感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)

1、感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)感應(yīng)電機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子鐵心是主磁路的一部分。為了減少激磁電流和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在鐵心中產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗，鐵心由厚0.5mm、的硅鋼片疊成。容量較大的電動(dòng)機(jī)，硅鋼片兩面涂以絕緣漆作為片間絕緣。小型定子鐵心用硅鋼片疊裝、壓緊成為一個(gè)整體后固定在機(jī)座內(nèi)；中型和大型定子鐵心由扇形沖片拼成.在定子鐵心內(nèi)圓，均勻地沖有許多形狀相同的槽，用以嵌放定子繞組。小型感應(yīng)電機(jī)通常采用半閉口槽和由高強(qiáng)度漆包線繞成的單層(散下式)繞組，線圈與鐵心之間墊有槽絕緣。半閉口槽可以減少主磁路的磁阻，使激磁電流減少，但嵌線較不方便。中型感應(yīng)電機(jī)通常采用半開口

2、槽。大型高壓感應(yīng)電機(jī)都用開口槽以便于嵌線。為了得到較好的電磁性能，中、大型感應(yīng)電機(jī)都采用雙層短距繞組。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是主磁路的一部分，一般由厚0.5mm的硅鋼片疊成，鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。整個(gè)轉(zhuǎn)子的外表呈圓柱形。轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩類。籠型轉(zhuǎn)子 籠型繞組是一個(gè)自行閉合的繞組，它由插人每個(gè)轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩端的環(huán)形端環(huán)構(gòu)成，如果去掉鐵心，整個(gè)繞組形如一個(gè)“圓籠”，因此稱為籠型繞組(圖51)。為節(jié)約用銅和提高生產(chǎn)率，小型籠型電機(jī)一般都用鑄鋁轉(zhuǎn)子；對(duì)中、大型電機(jī)由于鑄鋁質(zhì)量不易保證，故采用銅條插入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)、再在兩端焊上端環(huán)的結(jié)構(gòu)?；\型感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造

3、方便，是一種經(jīng)濟(jì)、耐用的電機(jī)。所以應(yīng)用極廣。圖52表示一臺(tái)小型籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。繞線型轉(zhuǎn)子 繞線型轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌有用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組，繞組的三個(gè)出線端接到設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)集電環(huán)上，再通過電刷引出如圖5-3所示。這種轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)是，可以在轉(zhuǎn)子繞組中接人外加電阻，以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速性能。與籠型轉(zhuǎn)子相比較，繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，價(jià)格稍貴，因此只在要求起動(dòng)電流小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，或需要調(diào)遣的場(chǎng)合下使用。圖54表示一臺(tái)繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。為減少激磁電流、提高電機(jī)的功率因數(shù)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙選得較小，中、小型電機(jī)一般為0.22mm。二、感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)感應(yīng)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理，通過定子

4、的三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。正常情況下，感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低或略高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)，因此感應(yīng)電機(jī)又稱為“異步電機(jī)”。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速ns與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差稱為轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差n與同步轉(zhuǎn)速ns的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即： (51)轉(zhuǎn)差率是表征感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)基本變量。當(dāng)感應(yīng)電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率將隨之而變化，使轉(zhuǎn)子 導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)、電流和電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生相應(yīng)的變化，以適應(yīng)負(fù)載的需要。按照轉(zhuǎn) 差率的正負(fù)和大小，感應(yīng)電機(jī)有電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁制動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)，如圖 5-5所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)(ns

5、n0)，轉(zhuǎn)差率0s ns)，則轉(zhuǎn)差率s0。此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以及電流的有功分量將與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相反，因此電磁轉(zhuǎn)矩的方向?qū)⑴c旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向兩者相反，如圖55b所示，即電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩。為使轉(zhuǎn)子持續(xù)地以高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須克服制動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩；此時(shí)轉(zhuǎn)子從原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率，通過電磁感應(yīng)由定于輸出電功率，電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。若由機(jī)械或其他外因使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)(n1。此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體“切割”氣隙磁場(chǎng)的相對(duì)速度方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相同，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的有功分量與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)同方向，如圖55c所示，電磁轉(zhuǎn)矩方向亦與圖55a中相同。但由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向改

6、變，故對(duì)轉(zhuǎn)子而言，此電磁轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此時(shí)電機(jī)處于電磁制動(dòng)狀態(tài)，它一方面從外界輸入機(jī)械功率，同時(shí)又從電網(wǎng)吸取電功率，兩者都變成電機(jī)內(nèi)部的損耗。例51 有一臺(tái)50Hz的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速nN730rmin，試求該機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率。解 已知額定轉(zhuǎn)速為730rmin，因額定轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速，故知該機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為750rmin，極數(shù)2p=8。于是，額定轉(zhuǎn)差率sN為三、額定值感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定值有：(1)額定功率PN：指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，軸端愉出的機(jī)械功率單位為千瓦(kw)。(2)定子額定電壓UN：指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，定子繞組應(yīng)加的線電壓。單位為伏(v)。(3)定子額定電流IN”

7、指電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，輸出功率達(dá)到額定功率時(shí)，流入定子繞組的線電流，單位為安(A)。(4)額定頻率fN 指加于定子邊的電源頻率，我國(guó)工頻規(guī)定為50赫(Hz)。 (5)額定轉(zhuǎn)速nN 電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)分(rmin) 。除上述數(shù)據(jù)外，銘牌上有時(shí)還標(biāo)明額定運(yùn)行時(shí)電機(jī)的功率因數(shù)、效率、溫升、定額等。對(duì)繞線型電機(jī)，還常標(biāo)出轉(zhuǎn)子電壓和轉(zhuǎn)子額定電流等數(shù)據(jù)。52 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)為便于說明，先分析空載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)和聰場(chǎng)。一、空載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)空載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì) 當(dāng)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子接到正序?qū)ΨQ三相電壓時(shí)，定子繞組中就將流過一組對(duì)稱的三相電流I1A、I1B和I1C (

8、下標(biāo)1代表定子)，于是定于繞組將產(chǎn)生個(gè)正向同步旋轉(zhuǎn)的基波合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F1。在F1的作用下，將產(chǎn)生通過氣隙的主磁場(chǎng)Bm。Bm以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并“切割”轉(zhuǎn)子繞組，使轉(zhuǎn)于繞組內(nèi)產(chǎn)生三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2A、E12和E2C、。(下標(biāo)2表示轉(zhuǎn)子)和三相電流I2a、I2b和I2c。氣隙磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子順旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來?？蛰d運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速非常接近于同步轉(zhuǎn)速，此時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)“切割”轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的相對(duì)速度接近于零，所以轉(zhuǎn)子電流很小，可近似認(rèn)為零。因此空載運(yùn)行時(shí)。定子磁動(dòng)勢(shì)基本上就是產(chǎn)生氣隙主磁場(chǎng)的激磁磁動(dòng)勢(shì)，空載時(shí)的定子電流就近似等于激磁電流。計(jì)及鐵心損耗時(shí)，Bm在空間滯后于Fm以鐵心

9、損耗角Fe，如圖56所示。主磁通和激磁蛆抗 氣隙中的主磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主磁通中m將在定子每相繞組中感生電動(dòng)勢(shì)E1 (52)主磁通是通過氣隙并同時(shí)與定、轉(zhuǎn)子繞組相交鏈的磁通，它經(jīng)過的磁路(稱為主磁路)包括氣隙、定子齒、定子軛、轉(zhuǎn)于齒、轉(zhuǎn)子軛等五部分如圖5-7所示。若主磁路的磁化曲線用一條線性化的磁化曲線來代替，則主磁通將與激磁電流成正比；于是可認(rèn)為E1與Im之間具有下列關(guān)系： （5-3）式中，Zm稱為激磁阻抗，它是表征主磺路的磁化特性和鐵耗的一個(gè)綜合參敷；Xm稱為激磁電抗，它是表征主磁路的等效電抗；Rm稱為激磁電阻，它是表征鐵心損耗的一個(gè)等效電阻。和其他電抗相似，激磁電抗式中為主磁路的磁導(dǎo)

10、，所以氣隙越小，激磁電抗就越大，在同一定子電壓下，激磁電流就越小。定子漏磁通和漏抗 除主磁通中m外，定子電流還同時(shí)產(chǎn)生僅與定于繞組交鏈而 不進(jìn)入轉(zhuǎn)子的定子漏磁通1.根據(jù)所經(jīng)路徑的不同，定子漏磁通又可分為槽漏磁、端部漏磁和諧波漏磁等三部分，圖58a和b分別示出了槽漏磁和端部漏磁的示意圖。氣隙中的高次諧波磁場(chǎng)，雖然它們也通過氣隙，但是與主磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子中所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率互不相同；另一方面，它們將在定于繞組中感應(yīng)基波頻率的電動(dòng)勢(shì)，其效果與定子漏磁相類似，因此通常把它作為定子漏磁通的一部分來處理，稱為諧波漏磁。定子漏磁通1將在定子繞組中感應(yīng)漏磁電動(dòng)勢(shì)E1。把E1作為負(fù)漏抗壓降來處理，可得 (54

11、)式中，I1為定子電流；X1為定子一相的漏磁電抗，筒稱定子漏抗。和其他電抗相類似，定子漏抗可表示為：式中1為定子的漏磁導(dǎo)，所以定子的槽形越深越窄，槽漏磁的磁導(dǎo)越大，槽漏抗亦越大。在工程分析中，常把電機(jī)內(nèi)的磁通分成主磁通和漏磁通兩部分來處理，這是因?yàn)?；一則它們所起的作用不同，主磁通在電機(jī)中產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直接關(guān)系到能量轉(zhuǎn)換，而漏磁通并不直接具有此作用；二則這兩種磁通所經(jīng)磁路不同，主磁路是一個(gè)非線性磁路，受磁飽和的影響較大，而漏磁磁路主要通過空氣而閉合，受飽和的影響較小。把兩者分開處理，對(duì)電機(jī)的分析常常帶來很大的方便二、負(fù)載運(yùn)行肘的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)方程轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速將從

12、空載轉(zhuǎn)n0速下降到轉(zhuǎn)速n，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子電流將增大。若定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為正向旋轉(zhuǎn)(即從ABC相)，則轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的相序是正相序，流有三相正序電流的轉(zhuǎn)子繞組將產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2。 設(shè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，則定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將sn2的相對(duì)速度“切割”轉(zhuǎn)子繞組(圖5-9)，此時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率f2應(yīng)為 (5-5)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F2相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n：， (56)而轉(zhuǎn)子本身又以轉(zhuǎn)速n在旋轉(zhuǎn)，因此從定子側(cè)觀察時(shí)， F2在空間的轉(zhuǎn)速應(yīng)為 即無論轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速是多少，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2和定子磁動(dòng)勢(shì)F1在空間的轉(zhuǎn)速總是等于同步轉(zhuǎn)速ns，他們?cè)诳臻g始終保持相對(duì)靜止。定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)之間的速度

13、關(guān)系，如圖5-9所示例5-2有一臺(tái)50HZ、三相、四極的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，若轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率s=5%，試求：（1)轉(zhuǎn)子電流的頻率；(2)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；(3)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速。解(1)轉(zhuǎn)子電流的頻率 (2)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 (3)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nns(1-s)1500(1-0.05)rmin=1425rmin，所以轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速應(yīng)為(1425+75)rmin1500rmin，即為同步轉(zhuǎn)速下面來看轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的空間相位。圖510表示三相繞線型轉(zhuǎn)子的情況，為簡(jiǎn)單計(jì)，每相用一個(gè)技中線圈來表示。氣隙磁場(chǎng)Bm以同步轉(zhuǎn)速兒在氣隙中推移，并以轉(zhuǎn)差速度n“切割”轉(zhuǎn)子繞組。圖510所示瞬間

14、恰好是a相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值時(shí)的位置。若轉(zhuǎn)子漏抗X2=0，則當(dāng)a相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)，該相電流亦為最大。這時(shí)三相合成磁動(dòng)勢(shì)的軸線恰好與a相繞相軸線重合，氣隙磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)波之間的夾角=900，如圖510a所示。實(shí)際上轉(zhuǎn)子總有漏抗，此時(shí)轉(zhuǎn)子電流將滯后于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一個(gè)阻抗角2這樣，a相電流將在該相電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值以后再經(jīng)過2電角度的時(shí)間，才達(dá)到其最大值；亦就是說，氣隙磁場(chǎng)波要從圖510a再向前移過2角時(shí)，轉(zhuǎn)子a相電流才達(dá)到最大值；故氣隙磁場(chǎng)波和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)波之間的空間夾角應(yīng)為900+2，如圖5-10b所示。轉(zhuǎn)子反應(yīng) 負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的基波對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響，稱為轉(zhuǎn)子反應(yīng).轉(zhuǎn)子反應(yīng)有兩個(gè)作用：其一是使

15、氣隙磁場(chǎng)的大小和空間相位發(fā)生變化，從而引起定子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和定子電流發(fā)生變化。所以和兩繞組變壓器相類似，感應(yīng)電機(jī)負(fù)載以后，定子電流中除激磁分量Im以外，還將出現(xiàn)一個(gè)補(bǔ)償轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的“負(fù)載分量”I1L 即 (57)此I1L所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)F1L與轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2大小相等、方向相反，以保持氣隙內(nèi)的主磁通基本不變；即 F1L -F2 (58)由于負(fù)載分量I1L的出現(xiàn)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)將從電源吸取一定的電功率。轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的另一個(gè)作用是，它與主磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生所需要的電磁轉(zhuǎn)矩，以帶動(dòng)軸上的機(jī)械負(fù)載這兩個(gè)作用合在一起，體現(xiàn)了通過電磁感應(yīng)作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的機(jī)理。負(fù)載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)方程 負(fù)載時(shí)，定子磁動(dòng)勢(shì)F1，可以分

16、成兩部分：一部分是產(chǎn)生主磁通的激磁磁動(dòng)勢(shì)Fm ,另一部分是抵消轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的負(fù)載分量- F2，即 F1Fm十(-F2)或 F1 + F2 = Fm （5-9）上式就是感應(yīng)電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)方程。式(5-9)說明，負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的激磁磁動(dòng)勢(shì)是定、轉(zhuǎn)子繞組的合成磁動(dòng)勢(shì)。式(59)亦可以改寫為或（5-10）式中，I，2為歸算到定子邊時(shí)轉(zhuǎn)子電流的歸算值，ki 為電流比, .式（5-10）就是用電流形式表示的磁動(dòng)勢(shì)方程。不難看出，定子電流的負(fù)載分量圖511示出了負(fù)載時(shí)定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)間的關(guān)系，以及定子電流與激磁電流和轉(zhuǎn)于電流的關(guān)系；為簡(jiǎn)單起見，圖中把磁動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)的空間矢量(用黑體字表示)和磁通、電流的時(shí)間相量(用打

17、點(diǎn)的量表示)畫在了一起。53三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓方程和等效電路先導(dǎo)出感應(yīng)電機(jī)的電壓方程。為簡(jiǎn)單計(jì)設(shè)定于為星形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相繞組，電源電壓為三相對(duì)稱電壓。一、電壓方程定子電壓方程 以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(主磁場(chǎng))，將在定子三相繞組內(nèi)感應(yīng)對(duì)稱的三相電動(dòng)勢(shì)E1根據(jù)基爾霍夫定律，定于每相所加的電塬電壓U1應(yīng)當(dāng)?shù)扔谠撾妱?dòng)勢(shì)的負(fù)值-E1加上定于電流所產(chǎn)生的漏阻抗壓降。由于三相對(duì)稱，故僅需分析其中的一相(取A相)。于是，定子的電壓方程為 或（5-11）式中，R1、X1分別為定子每相的電阻和漏抗；其中 轉(zhuǎn)子電壓方程 氣隙主磁場(chǎng)除在定于繞組內(nèi)感生頻率為f1的電動(dòng)勢(shì)E1外，還將在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感生轉(zhuǎn)差頻率

18、的電動(dòng)勢(shì)E2s，E2s的有效值為 (512)當(dāng)轉(zhuǎn)于不轉(zhuǎn)(s1)時(shí)，轉(zhuǎn)子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2， (5-13)從上式不難看出，在數(shù)值上 (5-14)即轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)差事s成正比，s越大，主磁場(chǎng)“切割轉(zhuǎn)子繞組的相對(duì)速度就越大，E2s亦越大。轉(zhuǎn)于每相繞組亦有電阻和漏抗。由于轉(zhuǎn)子頻率為 ，故轉(zhuǎn)子繞組的漏抗X2應(yīng)為 (5-15)式中，X2為轉(zhuǎn)子頻率等于f1 (即轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn))時(shí)的漏抗.感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)于繞組通常為短接，即端電壓U2=0，此時(shí)根據(jù)基爾霍夫第二定律，可寫出轉(zhuǎn)于繞組一相的電壓方程為 (516)或 (5-l7)式中，I2s為轉(zhuǎn)子電流；R2為轉(zhuǎn)子每相電阻。 歸納起來，鏈過定子和轉(zhuǎn)于的各個(gè)磁通及其相應(yīng)的

19、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如下表所示： 圖5-12表示與式(511)和式(5-17)相應(yīng)的定、轉(zhuǎn)子的耦合電路圖，其中定子頻率為f1，轉(zhuǎn)子頻率為f2，定子電路和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子電路通過氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(主磁場(chǎng))相耦合 二、等效電路從圖5-12可見，由于定、轉(zhuǎn)子頻率不同，相數(shù)和有效匝數(shù)亦不同，故定、轉(zhuǎn)子電路無法聯(lián)在一起。為得到定轉(zhuǎn)子統(tǒng)一的等效電路，必須把轉(zhuǎn)子頻率變換為定子頻率，轉(zhuǎn)子的相數(shù)、有效匝數(shù)變換為定子的相數(shù)和有效匝數(shù)，即進(jìn)行頻率歸算和繞組歸算。頻率歸算 式(516)的頻率為f2，為了把它變換為定子頻率，只要把該式的兩端同時(shí)乘以 ，此時(shí)有或（5-18） 注意，式（518)中的I2其幅值雖仍與I2s相同，但頻率已從f2變

20、成f1，這一步就稱為頻率歸算。頻率歸算的物理含義是，用一個(gè)靜止的電阻為R2/s的等效轉(zhuǎn)子去代替電阻為R2 的實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，等效轉(zhuǎn)子將于實(shí)際轉(zhuǎn)子具有同樣的轉(zhuǎn)子磁勢(shì) (同空間轉(zhuǎn)速、同幅值、同空間相位) 圖5-13表示頻率歸算后，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子的等效電路田；圖中定子和轉(zhuǎn)子的頻率均為f1，轉(zhuǎn)子電路中出現(xiàn)了一個(gè)表征機(jī)械負(fù)載的等效電阻。繞組歸算 為把定子和轉(zhuǎn)子的相數(shù)、有效匝數(shù)變換成相同，需要進(jìn)行“繞組歸算”。所謂繞組歸算，就是用一個(gè)與定子繞組的相數(shù)、有效匝數(shù)完全相同的等效轉(zhuǎn)子繞組，去代替相數(shù)為m2、有效匝數(shù)為N2 kw2：的實(shí)際轉(zhuǎn)子繞組。繞組歸算時(shí)，同樣應(yīng)當(dāng)保持轉(zhuǎn)子繞組具有同樣的磁動(dòng)勢(shì)(同幅值、同相

21、位)。下面歸算值用加“”的量來表示。設(shè)I2為歸算后的轉(zhuǎn)子電流，為使繞組歸算前、后轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)的幅值和相位不變，應(yīng)有 于是 （5-19）式中，ki為電流比。歸算后，轉(zhuǎn)子的有效匝數(shù)已變換成定子的有效匝數(shù)，所以轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)E2應(yīng)為 (5-20)式中，ke為電壓比.把式(518)的轉(zhuǎn)子電壓方程乘以ke可得 (5-21) 式中，R2和X2為轉(zhuǎn)子電阻和漏抗的歸算值， (522)式(521)就是歸算后轉(zhuǎn)子的電壓方程。從式(519)和式(521)可見，歸算前、后轉(zhuǎn)子的總視在功率保持不變，即 (523)從式(522)和式(519)可知，歸算前、后轉(zhuǎn)子的銅耗和漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能亦保持不變，即(5-24) 歸納起來，繞組歸算

22、時(shí)，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和電壓應(yīng)乘以ke，轉(zhuǎn)子電流應(yīng)除以ki，轉(zhuǎn)子電阻和漏抗則應(yīng)乘以ke ki;歸算前后轉(zhuǎn)子的總視在功率、有功功率、轉(zhuǎn)子的銅耗和漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能均保持不變。圖5-14表示頻率和繞組歸算后，定、轉(zhuǎn)子的耦合電路圖。再把主磁路的作用用激磁阻抗Zm表出，并考慮到激磁電流 ，即可得到T型等效電路。T形等效電路和相量圈 經(jīng)過歸算，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓方程和磁動(dòng)勢(shì)方程成為 （5-25）根據(jù)式(525)，即可畫出感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的T形等效電路，如圖5-15 所示。從等效電路可見，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，s0，R2 /s ，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于開路；此時(shí)轉(zhuǎn)子電流接近于零，定子電流基本上是激磁電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)加上負(fù)載

23、時(shí)，轉(zhuǎn)差率增大，減小使轉(zhuǎn)子和定子電流增大。負(fù)載時(shí)。由于定子電流和漏阻抗壓降增加，E1和相應(yīng)的主磁通值將比空載時(shí)略小。起動(dòng)時(shí)s1，轉(zhuǎn)子和定子流都很大；由于定于的漏阻抗壓降較大，此時(shí)E1和主磁通值將顯著減小，僅為空載時(shí)的50一60左右。圖516表示與基本方程(525)相對(duì)應(yīng)的相量圖，圖中右側(cè)是轉(zhuǎn)子的相量圖；中部是磁動(dòng)勢(shì)方程的相量圖，其中m與E1和E2垂直，Im超前于m鐵損角Fe；左側(cè)是定子邊的組量圖。 從等效電路和相量圖可見，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子電流I1總是滯后于電源電壓U1，這是因?yàn)楫a(chǎn)生氣隙中主磁場(chǎng)和定、轉(zhuǎn)子的漏磁場(chǎng)都要從電源輸入一定的感性無功功率；磁化電流越大，定、轉(zhuǎn)子漏抗越大，電機(jī)的功率因數(shù)就越

24、低這里應(yīng)當(dāng)注意，由等效電路算出的所有定子側(cè)的量均為電機(jī)中的實(shí)際量，而轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)、電流則是歸算值而不是實(shí)際值。由于歸算是在有功功率不變的條件下進(jìn)行，所以用歸算值算出的轉(zhuǎn)子有功功率、損耗和轉(zhuǎn)矩均與實(shí)際值相同。等效電路是分析和計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)性能的主要工具。在給定參數(shù)和電源電壓的情況下，若己知轉(zhuǎn)差率s，從圖5-15可見，定子和轉(zhuǎn)子電流應(yīng)為（5-26）式中，Z1為定子的漏阻抗， 為轉(zhuǎn)子的等效阻抗, c為修正系數(shù)，近似等效電路 從式(526)可知，正常工作時(shí)， 則上式就簡(jiǎn)化為(5-27)式（526)中的I2和I1則分別為(5-28)根據(jù)式(527)和式(528)，即可畫出形近似等效電路，如圖517所示。從

25、式(527)和式(528)可見，由形等效電路算出的轉(zhuǎn)于電流歸算值I2與T形等效電路一致，但激磁電流Im和定子電流I1則略為偏大。54 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程本節(jié)將用等效電路來分析感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系，并列出功率方程和轉(zhuǎn)矩方程。一、功率方程，電磁功率和轉(zhuǎn)換功率從等效電路可見，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)從電源輸人的電功率PN，其中一小部分將消耗于定子繞組的電阻而變成銅耗Pcu1，一小部分將消耗于定子鐵心變?yōu)殍F耗PFe，余下的大部分功率將借助于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用，從定子通過氣隙傳送到轉(zhuǎn)子，這部分功率稱為電磁功率，用Pe表示.寫成方程式時(shí)有(5-29)式中(5-30)其中，cos1為定子的功率因數(shù)從等效電路可

26、知，電磁功率Pe為(5-31)其中，cos2為轉(zhuǎn)子的內(nèi)功率因數(shù). 正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)于中磁通的變化頻率很低，通常僅13Hz，所以轉(zhuǎn)子鐵耗一般可略去不計(jì)。因此，從傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率Pe中扣除轉(zhuǎn)子銅耗Pcu2后，可得轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的總機(jī)械功率(即轉(zhuǎn)換功率P，即(5-32)用電磁功率表示時(shí)，上式亦可改寫成（5-33）式(5-33)說明：傳送到轉(zhuǎn)子的電磁功率Pe中，s部分變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅耗，（1-s）部分轉(zhuǎn)換為機(jī)械功率。由于轉(zhuǎn)子銅耗等于sPe，所以它亦稱為轉(zhuǎn)差功率。從P中再扣除轉(zhuǎn)子的機(jī)械損耗p和雜散損耗p，可得轉(zhuǎn)子軸上輸出的機(jī)械功率P2，即（5-34）在小型籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，滿載時(shí)的雜散損耗可達(dá)輸出

27、功率的13；在大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，可取為輸出功率的0。5。P的大小與槽配合、槽開口、氣隙大小和制造工藝等因素有關(guān)。圖5-18表示與式（5-29)，式(5-32)和式(5-34)相應(yīng)的功率圖。二、轉(zhuǎn)矩方程和電磁轉(zhuǎn)矩把轉(zhuǎn)子的輸出功率方程式（5-34)除以機(jī)械角速度，可得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩方程（5-35）式中，TE為電磁轉(zhuǎn)矩，T0為與機(jī)械損耗和雜散損耗所對(duì)應(yīng)的阻力轉(zhuǎn)矩，如忽略雜散損耗，它就是空載轉(zhuǎn)矩；T2為電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩由于總機(jī)械功率P=(1-s) Pe, ,轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度(1s) s，所以電磁轉(zhuǎn)矩TE亦可以寫成(5-36)式(5-36)表明：電磁轉(zhuǎn)矩既可用機(jī)械功率，亦可用電磁功率算出。用機(jī)械功率去求電磁

28、轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)除以轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度；用電磁功率去求電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，則應(yīng)除以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步角速度s，因?yàn)殡姶殴β适峭ㄟ^氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)傳送到轉(zhuǎn)子的?？紤]到電磁功率把這些關(guān)系代人式(536)，經(jīng)過整理，可得（5-37）式中上式說明，電磁轉(zhuǎn)矩與氣隙主磁通量m和轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比；增加轉(zhuǎn)子電流的有功分量，可是電磁轉(zhuǎn)矩增大。例53 有一臺(tái)三相四極的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，額定功率PNlOkW，額定電壓UN380V(三角形聯(lián)結(jié))，定子每相電阻R1=1.33,漏抗X12.43，轉(zhuǎn)子電阻的歸算值R2=1。12，漏抗歸算值X2=4。4，激磁阻抗Rm712，Xm900，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗p=1OOW，額定負(fù)載時(shí)的雜散損耗p=10

29、0W。試求額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩，定子和轉(zhuǎn)子相電流，定子功率因數(shù)和電動(dòng)機(jī)的效率。從上面的計(jì)算可見，在所設(shè)轉(zhuǎn)差率下，輸出功率P210kw，即電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行，符合題目要求。如果算出的P2PN,則要重新假設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)差率s，一直到算出的P2 = PN為止。55 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)可以用空載試驗(yàn)和堵轉(zhuǎn)(短路)試驗(yàn)來確定。一、空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)的目的是確定電動(dòng)機(jī)的激磁參數(shù)Rm、Xm，以及鐵耗pFe和機(jī)械損耗p. 試驗(yàn)是在轉(zhuǎn)子軸上不帶任何負(fù)載，電源頻率f = fN，轉(zhuǎn)速nns的情況下進(jìn)行。用調(diào)壓器改變?cè)囼?yàn)電壓的大小，使定子端電壓從(1.11.2)U1N，逐步下降到0

30、.3 U1N左右，每次記錄電動(dòng)機(jī)的端電壓U1、空載電流1。和空載功率P，即可得到電動(dòng)機(jī)的空載特性1，P（U1），如圖5-21所示。空載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的三相輸人功率全部用以克服定子銅耗、鐵耗和轉(zhuǎn)子的機(jī)械損耗，所以從空載功率P減去定子銅耗，即得鐵耗和機(jī)械損耗兩項(xiàng)之和即 （5-39）由于鐵耗基本上與端電壓的平方成正比，機(jī)械損耗則僅與轉(zhuǎn)速有關(guān)而與端電壓的高低無關(guān)，因此把鐵耗和機(jī)械損耗兩項(xiàng)之和與端電壓的平方值畫成曲線p（），則該線將近似為一直線，如圖5-22所示把該線延長(zhǎng)到Ul處，如圖522中虛線所示，則該處的縱坐標(biāo)就表示機(jī)械損耗P，虛線以上部分則是隨電壓而變化的鐵耗。空載時(shí)，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)子可認(rèn)為開路，于是根

31、據(jù)等效電路，激磁電阻為（5-40）定于的空載電抗1為 （5-41）式中，1X1X，RR1R；其中定子漏抗X1可由堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)確定，于是激磁電抗X為 （5-42）二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)堵轉(zhuǎn)(短路)試驗(yàn)的目的是確定感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的漏阻抗，試驗(yàn)在轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)情況(1)下進(jìn)行調(diào)節(jié)試驗(yàn)電壓，使1 0.4U1N (對(duì)小型電動(dòng)機(jī)若條件具備，最好從U10.9U11.0U1N做起)，然后逐步降低電壓，每次記錄定子的端電壓U1、定子電流1k和功率P，即可得到短路特性，1，P（U1），如圖5-23所示。由堵轉(zhuǎn)(1)時(shí)的等效電路(圖5-24)可見，由于比1大很多，所以定于電流主要由定，轉(zhuǎn)子的漏阻抗所限制。因此即使在0.4U1N下進(jìn)行堵轉(zhuǎn)試

32、驗(yàn)，定子電流仍然很大，可達(dá)額定電流的2.53.5倍；為避免定子繞組過熱試驗(yàn)應(yīng)盡快進(jìn)行。根據(jù)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可求出堵轉(zhuǎn)時(shí)的阻抗(即短路阻抗) 、電阻R和電抗X（5-43）根據(jù)圖524，若不計(jì)鐵耗(即認(rèn)為R0)，可得短路阻抗為這樣，根據(jù)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)出的R和X以及空載試驗(yàn)測(cè)出的X，即可確定只R此外，還可證明（5-48）式中，；這樣，先用XK、R2和X0算出Xki,在把Xki代入式（5-48），既可算出定、轉(zhuǎn)子的漏抗值。對(duì)于大型感應(yīng)電機(jī)，一般來講ZmZ2,堵轉(zhuǎn)時(shí)激磁電流可略去不計(jì)，此時(shí)可近似認(rèn)為（5-49）于是（5-50）在正常工作范圍內(nèi)，定、轉(zhuǎn)子的漏抗基本為一常值。但當(dāng)高轉(zhuǎn)差時(shí)(例如在起動(dòng)時(shí))，定、轉(zhuǎn)子

33、電流將比額定值大很多，此時(shí)漏磁磁路中的鐵磁部分將達(dá)到飽和，從而使總的漏磁磁阻變大、漏抗變小。因此，起動(dòng)時(shí)定、轉(zhuǎn)于的漏抗值(飽和值)將比正常工作時(shí)小1535左右故在進(jìn)行堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力求測(cè)得11，1（）1和U1U1N三處的數(shù)據(jù)，然后分別算出不同飽和程度時(shí)的漏抗值。計(jì)算工作特性時(shí)，采用不飽和值；計(jì)算起動(dòng)特性時(shí)，采用飽和值；計(jì)算最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，采用對(duì)應(yīng)于(23)1時(shí)的漏抗值。這樣可使計(jì)算結(jié)果接近于實(shí)際情況。6 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率曲線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速上。在電源為額定電壓的情況下，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系（）就稱為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率特性，或曲線。特性是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)最主要的特性。一、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率特性

34、從式（5-36）可知，電磁轉(zhuǎn)矩 從式（5-26）可知，轉(zhuǎn)子電流為 式中， ，取轉(zhuǎn)子電流的模代入電磁轉(zhuǎn)矩，可得 （5-51）把不同的轉(zhuǎn)差率代人上式，算出對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩，便可得到轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率特性，如圖525所示。圖中l(wèi)的范圍是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，的范圍為發(fā)電機(jī)狀態(tài)二、最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 從圖525可知，曲線有一個(gè)最大值令，即可求出產(chǎn)生時(shí)的轉(zhuǎn)差率為（5-52）稱為臨界轉(zhuǎn)差率。將代入式（5-51），可得（5-53）式中，正號(hào)對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，負(fù)號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。當(dāng)1 X1X，系數(shù)時(shí)，和可近似的寫成（5-54）從上式可見：(1)感應(yīng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，與定、轉(zhuǎn)子漏抗之和近似成反比；(2

35、)最大轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子電阻值無關(guān)，臨界轉(zhuǎn)差則與轉(zhuǎn)于電阻2成正比：2增大時(shí)，增大，但max保持不變，此時(shí)曲線的最大值將向左偏移,如圖5-26所示。電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載能力，用kT表示kT =max/N。如果負(fù)載的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于最大轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)就會(huì)停轉(zhuǎn)。為保證電動(dòng)機(jī)不因短時(shí)過載而停轉(zhuǎn)，通常kT1.6-2.5起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)接通電源開始起動(dòng)時(shí)(s1)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，用st表示。將s1代入式(5-51)，可得（5-55）從上式和圖526可見，增大轉(zhuǎn)子電阻，就增大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩st將隨之增大直到達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩值為止。對(duì)于繞線型電機(jī)，可以在轉(zhuǎn)子中接人外加電阻來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。三、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)

36、速特性(機(jī)械特性)把轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線T。= f(s)的縱、橫坐標(biāo)對(duì)調(diào)，井利用n=ns(1-s)把轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速n,就可以得到轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性n= f()如圖5-27所示。 把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性n= f()和負(fù)載的特性n= f(2+0)畫在一起,在交點(diǎn)處(圖5-27中的A點(diǎn))，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相干衡、該點(diǎn)即為電動(dòng)機(jī)組的運(yùn)行點(diǎn)。例54 一臺(tái)四極、380V、三角形聯(lián)結(jié)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為1=4。47，2 = 3。18，X1= 6。7，X2= 9。85，X= 188, m忽略不計(jì)。試求該電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩max及臨界轉(zhuǎn)差，起動(dòng)電流Ist及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩st.解 系數(shù)c為由式(552)和(55

37、3)，臨界轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩max為58 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性為保證感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠、使用經(jīng)濟(jì)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)作出了具體規(guī)定。標(biāo)志工作性能的主要指標(biāo)有：額定效率N，額定功串因敷cosN和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)max/N。一、工作特性在額定電壓和額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩、定于電流I1、功率因數(shù)cos1效率與輸出功率P2的關(guān)系曲線n, ，I1, cos1, = f(P2) 稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性。下面分別加以說明。轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n=ns(1-s)，空載時(shí)P20，轉(zhuǎn)差率s0,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常接近于同步轉(zhuǎn)速ns。隨著負(fù)載的增大，為使電磁轉(zhuǎn)矩足以克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子電流將增大，轉(zhuǎn)差

38、率s也增大。通常額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率s2%-5%，即額定轉(zhuǎn)速約比同步轉(zhuǎn)速低2%-5%。定子電流 電動(dòng)機(jī)的定子電流I1= Im(-I)?？蛰d時(shí)轉(zhuǎn)子電流I20，定子電流幾乎全部是激磁電流Im；隨著負(fù)載的增大，轉(zhuǎn)于電流增大,于是定子電流將隨之增大。圖528表示一臺(tái)10kW的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性和定子電流特性功率因數(shù) 從等效電路可見，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是一個(gè)感性電路，所以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)恒小于l，且為滯后?？蛰d運(yùn)行時(shí)，定子電流基本上是激磁電流(其主要成分是無功的磁化電流)，所以功率因數(shù)很低，約為0.1一0.2加上負(fù)載后，輸出的機(jī)械功率增加，定子電流中的有功分量也增大，于是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就逐漸提高。通常在額定負(fù)載附近，功率因數(shù)將達(dá)到其最大值。若負(fù)載繼續(xù)增大，由于轉(zhuǎn)差率較大，轉(zhuǎn)子等效電阻2s和轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos2下降得較快，故定子功率因數(shù)cos1又重新下降，如圖5-29所示。電磁轉(zhuǎn)矩 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行