第19章三相異步電動機(jī)的運(yùn)行原理

會計(jì)學(xué)1第19章三相異步電動機(jī)的運(yùn)行原理2.勵磁磁動勢：異步電動機(jī)的定子繞組通入對稱的三相交流電時(shí)，在氣隙中會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的氣隙磁場，該磁場同時(shí)切割定、轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢。但是由于轉(zhuǎn)子繞組開路故轉(zhuǎn)子沒有電流，即無磁動勢，因此，整個(gè)氣隙磁場全部由定子三相對稱電流產(chǎn)生。定子磁動勢又叫勵磁磁動勢，定子電流亦叫勵磁電流。

§19-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第1頁/共64頁

由于三相是完全對稱的，所以在分析時(shí)僅以A相為例。下面分析由電流產(chǎn)生的合成旋轉(zhuǎn)磁動勢（基波）的特點(diǎn)：1）幅值：2）轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，A1—B1—C13）轉(zhuǎn)速：相對于定子繞組以角頻率旋轉(zhuǎn)，n1為磁動勢的同步轉(zhuǎn)速?！?9-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第2頁/共64頁§19-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系4）瞬間位置：正如前面所分析的，當(dāng)A相電流達(dá)到正最大時(shí)，它所對應(yīng)的磁動勢也達(dá)到正最大。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)的三相異步電機(jī)，相當(dāng)于一臺副邊開路的三相變壓器，其中定子繞組是原繞組，轉(zhuǎn)子繞組是副繞組，只是在磁路中，異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵心中多了一個(gè)空氣隙磁路而已。第3頁/共64頁3.主磁通與定子漏磁通：主磁通：同時(shí)鉸鏈定子、轉(zhuǎn)子、氣隙構(gòu)成閉合回路的磁通，氣隙里每極主磁通量用Φm

表示。漏磁通：只鉸鏈定子繞組形成閉合回路，叫定子漏磁通，用表示?！?9-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第4頁/共64頁

由于氣隙是均勻的，勵磁磁動勢產(chǎn)生的主磁通Φm所對應(yīng)的氣隙磁密是一個(gè)在氣隙中旋轉(zhuǎn)、在空間按正弦分布的磁密。用空間向量表示為，是其最大值，的位置在其最大值處。氣隙里每極主磁通為：氣隙磁密和勵磁磁動勢同方向，這是因?yàn)榇艅觿葸_(dá)到最大值時(shí)，該處的磁密也為最大（在不考慮磁滯、渦流的影響下）。§19-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第5頁/共64頁交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖

在時(shí)間相量圖中，一個(gè)頻率為f，隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的物理量可以用一個(gè)長度等于有效值I，角速度的旋轉(zhuǎn)矢量表示。當(dāng)取縱軸為時(shí)間參考軸、任何瞬間旋轉(zhuǎn)矢量在時(shí)軸上的投影，即為縮小倍的該物理量的瞬時(shí)值。如對于t時(shí)軸原則上，時(shí)軸可按需任意取，但時(shí)軸取得不同，計(jì)算時(shí)間的起點(diǎn)也不同，一個(gè)時(shí)間相量只有一根時(shí)軸。第6頁/共64頁

為減少相量的數(shù)目，將各相對稱的同一物理量用一根統(tǒng)一的時(shí)間量表示，而每相的時(shí)間相量都以該相的相軸為時(shí)軸。t軸單時(shí)軸多相量A相B相C相多時(shí)軸單相量

三相電機(jī)中，對稱的三相電流、、如果采用一根時(shí)軸，則用互差1200的旋轉(zhuǎn)相量、、來表示。交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖第7頁/共64頁

在空間矢量圖中，任意一個(gè)沿空間按正弦規(guī)律分布的物理量，如繞組磁勢的基波，用一個(gè)空間矢量表示。

和三相相軸之間的夾角分別表示磁勢波的正波幅在空間上與三相相軸的電角度，用以說明空間相量具體位置的相軸，只需畫出一相就夠了。

利用統(tǒng)一時(shí)間相量的概念，將時(shí)間相量和空間相量聯(lián)系在一起，畫在同一張矢量圖上，即為交流電機(jī)理論中的時(shí)－空相量圖。A相B相C相交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖第8頁/共64頁4.感應(yīng)電動勢:

旋轉(zhuǎn)磁場同時(shí)切割定轉(zhuǎn)子繞組,在定轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)將會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E1、E2，根據(jù)我們前面所學(xué)的知識可知:

定子、轉(zhuǎn)子每相電動勢之比叫電壓變比，用ke表示，即:§19-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第9頁/共64頁

、的相位關(guān)系（α0＝00）：由已學(xué)知識可知感應(yīng)電動勢總是滯后于產(chǎn)生它的磁通Φ900，而在轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路的情況下，定子和轉(zhuǎn)子是被同一個(gè)磁通所鉸鏈，所以兩個(gè)感應(yīng)電動勢之間是同相位的?！?9-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第10頁/共64頁5.勵磁電流：由于氣隙磁密與定、轉(zhuǎn)子都有相對運(yùn)動，在定、轉(zhuǎn)子鐵心中會產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，即鐵損耗。與變壓器一樣，勵磁電流也是由和兩分量組成。提供鐵耗，是有功分量；建立磁動勢產(chǎn)生主磁通，是無功分量。有功分量很小，因此超前一個(gè)不大的角度。在時(shí)間空間向量圖上，與相位相同，與相位一樣，和超前一個(gè)不大的角度?！?9-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第11頁/共64頁6.電壓方程式：

與變壓器一樣，把漏感電勢看成定子電流在漏電抗上的壓降，有：定子繞組的漏磁通在定子繞組內(nèi)也會產(chǎn)生一個(gè)電動勢，我們稱之為定子漏電動勢，用表示。

在相位上要滯后900時(shí)間電角度?！?9-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第12頁/共64頁

式中是定子一相繞組的漏阻抗。上式用相量表示時(shí)，與三相變壓器副繞組開路時(shí)的情況，完全一樣?！?9-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系根據(jù)各量的正方向列出定子一相回路電壓方程式：第13頁/共64頁于是，定子一相電壓平衡等式為7.等效電路：

與三相變壓器空載時(shí)一樣，也能找出三相異步電動機(jī)的等效電路。已知：§19-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第14頁/共64頁轉(zhuǎn)子繞組開路的等效電路如右圖：轉(zhuǎn)子回路電壓方程式：§19-1三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系第15頁/共64頁§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系1.漏磁通:

堵轉(zhuǎn)時(shí)，除定子側(cè)的漏磁通外，轉(zhuǎn)子側(cè)有電流也要產(chǎn)生漏磁通，表現(xiàn)為X2。注意，變壓器中的主磁通是脈振磁通，Φm是它的最大振幅。在異步電動機(jī)中，氣隙里主磁通Φm卻是旋轉(zhuǎn)磁通，它對應(yīng)的磁密波沿氣隙圓周方向是正弦分布，以同步速相對于定子在旋轉(zhuǎn)，Φm表示氣隙里每極的磁通量。堵轉(zhuǎn):即堵住轉(zhuǎn)子讓轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，實(shí)際上就是對轉(zhuǎn)子進(jìn)行了短路。第16頁/共64頁

轉(zhuǎn)子相電流為2.轉(zhuǎn)子回路電壓方程:

根據(jù)前面的分析可知:式中，是轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗。式中是轉(zhuǎn)子繞組回路的功率因數(shù)角?！?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第17頁/共64頁顯然，上式中的轉(zhuǎn)子側(cè)的感應(yīng)電動勢和電流、電抗等的頻率都是，轉(zhuǎn)子電流在相位上滯后于電動勢時(shí)間電角度。§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第18頁/共64頁3.轉(zhuǎn)子磁動勢：在三相對稱的轉(zhuǎn)子繞組里流過三相對稱電流時(shí)，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子空間旋轉(zhuǎn)磁動勢的特點(diǎn)：1）幅值：2）轉(zhuǎn)向：假設(shè)氣隙旋轉(zhuǎn)磁密是逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢及電流的相序就應(yīng)為A2—B2—C2。§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第19頁/共64頁3）轉(zhuǎn)速：相對于轉(zhuǎn)子繞組為注意：現(xiàn)在定轉(zhuǎn)子被同一個(gè)磁通所鉸鏈，所以產(chǎn)生的電流的角頻率是相等的。4）瞬間位置：同樣，把轉(zhuǎn)子電流理解為轉(zhuǎn)子邊A2相繞組里的電流，當(dāng)A2相電流達(dá)到正的最大值時(shí)，與它相對應(yīng)的磁動勢也達(dá)到正最大?！?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第20頁/共64頁與副邊短路的三相變壓器一樣，當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路時(shí)，定子電流不再是，而是。由定子電流產(chǎn)生的氣隙空間旋轉(zhuǎn)磁動勢，用表示，叫定子旋轉(zhuǎn)磁動勢。定子旋轉(zhuǎn)磁動勢的特點(diǎn)與轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)一樣，僅幅值不同。4.定子磁動勢和勵磁磁動勢：§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系

轉(zhuǎn)子繞組短路時(shí)，作用在磁路上的磁動勢有兩個(gè)：定子旋轉(zhuǎn)磁動勢和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢。由于它們的旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)速又相等，只是一前一后地旋轉(zhuǎn)著，我們稱它們?yōu)橥叫D(zhuǎn)。第21頁/共64頁

和作用在同一個(gè)磁路上，把它們按向量的關(guān)系加起來，得到合成的磁動勢，用表示。即:

這個(gè)合成的旋轉(zhuǎn)磁動勢才是產(chǎn)生氣隙磁密的磁動勢。

將合成旋轉(zhuǎn)磁動勢表達(dá)式改寫成§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第22頁/共64頁上式可看成定子磁動勢由兩個(gè)分量組成：一個(gè)分量大小與一樣，而方向與相反，用表示，它的作用是抵消轉(zhuǎn)子磁動勢對主磁通的影響；另一個(gè)分量就是勵磁磁動勢，它是用來產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁密的。由于這種情況下定子磁動勢已變?yōu)榱?，定子繞組里的電流也就變?yōu)榱?。?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第23頁/共64頁

定子磁動勢的大小為:

合成磁動勢的大小為：§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系

、的旋轉(zhuǎn)角速度均為，轉(zhuǎn)向同為逆時(shí)針方向。第24頁/共64頁6.轉(zhuǎn)子繞組的折合（折算）：從前面的分析我們可以看出，分別對定轉(zhuǎn)子進(jìn)行分析太過麻煩，異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒有電路上的聯(lián)結(jié)，只有磁路的聯(lián)系，這點(diǎn)和變壓器的情況相似，所以在這里我們?nèi)圆捎谜鬯愕姆椒?，把轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)，換上一個(gè)新轉(zhuǎn)子，它的相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)都分別和定子的一樣（三相、）?！?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第25頁/共64頁但是關(guān)鍵的一點(diǎn)是：要保證轉(zhuǎn)子側(cè)在折算前后對整個(gè)磁場的影響不能發(fā)生改變，即折算前后轉(zhuǎn)子磁動勢沒有改變，不影響定子邊。根據(jù)定、轉(zhuǎn)子磁動勢的關(guān)系：

可以寫成§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第26頁/共64頁令這樣可得§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第27頁/共64頁

而折算前后的電流的關(guān)系為：簡化為：§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第28頁/共64頁式中是轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)，只有繞線式三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組是三相，鼠籠式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一般不是三相，而是相。經(jīng)過折算，從表面上看，好像定、轉(zhuǎn)子之間真的在電路上有了聯(lián)系。式中，，稱為電流變比。§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第29頁/共64頁這樣，我們就可以對相關(guān)的量進(jìn)行折算。于是轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式變?yōu)椋骸?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第30頁/共64頁于是折合后轉(zhuǎn)子漏阻抗與折合前轉(zhuǎn)子漏阻抗的關(guān)系為：折合前后的功率關(guān)系不變。例如轉(zhuǎn)子里的銅損耗，用折合后的關(guān)系表示為：§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第31頁/共64頁折合前后的無功功率也不變。例如轉(zhuǎn)子漏抗上的無功功率，用折合后的關(guān)系式表示為即折算后的量我們?nèi)坑谩啊洹眮肀硎?。?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第32頁/共64頁7.基本方程式、等效電路和相量圖：整理可得基本方程式：§19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第33頁/共64頁根據(jù)上述基本方程式可畫出等效電路和相量圖?！?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第34頁/共64頁異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子的漏阻抗標(biāo)么值都較小，如果在它的定子繞組加上額定電壓，這時(shí)定、轉(zhuǎn)子的電流都很大，大約是額定電流的4~7倍。這就是異步電動機(jī)加額定電壓直接起動而轉(zhuǎn)速等于零的瞬間情況。如果使電動機(jī)長期工作在這種狀態(tài)，則有可能將電機(jī)燒壞?！?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第35頁/共64頁有時(shí)為了測量異步電動機(jī)的參數(shù)，采用轉(zhuǎn)子繞組短路即堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。為了不使電動機(jī)定轉(zhuǎn)子過電流，必須把加在定子繞組上的電壓降低，以限制定、轉(zhuǎn)子繞組中的電流?！?9-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第36頁/共64頁§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系前面我們分析了轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、開路和轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)(短路)情況下的異步電動機(jī)的工作原理，下面我們來看一下轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)將會是怎樣的電磁關(guān)系。第37頁/共64頁當(dāng)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n恒速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)一些相應(yīng)的物理量將要結(jié)合轉(zhuǎn)差率發(fā)生相應(yīng)的變化，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式為：1.轉(zhuǎn)子回路電壓方程§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系此時(shí)在轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢、電流漏電抗的頻率（簡稱轉(zhuǎn)子頻率，用f2表示）發(fā)生了變化。因?yàn)楝F(xiàn)在切割速度為：n2=n1-n。第38頁/共64頁表現(xiàn)在電動機(jī)轉(zhuǎn)子上的頻率f2為：轉(zhuǎn)子頻率也叫轉(zhuǎn)差頻率。正常運(yùn)行的異步電動機(jī)，轉(zhuǎn)差率s很小，因此轉(zhuǎn)子頻率約為0.5～2.5Hz。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢為：式中，E2是轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第39頁/共64頁

上式說明當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，每相感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)差率s成正比。轉(zhuǎn)子漏抗是對應(yīng)轉(zhuǎn)子頻率時(shí)的漏電抗。它與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子漏電抗(對應(yīng)于頻率Hz)的關(guān)系為：§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系正常運(yùn)行的異步電動機(jī)，可見，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同時(shí)，轉(zhuǎn)子漏電抗是個(gè)變數(shù)，它與轉(zhuǎn)差率成正比變化。第40頁/共64頁2.定、轉(zhuǎn)子磁動勢關(guān)系下面對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的空間合成磁動勢進(jìn)行分析。1）定子磁動勢：前面已經(jīng)介紹，在這里不再重復(fù)。2）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢：（1）幅值：§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第41頁/共64頁（2）轉(zhuǎn)向：與堵轉(zhuǎn)時(shí)對比，現(xiàn)在的氣隙磁場僅是切割速度發(fā)生了變化，而它的旋轉(zhuǎn)方向并沒有發(fā)生改變，所以此時(shí)是以的速度沿逆時(shí)針方向切割轉(zhuǎn)子繞組，因此：產(chǎn)生電流的相序仍然是。由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)向，相對于轉(zhuǎn)子繞組而言，仍為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。（3）轉(zhuǎn)速：§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第42頁/共64頁（4）瞬間位置：當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組哪相電流達(dá)正最大值時(shí)，正好位于該相繞組的軸線上。3）勵磁磁動勢（合成磁動勢）：搞清楚了定、轉(zhuǎn)子三相合成旋轉(zhuǎn)磁動勢的特點(diǎn)后，現(xiàn)在希望站在定子繞組的角度上看定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢。（1）幅值：定、轉(zhuǎn)子磁勢的幅值不因站在定子上看而有什么改變，仍為前面分析的結(jié)果。（2）轉(zhuǎn)向：二者的轉(zhuǎn)向相對于定子都為逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第43頁/共64頁

（3）轉(zhuǎn)速：相對于定子繞組而言，定子磁動勢的轉(zhuǎn)速為，而轉(zhuǎn)子我們分開看：首先轉(zhuǎn)子磁動勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為，而轉(zhuǎn)子本身又是以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，為此站在定子繞組上看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的轉(zhuǎn)速為。于是，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢相對于定子繞組的轉(zhuǎn)速為：§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第44頁/共64頁可見，轉(zhuǎn)子磁動勢和定子磁動勢相對定子來說，是同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速、一前一后旋轉(zhuǎn)著，即定、轉(zhuǎn)子磁勢之間沒有相對運(yùn)動！所以，感應(yīng)電機(jī)在任何異步轉(zhuǎn)速下均能產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，并實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。 所以合成磁動勢仍用表示。即這種情況下的合成磁動勢，與前面介紹過的一樣，都是產(chǎn)生氣隙每極主磁通的勵磁磁動勢。但這才是異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的勵磁磁動勢?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第45頁/共64頁

例題：一臺三相兩極籠型異步電動機(jī)，當(dāng)接在

fN=50的電源上運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率s=0.01，試問：

1)轉(zhuǎn)子電流頻率f2為多少？

2)定子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢對定、轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速各為多少？

3)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢對定、轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速各為多少？§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第46頁/共64頁解：n=（1-s）n1=0.99×3000=2970r/min§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第47頁/共64頁§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系4）轉(zhuǎn)子時(shí)空相-矢量圖：根據(jù)上述分析可畫出三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n時(shí)轉(zhuǎn)子的時(shí)空矢量圖。第48頁/共64頁3.轉(zhuǎn)子繞組頻率的折合:通過之前分析可知，轉(zhuǎn)子電流頻率的大小僅僅影響轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢相對于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速，而相對于定子的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)為，與f2無關(guān)。另外，定轉(zhuǎn)子之間是通過磁動勢相聯(lián)系的，所以只要保持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的大小不變，至于電流的頻率是多少無所謂。因此變換為：§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第49頁/共64頁同時(shí)，在頻率變換的過程中，除了電流有效值保持不變外，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)角也沒有發(fā)生任何變化。即在上式的推導(dǎo)過程中，并沒做任何的假設(shè)，結(jié)果證明了兩個(gè)電流和的有效值以及初相角完全相等，但此時(shí)的頻率以從變成。下面我們來分析一下這兩個(gè)有效值相等的電流的頻率如何?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第50頁/共64頁由此可見,頻率折算是用一個(gè)靜止的電阻為的等效轉(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)子具有相同的轉(zhuǎn)子磁動勢?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第51頁/共64頁此時(shí)，轉(zhuǎn)子電路雖然經(jīng)過這種變換，但是從定子邊看轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢并沒有發(fā)現(xiàn)任何不同，兩種情況下產(chǎn)生的磁動勢的幅值大小是完全一樣的。這就是轉(zhuǎn)子電路的頻率折算，即：把轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)際頻率為f2的電路，變成了轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，頻率為f1的電路。把上式得到的電阻形式再進(jìn)行變形，即：很明顯和轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)相比，轉(zhuǎn)子側(cè)多了一個(gè)電阻?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第52頁/共64頁注意:它的電動勢為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)（注意不是轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電動勢），轉(zhuǎn)子回路的電阻變成，漏電抗變成。對其中轉(zhuǎn)子回路電阻來說，除了原來轉(zhuǎn)子繞組本身電阻外，相當(dāng)于多串一個(gè)大小為的電阻，由等效電路可見?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系再考慮把轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)及繞組因數(shù)都折合到定子側(cè)，轉(zhuǎn)子回路的電壓方程式則變?yōu)椋旱?3頁/共64頁當(dāng)異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路進(jìn)行了頻率折合后，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的幅值可寫成:再考慮轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、匝數(shù)折合，F(xiàn)2為:這樣一來，定、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢的關(guān)系，又可寫成，即為電流關(guān)系了?！?9-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第54頁/共64頁§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系4.基本方程式:與異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路并把轉(zhuǎn)子堵住不轉(zhuǎn)時(shí)相比較，在基本方程式中，只有轉(zhuǎn)子繞組回路的電壓方程式有所差別，其他幾個(gè)方程式都一樣。故異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的基本方程式為:第55頁/共64頁5.等效電路根據(jù)方程式可以畫出相應(yīng)的等值電路:§19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系第56頁/共64頁從等效電路圖上我們可以看出，轉(zhuǎn)子電路