電機(jī)學(xué)課件—4-1

1、第四章第四章 異步電機(jī)異步電機(jī) 4.1 異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與參數(shù)異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與參數(shù)4.2 異步電動機(jī)的等效電路異步電動機(jī)的等效電路4.3 異步電機(jī)的參數(shù)測定異步電機(jī)的參數(shù)測定 4.4 異步電動機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程異步電動機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程 4.5 異步電機(jī)的機(jī)械特性異步電機(jī)的機(jī)械特性 4.6 異步電動機(jī)的工作特性異步電動機(jī)的工作特性4.7 三相異步電動機(jī)的起動簡介三相異步電動機(jī)的起動簡介 4.8 三相異步電動機(jī)的調(diào)速簡介三相異步電動機(jī)的調(diào)速簡介4.9 單相異步電動機(jī)簡介單相異步電動機(jī)簡介4.10 本章小結(jié)本章小結(jié)習(xí)題習(xí)題基本要求：基本要求：1 了解異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理。理解

2、轉(zhuǎn)差率的了解異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理。理解轉(zhuǎn)差率的意義及其與運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系意義及其與運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系2 熟練掌握三相異步電機(jī)的運(yùn)行原理。熟悉等效電路，熟練掌握三相異步電機(jī)的運(yùn)行原理。熟悉等效電路，著重掌握轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、有效匝數(shù)和頻率的歸算方法。著重掌握轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、有效匝數(shù)和頻率的歸算方法。3 理解異步電機(jī)的參數(shù)，掌握參數(shù)測量方法和計(jì)算。理解異步電機(jī)的參數(shù)，掌握參數(shù)測量方法和計(jì)算。4 掌握異步電機(jī)的功率平衡與轉(zhuǎn)矩平衡過程，熟練掌握掌握異步電機(jī)的功率平衡與轉(zhuǎn)矩平衡過程，熟練掌握其機(jī)械特性和工作特性及其測定其機(jī)械特性和工作特性及其測定 5 熟悉異步電機(jī)的啟動方法，了解常用的調(diào)速方法及熟悉異步

3、電機(jī)的啟動方法，了解常用的調(diào)速方法及其制動運(yùn)行狀態(tài)。其制動運(yùn)行狀態(tài)。6 了解異步電機(jī)在不對稱電壓下運(yùn)行的分析方法。了了解異步電機(jī)在不對稱電壓下運(yùn)行的分析方法。了解單相異步電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)及應(yīng)用。解單相異步電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)及應(yīng)用。重點(diǎn)：重點(diǎn)：1 異步電機(jī)的運(yùn)行原理，等效電路的形成及參數(shù)歸異步電機(jī)的運(yùn)行原理，等效電路的形成及參數(shù)歸算和測定方法。算和測定方法。2 異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩概念，轉(zhuǎn)矩異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩概念，轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線轉(zhuǎn)差率曲線的特點(diǎn)和計(jì)算。的特點(diǎn)和計(jì)算。3異步電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩、啟動電流的分析。異步電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩、啟動電流的分析。異步電動機(jī)的特點(diǎn)異步電動機(jī)的

4、特點(diǎn) 異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場同步轉(zhuǎn)速與磁場同步轉(zhuǎn)速n1間存在一定間存在一定差異。差異。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，效率較高，價(jià)格低廉，堅(jiān)固耐用。，效率較高，價(jià)格低廉，堅(jiān)固耐用。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速不易調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速不易調(diào)節(jié)鼠籠式異步電動機(jī)的起動性能較差鼠籠式異步電動機(jī)的起動性能較差功率因數(shù)滯后，激磁電流由電網(wǎng)供給功率因數(shù)滯后，激磁電流由電網(wǎng)供給4.1 異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與參數(shù)異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與參數(shù)4.1.1 異步電機(jī)的主要用途與分類異步電機(jī)的主要用途與分類圖4-1-1 籠型三相異步電機(jī) 圖4-1-2 繞線轉(zhuǎn)子三

5、相異步電機(jī)圖4-1-3 籠型異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖1-端蓋 2-軸承 3-機(jī)座 4-定子 5-轉(zhuǎn)子 6-軸承 7-端蓋 8-風(fēng)扇 9-風(fēng)罩 10-接線盒一、異步電動機(jī)的定子一、異步電動機(jī)的定子 定子鐵心定子鐵心core磁路部分，放置定子繞組。磁路部分，放置定子繞組。 一般采用導(dǎo)磁性能良好和比損耗小的電工硅鋼一般采用導(dǎo)磁性能良好和比損耗小的電工硅鋼片疊成。片疊成。 為了嵌放定子繞組，在定子鐵心內(nèi)圓沖出許多為了嵌放定子繞組，在定子鐵心內(nèi)圓沖出許多形狀相同的槽形狀相同的槽定子槽定子槽slot。 定子繞組定子繞組stator winding電路部分電路部分感感應(yīng)電勢。應(yīng)電勢。 機(jī)座機(jī)座固定和支撐定子鐵心。

6、固定和支撐定子鐵心。1. 定子鐵定子鐵心心異步電機(jī)定子異步電機(jī)定子異步電機(jī)定子異步電機(jī)定子 底部底部異步電機(jī)定子異步電機(jī)定子 端部端部2 2定子槽形定子槽形散嵌繞組散嵌繞組成型繞組成型繞組效率和功率因數(shù)較高效率和功率因數(shù)較高繞組嵌線工藝復(fù)雜繞組嵌線工藝復(fù)雜小容量及中型低壓電機(jī)小容量及中型低壓電機(jī)可嵌放成型線圈可嵌放成型線圈大型低壓電動機(jī)大型低壓電動機(jī)絕緣放置可靠、絕緣放置可靠、繞組下線方便繞組下線方便高壓電動機(jī)高壓電動機(jī)3 3定子繞組定子繞組 定子繞組通常應(yīng)用雙層短距繞組，小型電機(jī)可應(yīng)定子繞組通常應(yīng)用雙層短距繞組，小型電機(jī)可應(yīng)用單層繞組。用單層繞組。圖4-1-6 三相異步電動機(jī)引出線(a) 形

7、接法 (b) Y形接法 二、異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子二、異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心磁路，一般由硅鋼片疊成。在磁路，一般由硅鋼片疊成。在轉(zhuǎn)子鐵心上開有槽，以供放置或澆注轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心上開有槽，以供放置或澆注轉(zhuǎn)子繞組。繞組。 轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢、流過電流和產(chǎn)生感應(yīng)電勢、流過電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩。 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸shaft1. 轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心2 2轉(zhuǎn)子槽轉(zhuǎn)子槽 槽形的選擇主要決定于對運(yùn)行性能和起動性能槽形的選擇主要決定于對運(yùn)行性能和起動性能的要求。的要求。3 3轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組 鼠籠式轉(zhuǎn)子squirrel-cage rotor：焊接，鑄鋁。斜槽形式線繞轉(zhuǎn)子wound rotor：1.鐵芯上繞

8、有一對稱繞組，和定子繞組有相同的極數(shù)，且制成相同的相數(shù)。2.通常采用對稱的三相繞組，連接成星形。3.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。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。安裝變阻器的目的是改善起動特性(增加起動轉(zhuǎn)矩，減小起動電流)或用以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖4-1-9圖繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)接線示意圖4. 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 shaft三、異步電機(jī)的氣隙三、異步電機(jī)的氣隙air gap 特點(diǎn)特點(diǎn)氣隙很小，在中、小型電機(jī)中，氣隙一氣隙很小，在中、小型電機(jī)中，氣隙一般為般為0.2-1.50.2-1.5毫米。毫米。 氣隙大小對電機(jī)性能有很大的影響氣隙大小對電機(jī)性能有很

9、大的影響氣隙大：磁阻大，勵磁電流（空載電流）大，功氣隙大：磁阻大，勵磁電流（空載電流）大，功率因數(shù)低；氣隙磁場諧波含量（漏磁引起附加率因數(shù)低；氣隙磁場諧波含量（漏磁引起附加損耗）減少，改善啟動性能。損耗）減少，改善啟動性能。氣隙小：按加工可能及機(jī)械安全所限制。氣隙?。喊醇庸た赡芗皺C(jī)械安全所限制。4.1.2 三相異步電動機(jī)的分類三相異步電動機(jī)的分類表表4-1-1 三相異步電動機(jī)的分類表三相異步電動機(jī)的分類表定子鐵心外徑1D分類方式類別轉(zhuǎn)子繞組型式籠型、繞線型電壓等級（V）380V，0.55-250kW;3000V，90-1250 kW;6000-10000V，220-1400 kW電機(jī)尺寸大型中

10、型小型中心高度H（mm）63035563080315（mm）10005001000120500防護(hù)型式開啟式（IP11）;防護(hù)式（IP22、IP23;封閉式（IP44）安裝結(jié)構(gòu)型式臥式、立式、帶底腳、帶凸緣通風(fēng)冷卻方式自冷式、自扇冷式、他扇冷式、管道通風(fēng)式工作定額連續(xù)定額、斷續(xù)定額和間歇定額等絕緣等級E級、B級、F級、H級等用途與環(huán)境普通、干熱、濕熱、干燥清潔、化工、船用、防爆、多塵、室外、耐腐蝕、高原等4.1.3 異步電機(jī)的銘牌額定值、異步電機(jī)的銘牌額定值、技術(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 我國電機(jī)的產(chǎn)品型號一般由大寫印刷體的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。其中當(dāng)頭的字母是根據(jù)電機(jī)的名稱選擇有代表意義的

11、漢語拼音字母。如異步電動機(jī)的額定值異步電動機(jī)的額定值1.1. 額定功率額定功率P PN N，指電動機(jī)在額定方式下運(yùn)行時，轉(zhuǎn)，指電動機(jī)在額定方式下運(yùn)行時，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率（軸上輸出的機(jī)械功率（W W或或kWkW）。）。2.2. 額定電壓額定電壓U UN N，指電動機(jī)在額定方式運(yùn)行時定子繞，指電動機(jī)在額定方式運(yùn)行時定子繞組應(yīng)加的線電壓（組應(yīng)加的線電壓（V V或或kVkV）。）。3.3. 額定電流額定電流I IN N，指電動機(jī)在額定電壓和額定功率狀，指電動機(jī)在額定電壓和額定功率狀態(tài)下運(yùn)行時，流入定子繞組的額定線電流（態(tài)下運(yùn)行時，流入定子繞組的額定線電流（A A）。4.4. 額定頻率額定頻率f f

12、，我國工業(yè)頻率為，我國工業(yè)頻率為50HZ50HZ。5.5. 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速n nN N，指在額定狀態(tài)下運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，指在額定狀態(tài)下運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（r rminmin）。）。4.1.3 異步電機(jī)的額定值、技術(shù)數(shù)據(jù)與使用常識異步電機(jī)的額定值、技術(shù)數(shù)據(jù)與使用常識 對三相電動機(jī)，額定功率：對三相電動機(jī)，額定功率： 三相異步電動機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)是指效三相異步電動機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)是指效率、功率因數(shù)、起動性能（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、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）、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。最大轉(zhuǎn)矩和噪聲、振動。NNNNNIUPcos34.2 異步

13、電機(jī)的基本原理異步電機(jī)的基本原理4.2.1 異步電動機(jī)的基本工作原理異步電動機(jī)的基本工作原理一、異步電動機(jī)的工作原理一、異步電動機(jī)的工作原理 在分析電機(jī)的各種關(guān)系之前，我們首在分析電機(jī)的各種關(guān)系之前，我們首先應(yīng)弄清異步電機(jī)的基本工作原理，即異先應(yīng)弄清異步電機(jī)的基本工作原理，即異步電機(jī)到底怎樣轉(zhuǎn)動起動來的？步電機(jī)到底怎樣轉(zhuǎn)動起動來的？電磁過程電磁過程 異步電動機(jī)定子上有三相對稱的交流繞組；異步電動機(jī)定子上有三相對稱的交流繞組； 三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場； 1. 轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)

14、磁場中；轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場中；2. 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，判斷感應(yīng)電勢方向。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，判斷感應(yīng)電勢方向。 3. 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，流過感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，流過感應(yīng)電流。4. 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。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。 5. 電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。6. 根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動機(jī)也叫感應(yīng)電動機(jī)。根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動機(jī)也叫感應(yīng)電動機(jī)。二、轉(zhuǎn)差率二、轉(zhuǎn)差率 為了描述異

15、步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，引入一個重要參數(shù)為了描述異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，引入一個重要參數(shù)轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率。 同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n1 與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n 之差之差( n1-n)為異步為異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差速度電機(jī)的轉(zhuǎn)差速度n簡稱轉(zhuǎn)差）。轉(zhuǎn)差速度簡稱轉(zhuǎn)差）。轉(zhuǎn)差速度n對對同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n1 之比值稱為轉(zhuǎn)差率，以之比值稱為轉(zhuǎn)差率，以 s 表示。表示。 （4-2-2） 當(dāng)異步電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差當(dāng)異步電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率隨之變化，使得轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電勢、電流和電磁率隨之變化，使得轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生相應(yīng)的變化，因此異步電機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生相應(yīng)的變化，因此異步電機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化而變動。

16、的變化而變動。11nnsn 按轉(zhuǎn)差率的正負(fù)、大小，異步電機(jī)可分為電動機(jī)、發(fā)按轉(zhuǎn)差率的正負(fù)、大小，異步電機(jī)可分為電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電磁制動三種運(yùn)行狀態(tài)，如圖電機(jī)、電磁制動三種運(yùn)行狀態(tài)，如圖4-2-1所示。圖中為所示。圖中為旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速，并用旋轉(zhuǎn)磁極來等效旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速，并用旋轉(zhuǎn)磁極來等效旋轉(zhuǎn)磁場， 兩兩個小圓圈表示轉(zhuǎn)子一個短路線圈。在下面分析中，轉(zhuǎn)速個小圓圈表示轉(zhuǎn)子一個短路線圈。在下面分析中，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的方向以與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同為正，相反為負(fù)、轉(zhuǎn)矩的方向以與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同為正，相反為負(fù)。4.2.2 異步電動機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)異步電動機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)(a)電動機(jī)狀態(tài); (b)發(fā)電

17、機(jī)狀態(tài); (c)電磁制動狀態(tài)一、電動機(jī)狀態(tài)一、電動機(jī)狀態(tài) 當(dāng)一對稱的三相電流通入異步電機(jī)的定子繞組時當(dāng)一對稱的三相電流通入異步電機(jī)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，在空氣隙中便產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速 n1 旋旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢條件條件。 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上受到一電磁力轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上受到一電磁力Fe，其方向與旋轉(zhuǎn)磁場，其方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同。的旋轉(zhuǎn)方向相同。 在電磁力的作用下形成電磁轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子順著在電磁力的作用下形成電磁轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)

18、子順著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。 電磁力電磁力FeFe為原動力，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為為原動力，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，負(fù)載力，負(fù)載力F為阻力，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為阻力，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為阻力矩。為阻力矩。1.1.當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩愈大時，必須有較大的當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩愈大時，必須有較大的轉(zhuǎn)子電流和電勢，因而必須有較大轉(zhuǎn)子電流和電勢，因而必須有較大的轉(zhuǎn)差率。的轉(zhuǎn)差率。2.2.在理想空載情況下，無阻力轉(zhuǎn)矩，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(dá)到同步電流和電勢，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速便達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速。3.3.在實(shí)際的電動機(jī)運(yùn)行情況下，因拖在實(shí)際的電

19、動機(jī)運(yùn)行情況下，因拖動著機(jī)械負(fù)載，電磁轉(zhuǎn)矩必須要克動著機(jī)械負(fù)載，電磁轉(zhuǎn)矩必須要克服負(fù)載阻力轉(zhuǎn)矩，故電動機(jī)的轉(zhuǎn)子服負(fù)載阻力轉(zhuǎn)矩，故電動機(jī)的轉(zhuǎn)子必須有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)差率必須有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)差率。結(jié)論：結(jié)論： 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速常在同步轉(zhuǎn)速以下。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速常在同步轉(zhuǎn)速以下。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在0n0nn1n1范圍內(nèi)，即在范圍內(nèi)，即在1s1s0 0范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 從定子角度，定子上的電流有功分量與從定子角度，定子上的電流有功分量與定子電勢方向相反，電功率為負(fù)值，說定子電勢方向相反，電功率為負(fù)值，說明定子從電網(wǎng)吸收電功率。明定子從電網(wǎng)吸收電功率。由相對運(yùn)動方向，用由相對運(yùn)動方向，用右手定則確定右手定則確定

20、e1,e2的方的方向；向；I2a與與e2同方向，同方向，i1a與與i2a相反方向（磁勢平相反方向（磁勢平衡）；衡）；由左手定則確定由左手定則確定fem方方向，向，Mem方向；方向；Mem與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向一與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向一致，驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)動，致，驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)動，克服克服M2輸出機(jī)械功率；輸出機(jī)械功率；定子上：定子上：i1a與與e1方向方向相反，電功率相反，電功率e1i1a為負(fù)，為負(fù)，表示吸收電功率。表示吸收電功率。二、發(fā)電機(jī)狀態(tài)二、發(fā)電機(jī)狀態(tài) 在轉(zhuǎn)子上施加原動力矩拖動轉(zhuǎn)子以大于同步在轉(zhuǎn)子上施加原動力矩拖動轉(zhuǎn)子以大于同步轉(zhuǎn)速順著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)磁場切轉(zhuǎn)速順著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子的

21、相對速度便倒轉(zhuǎn)方向。和電動機(jī)運(yùn)割轉(zhuǎn)子的相對速度便倒轉(zhuǎn)方向。和電動機(jī)運(yùn)行情況相比，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電勢和電流的行情況相比，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電勢和電流的方向倒轉(zhuǎn)方向倒轉(zhuǎn) 導(dǎo)體上所受到的電磁力的方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體上所受到的電磁力的方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反；這時機(jī)械功率為輸入，電功率方向相反；這時機(jī)械功率為輸入，電功率為輸出，外施力為輸出，外施力F F為原動力，電磁力為原動力，電磁力FeFe為為阻力阻力發(fā)電機(jī)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)運(yùn)行。 結(jié)論：異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速需結(jié)論：異步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速需大于同步轉(zhuǎn)速，即大于同步轉(zhuǎn)速，即nn1，s0。三、電磁制動狀態(tài)三、電磁制動狀態(tài)1. 轉(zhuǎn)子在外力拖動下使其旋轉(zhuǎn)方

22、向與旋轉(zhuǎn)磁轉(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)速導(dǎo)體的相對轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速 。2. 電磁力的方向與外施力方向相反，所起的電磁力的方向與外施力方向相反，所起的作用是制動作用。作用是制動作用。3.3. 定子從電網(wǎng)吸收電功率定子從電網(wǎng)吸收電功率, ,外力供給機(jī)械功率外力供給機(jī)械功率, ,都轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)內(nèi)部的損耗都轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)內(nèi)部的損耗電磁制動狀態(tài)電磁制動狀態(tài)。 電機(jī)的電機(jī)的n應(yīng)取負(fù)值，相對轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速應(yīng)取負(fù)值，相對轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速，即，即n0，sl。 例如，當(dāng)起重機(jī)下放重物時，如不采取任何例如，當(dāng)起重機(jī)下

23、放重物時，如不采取任何措施，重物將加速下墜。這時如使電機(jī)運(yùn)行措施，重物將加速下墜。這時如使電機(jī)運(yùn)行在制動狀態(tài)，由電磁轉(zhuǎn)矩制止了轉(zhuǎn)子的加速在制動狀態(tài)，由電磁轉(zhuǎn)矩制止了轉(zhuǎn)子的加速。 轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)差率)與電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系可用圖4-2-2表示。 異步電機(jī)有以上幾種運(yùn)行方式，是符合電機(jī)可逆性原理的，但是實(shí)用上異步電機(jī)主要作為電動機(jī)運(yùn)行。本書將主要討論異步電動機(jī)的運(yùn)行理論和特性。一、主磁通一、主磁通 mm 主磁通主磁通由基波磁勢產(chǎn)生，是每極的基波由基波磁勢產(chǎn)生，是每極的基波磁通量。磁通量。 交鏈定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組，實(shí)現(xiàn)能量的傳交鏈定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。遞。 以同步速旋轉(zhuǎn)以同步速旋轉(zhuǎn) 主磁通途經(jīng)五段磁路：空氣隙、定子齒、主磁通途經(jīng)五段磁路：空氣隙、定子齒、轉(zhuǎn)子齒、定子軛和轉(zhuǎn)子軛。轉(zhuǎn)子齒、定子軛和轉(zhuǎn)子軛。pfn6014.2.3 主磁通與漏磁通主磁通與漏磁通 空氣隙、空氣隙、定子齒、定子齒、轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)子齒、定子軛、定子軛、轉(zhuǎn)子軛轉(zhuǎn)子軛二、漏磁通二、漏磁通leakage fluxleakage flux 漏磁通漏磁通除去主磁通以外的磁通。除去主磁通以外的磁通。 漏磁通包含三個部分：槽漏磁通、端部漏磁通漏磁通包含三個部分：槽漏磁通、端部漏磁通和諧波漏磁通（和諧波漏磁通（按路徑