繞組。組為集中繞組。1 1、參考方向的規(guī)定、參考方向的規(guī)定 圖圖9 91 1 三相繞線式異步電機(jī)參考方向規(guī)定三相繞線式異步電機(jī)參考方向規(guī)定 當(dāng)三相異步電機(jī)定子繞組接交流電源時(shí)，其轉(zhuǎn)子當(dāng)三相異步電機(jī)定子繞組接交流電源時(shí)，其轉(zhuǎn)子不動(dòng)可分為轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路和轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)兩種情況。不動(dòng)可分為轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路和轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)兩種情況。 轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)，轉(zhuǎn)子回路沒(méi)有電流，不產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)，轉(zhuǎn)子回路沒(méi)有電流，不產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)。此時(shí)，電機(jī)氣隙中的磁動(dòng)勢(shì)只有定子磁動(dòng)動(dòng)勢(shì)。此時(shí)，電機(jī)氣隙中的磁動(dòng)勢(shì)只有定子磁動(dòng)勢(shì)勢(shì) ，因此稱其為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，相應(yīng)的定子

5、電流，因此稱其為勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，相應(yīng)的定子電流 稱為勵(lì)磁電流。稱為勵(lì)磁電流。l勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)2.2.轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)異步電機(jī)的電磁關(guān)系轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)異步電機(jī)的電磁關(guān)系(1) (1) 磁動(dòng)勢(shì)和磁通磁動(dòng)勢(shì)和磁通電機(jī)中合成基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)電機(jī)中合成基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) 011109 . 02IpkNmFN0F0F0I 轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，以頻率轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，以頻率 交變的主磁通交變的主磁通 將在定、將在定、轉(zhuǎn)子相繞組中感應(yīng)同頻率的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子相繞組中感應(yīng)同頻率的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 和和 ，其有效值為：其有效值為：（2 2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1fm 定、轉(zhuǎn)子一相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的比值，稱定、轉(zhuǎn)子一相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值的比

6、值，稱為電動(dòng)勢(shì)比，用為電動(dòng)勢(shì)比，用 表示。表示。ek0111144. 4NkNfjE1E2E0221244. 4NkNfjE221121NNekNkNEEk與變壓器類似，漏電動(dòng)勢(shì)可以用漏抗壓降來(lái)表示，有：與變壓器類似，漏電動(dòng)勢(shì)可以用漏抗壓降來(lái)表示，有： 定子每相繞組漏電抗，用簡(jiǎn)化符號(hào)定子每相繞組漏電抗，用簡(jiǎn)化符號(hào) 表表示，定子漏電抗主要有定子槽漏電抗和端部示，定子漏電抗主要有定子槽漏電抗和端部漏電抗。漏電抗。 1x（3 3）電壓平衡方程）電壓平衡方程 101101011ZIExI jrIEU轉(zhuǎn)子一相繞組的電壓方程為：轉(zhuǎn)子一相繞組的電壓方程為： 202EU定子一相繞組的電壓方程為：定子一相繞組的

7、電壓方程為： 101xIjE1x 三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)，定子和轉(zhuǎn)三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子都是靜止的，電機(jī)內(nèi)部的電磁關(guān)系與三相變壓器子都是靜止的，電機(jī)內(nèi)部的電磁關(guān)系與三相變壓器空載運(yùn)行時(shí)相似。空載運(yùn)行時(shí)相似。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系示意圖三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)的電磁關(guān)系示意圖（3）電磁關(guān)系）電磁關(guān)系 轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)三相異步電機(jī)等效電路轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)三相異步電機(jī)等效電路 (4) (4) 等效電路等效電路 變壓器是脈動(dòng)磁通，電機(jī)是旋轉(zhuǎn)磁通；變壓器是脈動(dòng)磁通，電機(jī)是旋轉(zhuǎn)磁通；變壓器是集中繞組，而電機(jī)一般是分布繞組；變壓器是集中繞組，而電機(jī)一般是分布繞組；變壓器具

8、有閉合的鐵心磁路，而電機(jī)主磁路存在氣隙。變壓器具有閉合的鐵心磁路，而電機(jī)主磁路存在氣隙。異步電機(jī)空載電流比變壓器大很多，一般電機(jī)可達(dá)異步電機(jī)空載電流比變壓器大很多，一般電機(jī)可達(dá)20%-30%I20%-30%IN N，小型異步電機(jī)可達(dá)，小型異步電機(jī)可達(dá)50%50%。異步電機(jī)漏磁阻抗也比變壓器大，異步電機(jī)漏磁壓異步電機(jī)漏磁阻抗也比變壓器大，異步電機(jī)漏磁壓 降達(dá)額定電壓的降達(dá)額定電壓的25%25%，變壓器一般不超過(guò)，變壓器一般不超過(guò)0.5%0.5%。10ZI 定子繞組中流過(guò)三相對(duì)稱電流，建立旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)定子繞組中流過(guò)三相對(duì)稱電流，建立旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。該磁場(chǎng)同時(shí)切割定子和轉(zhuǎn)子繞組，并感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該磁場(chǎng)同時(shí)切割

9、定子和轉(zhuǎn)子繞組，并感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組閉合，轉(zhuǎn)子繞組中有電流流過(guò)，勢(shì)。因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組閉合，轉(zhuǎn)子繞組中有電流流過(guò)，轉(zhuǎn)子電流建立轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)子電流建立轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的旋轉(zhuǎn)方向與定子的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相同。旋轉(zhuǎn)方向與定子的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)相同。3.3.轉(zhuǎn)子繞組堵轉(zhuǎn)時(shí)異步電機(jī)的電磁關(guān)系轉(zhuǎn)子繞組堵轉(zhuǎn)時(shí)異步電機(jī)的電磁關(guān)系 l 定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)關(guān)系定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)關(guān)系 定子繞組在外加電壓和內(nèi)部感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)共同作定子繞組在外加電壓和內(nèi)部感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)共同作用下，流過(guò)電流用下，流過(guò)電流 ；轉(zhuǎn)子繞組在轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)作用下，；轉(zhuǎn)子繞組在轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)作用下，流過(guò)電流流過(guò)電流 ，整個(gè)電機(jī)處于電磁平衡狀態(tài)。，

10、整個(gè)電機(jī)處于電磁平衡狀態(tài)。 1I2I 轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率 ，即轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率與定子電流頻率相同。即轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率與定子電流頻率相同。 因此，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度因此，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度 ?？伞？梢?jiàn)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)在空間以同見(jiàn)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)在空間以同轉(zhuǎn)向、同速度旋轉(zhuǎn)，即二者相對(duì)靜止。轉(zhuǎn)向、同速度旋轉(zhuǎn)，即二者相對(duì)靜止。 12160Pnff21216060PfPfnn 異步電機(jī)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，其定子電流和轉(zhuǎn)子異步電機(jī)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，其定子電流和轉(zhuǎn)子電流分別產(chǎn)生同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)電流分別產(chǎn)生同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)

11、 和和 ，二者在空間保持相對(duì)靜止。只有，二者在空間保持相對(duì)靜止。只有 和和 相對(duì)靜止才能共同作用在一個(gè)磁路上，建相對(duì)靜止才能共同作用在一個(gè)磁路上，建立所需要的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。立所需要的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。如果合成磁動(dòng)勢(shì)用如果合成磁動(dòng)勢(shì)用 表示，則可得到與變壓器表示，則可得到與變壓器類似的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程。類似的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程。 l磁動(dòng)勢(shì)平衡方程磁動(dòng)勢(shì)平衡方程1F2F1F2FmF磁動(dòng)勢(shì)平衡方程磁動(dòng)勢(shì)平衡方程021FFF)(201FFF)9 . 02(9 . 029 . 02222201111111IpkNmIpkNmIpkNmNNN)1(201IkIIiLiIIIkII10

12、201)1()(211122201IkNmkNmIINN，稱為異步電機(jī)的電流變比；，稱為異步電機(jī)的電流變比； ，為定子繞組電流的負(fù)載分量。，為定子繞組電流的負(fù)載分量。 121LiIIk 111222NNikNmkNmk 討論：定子電流有兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量討論：定子電流有兩個(gè)分量，一個(gè)是勵(lì)磁分量 ，用以產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)用以產(chǎn)生勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) ，勵(lì)磁電流的大小決定于感應(yīng)，勵(lì)磁電流的大小決定于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所需要的主磁通大小（電動(dòng)勢(shì)所需要的主磁通大?。?）以）以及主磁路的磁阻。由于異步電機(jī)中主磁通兩次穿過(guò)氣及主磁路的磁阻。由于異步電機(jī)中主磁通兩次穿過(guò)氣隙，磁路磁阻大，所以需要的勵(lì)磁電流也大，可達(dá)到隙，磁

13、路磁阻大，所以需要的勵(lì)磁電流也大，可達(dá)到額定電流的額定電流的20206060，電機(jī)的容量越小，勵(lì)磁電流，電機(jī)的容量越小，勵(lì)磁電流分量所占的分量也大。定子電流的另一個(gè)分量是負(fù)載分量所占的分量也大。定子電流的另一個(gè)分量是負(fù)載分量，分量， ，它所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)用來(lái)平衡轉(zhuǎn)子，它所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)用來(lái)平衡轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì) ，它與，它與 大小相等，方向相反，以抵消轉(zhuǎn)大小相等，方向相反，以抵消轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的作用，以維持建立主磁通所需要的磁動(dòng)勢(shì)。子磁動(dòng)勢(shì)的作用，以維持建立主磁通所需要的磁動(dòng)勢(shì)。因此，轉(zhuǎn)子電流增加，將引起定子電流增加。這些關(guān)因此，轉(zhuǎn)子電流增加，將引起定子電流增加。這些關(guān)系與變壓器相似。系與變壓器相似。

14、12/LiIIk 2F2FLiIIIkII10201)1(0I0F0111144. 4NkNfjEl電壓平衡方程電壓平衡方程漏電動(dòng)勢(shì)用漏抗壓降來(lái)表示，有：漏電動(dòng)勢(shì)用漏抗壓降來(lái)表示，有： 11 1EjI x 222EjI x 定、轉(zhuǎn)子回路電動(dòng)勢(shì)方程為：定、轉(zhuǎn)子回路電動(dòng)勢(shì)方程為： 202 222EI rjI x111Zrjx2022Zrjx111 11 1111UEjI xI rEI Z 折算方法是：將轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)為折算方法是：將轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)為 ，匝數(shù)為，匝數(shù)為 ，繞，繞組系數(shù)為組系數(shù)為 的實(shí)際繞組，折算到定子側(cè)相數(shù)為的實(shí)際繞組，折算到定子側(cè)相數(shù)為 ，匝數(shù)為匝數(shù)為 ，繞組系數(shù)為，繞組系數(shù)為 的等效

15、繞組。而折算前后的等效繞組。而折算前后轉(zhuǎn)子繞組的電磁性能和平衡關(guān)系不變，即磁動(dòng)勢(shì)大小轉(zhuǎn)子繞組的電磁性能和平衡關(guān)系不變，即磁動(dòng)勢(shì)大小和相位不變。和相位不變。 l轉(zhuǎn)子繞組的折算轉(zhuǎn)子繞組的折算 2m2N1m1N1Nk2Nk（1）電流的折算）電流的折算保持折算前后磁動(dòng)勢(shì)保持折算前后磁動(dòng)勢(shì) 222221119 . 029 . 02IpkNmIpkNmNNiNNkIIkNmkNmI221112222（2）電動(dòng)勢(shì)及電壓的折算）電動(dòng)勢(shì)及電壓的折算保持折算前后電磁功率不變，有：保持折算前后電磁功率不變，有：122222m E Im E I 為電動(dòng)勢(shì)變比。為電動(dòng)勢(shì)變比。 221121NNekNkNEEk22221

16、1222211121212222EkEkNkNEkNmmkNmmImIEmEeNNNN（3）阻抗的折算）阻抗的折算折算前后繞組的銅耗不變，有：折算前后繞組的銅耗不變，有：221 222 22m r Im r I 211122221222()weiwm N kmrrk k rmm N k 根據(jù)折算前后功率因數(shù)不變的原則，有：根據(jù)折算前后功率因數(shù)不變的原則，有： 22eixk k x 222222rxrxtgtg經(jīng)過(guò)折算后異步電機(jī)的基本方程為：經(jīng)過(guò)折算后異步電機(jī)的基本方程為：11111222212121()0()()()mmmmmmUEI rjxEIrjxIIIEEEI zIrjx l等效電路等效

17、電路異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)的等效電路異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)的等效電路第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī) 當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)后，電機(jī)主磁通仍以同步旋轉(zhuǎn)后，電機(jī)主磁通仍以同步轉(zhuǎn)速切割定子繞組，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以定子轉(zhuǎn)速切割定子繞組，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以定子回路電動(dòng)勢(shì)平衡方程不變。而轉(zhuǎn)子繞組以相對(duì)速回路電動(dòng)勢(shì)平衡方程不變。而轉(zhuǎn)子繞組以相對(duì)速度度 n2 = n1 - n切割主磁通，所以轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)切割主磁通，所以轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率、大小及漏抗都將發(fā)生變化。的頻率、大小及漏抗都將發(fā)生變化。 1.轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率及大小轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)頻率及大小轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的

18、頻率為：轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為：2111211()()606060PnP nnPnnnfsfn f2=sf1，稱為轉(zhuǎn)差頻率。由于異步電動(dòng)機(jī)在，稱為轉(zhuǎn)差頻率。由于異步電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率 s 很小，所以正常運(yùn)很小，所以正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率很低，為行時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率很低，為1-3Hz。 由于頻率改變，所以轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也變化，由于頻率改變，所以轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也變化，有效值為：有效值為：202210222244. 444. 4sEkNsfkNfENN2.轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)平衡方程轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)平衡方程 因?yàn)檗D(zhuǎn)子回路不變，所以電動(dòng)勢(shì)方程形式因?yàn)檗D(zhuǎn)子回路不變，所以電動(dòng)勢(shì)方程形式不

19、變，為：不變，為： 此時(shí)，轉(zhuǎn)子漏抗為：此時(shí)，轉(zhuǎn)子漏抗為：)(222sjxrIE22122222sxLsfLfxs 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子磁動(dòng)勢(shì) 相對(duì)與定子的轉(zhuǎn)速相對(duì)與定子的轉(zhuǎn)速仍為仍為 ，而頻率為，而頻率為 的轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋的轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì) 的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為 ，這里，這里要注意的是，這個(gè)速度是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的速度。要注意的是，這個(gè)速度是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的速度。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于靜止的定子來(lái)說(shuō)，速度應(yīng)該是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于靜止的定子來(lái)說(shuō)，速度應(yīng)該是轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速子本身的轉(zhuǎn)速 加上轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速加上轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 ，即即

20、相對(duì)定子的轉(zhuǎn)速為：相對(duì)定子的轉(zhuǎn)速為： 3.磁動(dòng)勢(shì)平衡方程磁動(dòng)勢(shì)平衡方程1F1n21fsf2F222160/60/nfPsfPsnn2n2F2111(1)nns nsnn。 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的旋轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于定子的旋轉(zhuǎn)速度不變，定子磁動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)仍然保持相對(duì)度不變，定子磁動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)仍然保持相對(duì)靜止，這說(shuō)明轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部電磁過(guò)程和轉(zhuǎn)子不靜止，這說(shuō)明轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部電磁過(guò)程和轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)相似，不同的是轉(zhuǎn)子回路的頻率，由動(dòng)時(shí)相似，不同的是轉(zhuǎn)子回路的頻率，由 變變?yōu)闉檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁動(dòng)勢(shì)平衡方程仍為：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁動(dòng)勢(shì)平衡方程仍為：。1f21fsf)(201FFF4

21、.頻率折算頻率折算 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與定子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，所以不能直接得到轉(zhuǎn)子子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，所以不能直接得到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，必須將轉(zhuǎn)子的頻率旋轉(zhuǎn)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，必須將轉(zhuǎn)子的頻率進(jìn)行折算，將旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子折算為不動(dòng)的轉(zhuǎn)子，這樣進(jìn)行折算，將旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子折算為不動(dòng)的轉(zhuǎn)子，這樣使定、轉(zhuǎn)子兩邊具有相同的頻率，才能得到電機(jī)的使定、轉(zhuǎn)子兩邊具有相同的頻率，才能得到電機(jī)的等效電路。只要保持折算前后轉(zhuǎn)子中電流的大小和等效電路。只要保持折算前后轉(zhuǎn)子中電流的大小和相位不變，也就是轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的大小和相位相對(duì)于相位不變，也

22、就是轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的大小和相位相對(duì)于定子而言不變，那么從定子側(cè)觀察，旋轉(zhuǎn)的實(shí)際轉(zhuǎn)定子而言不變，那么從定子側(cè)觀察，旋轉(zhuǎn)的實(shí)際轉(zhuǎn)子和等效的靜止轉(zhuǎn)子效果就完全相同。子和等效的靜止轉(zhuǎn)子效果就完全相同。4.頻率折算頻率折算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后轉(zhuǎn)子電流為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后轉(zhuǎn)子電流為： 222222222222jxsrEjsxrsEjxrEZEIsssss有效值為：有效值為： 222222)(sxrsEIs功率因數(shù)為：功率因數(shù)為： 222arctanrsx討論：討論：經(jīng)過(guò)變換，轉(zhuǎn)子電流大小和相位不變，但經(jīng)過(guò)變換，轉(zhuǎn)子電流大小和相位不變，但頻率已經(jīng)從頻率已經(jīng)從f2變?yōu)樽優(yōu)閒1了，但與轉(zhuǎn)子靜止時(shí)相比，了，但與轉(zhuǎn)子靜止時(shí)相比，多了一

23、個(gè)電阻，此電阻的作用？多了一個(gè)電阻，此電阻的作用？)()1 (2222222222222222jxrsrsEjxsrEjsxrsEjxrEZEIsssss 頻率折算的物理意義是：用一個(gè)靜止的具有頻率折算的物理意義是：用一個(gè)靜止的具有電阻為電阻為 的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為 r2 的實(shí)際旋的實(shí)際旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，等效轉(zhuǎn)子與實(shí)際轉(zhuǎn)子具有相同的轉(zhuǎn)子磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，等效轉(zhuǎn)子與實(shí)際轉(zhuǎn)子具有相同的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)。動(dòng)勢(shì)。 頻率折算后，轉(zhuǎn)子電阻分解為兩項(xiàng)：頻率折算后，轉(zhuǎn)子電阻分解為兩項(xiàng)：sr222221rssrsrR討論：討論：右邊第一項(xiàng)代表轉(zhuǎn)子本身的電阻，可見(jiàn)要完成右邊第一項(xiàng)代表轉(zhuǎn)子本身的電阻，可見(jiàn)要完成轉(zhuǎn)

24、子的頻率折算只需在轉(zhuǎn)子回路中串入一個(gè)附加電阻轉(zhuǎn)子的頻率折算只需在轉(zhuǎn)子回路中串入一個(gè)附加電阻 即可。附加電阻即可。附加電阻 在轉(zhuǎn)子電路在轉(zhuǎn)子電路中將消耗功率，實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)子中并不存在這項(xiàng)電阻損中將消耗功率，實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)子中并不存在這項(xiàng)電阻損耗，但要產(chǎn)生軸上的機(jī)械功率。由于靜止的轉(zhuǎn)子要與耗，但要產(chǎn)生軸上的機(jī)械功率。由于靜止的轉(zhuǎn)子要與實(shí)際的轉(zhuǎn)子等效，因此，消耗在電阻實(shí)際的轉(zhuǎn)子等效，因此，消耗在電阻 上的上的功率就代表了實(shí)際電機(jī)軸上所產(chǎn)生的總機(jī)械功率，這功率就代表了實(shí)際電機(jī)軸上所產(chǎn)生的總機(jī)械功率，這就是附加電阻的物理意義，即就是附加電阻的物理意義，即 是異步電動(dòng)是異步電動(dòng)機(jī)軸上總機(jī)械功率的等效電阻。機(jī)軸上總機(jī)械功率的等效電阻。 2(1)/s Rs2(1)/s Rs2(1)/s Rs2(1)/s Rs22221rssrsrR 經(jīng)過(guò)頻率折算后，再考慮轉(zhuǎn)子繞組的折算，經(jīng)過(guò)頻率折算后，再考慮轉(zhuǎn)子繞組的折算，最終得到異步電機(jī)的基本方程為最終得到異步電機(jī)的基本方程為: