交流異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行（上）

2023/5/171三、三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行1、負(fù)載異步電動(dòng)機(jī)軸上帶上機(jī)械負(fù)載，使轉(zhuǎn)子電流I2不再為0。異步電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n會(huì)降低，使n<n0，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)轉(zhuǎn)速不再為零，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路，使得轉(zhuǎn)子繞組中的電流。2、負(fù)載時(shí)的電磁過程轉(zhuǎn)子電流在氣隙中建立自己的磁動(dòng)勢(shì)F2，它與定子電流建立的磁動(dòng)勢(shì)F1一起，合成為氣隙磁動(dòng)勢(shì)。即氣隙中的磁動(dòng)勢(shì)為F1和F2的合成。2023/5/172（1）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2的性質(zhì)轉(zhuǎn)子繞組為鼠籠式：轉(zhuǎn)子繞組可看作多相對(duì)稱繞組，由正弦分布的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也是多相對(duì)稱的電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子電流也是多相電流，多相對(duì)稱繞組中通以多相對(duì)稱電流所形成的合成磁動(dòng)勢(shì)也是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，其旋轉(zhuǎn)速度也是同步轉(zhuǎn)速n0。轉(zhuǎn)子繞組為繞線式：由于轉(zhuǎn)子繞組是三相對(duì)稱繞組，由正弦分布的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也是三相對(duì)稱的電動(dòng)勢(shì)，所以轉(zhuǎn)子電流也是三相對(duì)稱電流，所形成的合成磁動(dòng)勢(shì)也是旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。所以轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，且近似地按正弦分布。2023/5/173（2）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2的轉(zhuǎn)向若相序?yàn)锳-B-C的異步電動(dòng)機(jī)定子電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，因n<n0，則在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相序?yàn)閍-b-c，轉(zhuǎn)子電流相序也是a-b-c。則轉(zhuǎn)子電流所形成的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F2的旋轉(zhuǎn)方向是按a-b-c，也是逆時(shí)針方向。故轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)與定子磁動(dòng)勢(shì)的旋轉(zhuǎn)方向相同。Bmn02023/5/174Bmn0（3）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2的轉(zhuǎn)速大小轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速為n0，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n0-n的相對(duì)轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的多相電動(dòng)勢(shì)和電流頻率為：f2稱為轉(zhuǎn)差頻率。轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度為：轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，而n與n0同向，F(xiàn)1又與F2同向，所以F2相對(duì)于靜止的定子鐵心的轉(zhuǎn)速為它相對(duì)于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速加上轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速n：2023/5/175結(jié)論：F2的旋轉(zhuǎn)速度等于定子磁動(dòng)勢(shì)F1在空間的旋轉(zhuǎn)速度，也就是說，無論異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化，定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)總是相對(duì)靜止的。（4）合成磁動(dòng)勢(shì)F異步機(jī)帶載后，氣隙中的合成磁動(dòng)勢(shì)及其所建立的磁場(chǎng)為：空載時(shí)：由合成磁動(dòng)勢(shì)建立的主磁通同時(shí)與定、轉(zhuǎn)子繞組相交鏈，分別在定、轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出對(duì)稱的定子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)，它們的有效值分別為：2023/5/176而與在相位上均滯后90度電角度，所以有：此外，定子、轉(zhuǎn)子電流分別產(chǎn)生定、轉(zhuǎn)子漏磁通和，并在各自的繞組內(nèi)感應(yīng)出漏電動(dòng)勢(shì)和，其相量表達(dá)式分別為：2023/5/177負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系2023/5/1783、負(fù)載時(shí)的基本方程（1）磁動(dòng)勢(shì)平衡方程或負(fù)載時(shí)異步電機(jī)的定子電流可看成由兩部分組成，一部分為勵(lì)磁分量，稱為勵(lì)磁電流，其作用是產(chǎn)生氣隙主磁通；另一部分是負(fù)載分量，亦稱負(fù)載電流，其作用是抵消轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的磁效應(yīng)。2023/5/179（2）電動(dòng)勢(shì)平衡方程轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流的頻率

即轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率f2與轉(zhuǎn)差率s成正比，所以轉(zhuǎn)子電路和變壓器的二次繞組電路具有不同的特點(diǎn)。2023/5/1710（3）轉(zhuǎn)子側(cè)的各物理量的特點(diǎn)當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加，原空載時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩?zé)o法平衡負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)開始降速，磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度加大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加，轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩增加，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩增加到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩相平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)就以低于空載時(shí)的轉(zhuǎn)速而穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n或轉(zhuǎn)差率s隨之變化，而s的變化引起了電動(dòng)機(jī)內(nèi)部許多物理量的變化。

轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢(shì)E2s

上式表明，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)大小與轉(zhuǎn)差率成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，s=1，E2s=E2，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，E2s隨s的減小而減小。E2為轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，也是電動(dòng)勢(shì)的最大值（也稱堵轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)）。2023/5/1711轉(zhuǎn)子電抗x2s式中L2σ——轉(zhuǎn)子繞組的每相漏電感

x2——轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的每相漏電抗上式表明轉(zhuǎn)子電抗的大小與轉(zhuǎn)差率成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，s＝1，x2s=x2，轉(zhuǎn)子電抗達(dá)到最大即轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的電抗x2。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)x2s隨s的減小而減小.2023/5/1712轉(zhuǎn)子電流I2

由于轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子漏抗都隨s而變，并考慮轉(zhuǎn)子繞組電阻r2，故轉(zhuǎn)子電流I2也與s有關(guān)，即轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)說明轉(zhuǎn)子功率因數(shù)隨s的增大而減小。必須注意