电机学教学课件第5章（重点）异步电机

1、suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com第五章异步电机异步电机是一种交流电机，也叫感应电 机，主要作电动机使用。异步电动机广泛 用于工农业生产中，例如机床、水泵、冶 金、矿山设备与轻工机械等都用它作为原 动机，其容量从几千瓦到几千千瓦。日益 普及的家用电器，例如在洗衣机、风扇、 电冰箱、空调器中采用单相异步电动机， 其容量从几瓦到

2、几千瓦。在航天、计算机 等高科技领域，控制电机得到广泛应用。 异步电机也可以作为发电机使用，例如小 水电站、风力发电机也可采用异步电机。异步电机之所以得到广泛应用，主要由于它 有如下优点：结构简单、运行可靠、制造容易、 价格低廉、坚固耐用，而且有较高的效率和相当 好的工作特性。异步电机主要的缺点是：目前尚不能经济地 在较大范围内率滑调速以及它必须从电网吸收滞 后的无功功率，虽然异步电动机的交流调速己有 长足进展，但成本较高、尚不能广泛应用；在电 网负载中，异步电动机所占的比重较大，这个滞 后的无功功率对电网是一个相当重的负担，它增 加了线路损耗、妨碍了有功功率的输出。当负载要求电动机单机容量较

3、大而电网功率 因数又较低的情况下，最好采用同步电动机来拖 动。5.1异步电机的基本类型和基本结构异步电机定于相数有单相、三相两类。 三相异步电机转子结构有笼型和绕线式两 种，单相异步电机转子都是笼型。异步电 机主要由固定不动的定子和旋转的转子两 部分组成，定、转子之间有气隙，在定子 两端有瑞盖支撑转子。图1所示是绕线式异 步电动机的结构图。1 .定子异步电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分 构成。定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分和嵌放定 子绕组。为了减少交变磁场在铁心中引起的损耗，铁心一 般采用导磁性能良好、比损耗小的0_5mm厚低硅钢片（冲 片）叠成，如图2所示。为了嵌放定子绕组，

4、在定子冲片中 均匀地冲制若干个形状相同的槽。槽形有三种：半闭口槽、 半开口槽、开口槽，如图3所示。半闭口槽适用于小型异步 电机，其绕组是用圆导线绕成的。半开口槽适用于低压中 型异步电机，其绕组是成型线圈。开口槽适用于高压大中 型异步电视，其绕组是用绝缘带包扎并浸漆处理过的成型 线圈。定子绕组是电机的电路，其作用是感应电动势、流过电 流。定子绕组的结构形式己在第四章中阐述过。定子绕组 在槽内部分与铁心间必须可靠绝缘，槽绝缘的材料、厚度 由电机耐热等级和工作电压来决定。机座的作用主要是固 定和支撑定于回心，因此要求有足够的机械强度。2转子异步电机的转子由转子铁心、转子绕组 和转轴构成。转子铁芯是电

5、机磁路的一部分，一般由 0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。转轴起支 撑转子铁心和输出机械转矩的作用，转子 绕组的作用是感应电动势、通过流过电流 和产生电磁转矩。其结构型式有两种；笼 型和绕线式。(1)笼型绕组。在转子铁心均匀分布的 每个槽内各放S根导#，左铁心病fl 筚闺理工考研资联盟毎年更新 筚闺理工考研资联盟毎年更新 http /suct-kyzltaobao com筚闺理工考研资联盟毎年更新 筚闺理工考研资联盟毎年更新 http /suct-kyzltaobao com放置两个瑞环，分别把所有的导体伸出粮 外部分与端环联接起来。如果去掉铁心， 则剩下来的绕组的形状就像一个松鼠笼子。 这种笼

6、型绕组可以用钢条焊接而成，见图4, 也可以用铝浇铸而成，见图5。(2)绕线式绕组。绕线式绕组是与定于绕 组相似的对称三相统组。一般接成星形。 将三个出线端分别接到转轴上三个滑环上， 再通过电刷引出电流。绕城式转子的特点 是可以通过沿环电剧在转子回路中接入附 加电阻，以改善电动机的起动性能、调节 其转速，其接线示意图如图6所示。suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao

7、 com3.气隙异步电机定、转子之间气隙很小，对于 中小型异步电机，气隙一般为0.2mm1. 5 mm。气隙大小对异步电机的性能影响很大为了降低电机的空载电流和提高电机的功 率，气隙应尽可能小，但气隙太小又可能 造成定、转子在运行中发摩擦，因此异步 电机气隙长度应为定、转子在运行中不发 生机械磨擦所允许的最小值。5.2异步电机的基本工作原理当异步电机定干绕组接到三相电源上时， 定子绕组中将流过三相对称电流，隙中将 建立基波旋转磁动势，从而产生基波旋转 磁场，其同步转速决定于电网频率和绕组 的极对数这个基波旋转磁场在短路的转子绕组（若是 笼型绕组则其本身就是短路的，若绕线式转子则 通过电刷短路）

8、中感应电动势并在转子绕组中产 生相应的电流，该电流与气隙中的旋转磁场相互 作用而产生电磁转矩。由于这种电磁转矩的性质 与转速大小相关，下面将分三个不同的转速范围 来进行讨论。为了描述转速，引入参数转差率。转差率为同 步转速n1与转子转速n之差（n1-n）对同步转速由 之比值，以s表示。suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功当异步电机的负载发生变化时，转子的转差 率随之变化，使得转子导体的电势、电流和电磁 转矩发生相应的变化，因此异步电机转速随负载 的变化而变动，按转差率的正负、大小，异步电机可分为电动机、发电机、电磁制动三种运行状

9、态，如国 所示。图中n1为旋转磁场同步转速，并用旋转磁极来等效旋转磁场，2个小圆圈表示一个suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com电动机状态当0nn1,即0s1时，如图7 (a)所示， 转子中导体以与n相反的方向切割旋转磁场，导体 中将产生感应电动势和感应电流。由右手定则， 该电流在N极下的方向为X;由左手定则，该电流 与气隙磁场相互作用将产生一个与转子转向

10、同方 向的拖动力矩。该力矩能克服负载制动力矩而拖 动转子旋转，从轴上输出机械功率。根据功率平 衡，该电机一定从电网吸收有功电功率。如果转子被加速到n1,此时转子导体与旋转 磁场同步旋转，它们之间无相对切割，因而导体 中无感应电动势、也没有电流，电磁转短为零。 因此在电动机状态，转速n不可能达到同步转速 n1 o发电机状态用原动机拖动异步电机，使其转速高于旋转 磁场的同步转速，即nn1、S0,如图7 (b) 所示。转子上导体切割旋转磁场的方向与电动机 状态时相反，从而导体上感应电动势、电流的方 向与电动机状态相反，N极下导体电流方向为 电磁转矩的方向与转子转向相反，电磁转矩为制 动性质：此时异步

11、电机由转轴从原动机输入机械 功率，克服电磁转矩，通过电磁感应由定子向电 网输出电功率(因导体中电流方向与电动机状态 相反)，电机处于发电机状态。电磁制动状态由于机械负载或其它外因，转于逆着旋转磁 场的方向旋转，即对n1,如图7 (c)所 示。此时转子导体中的感应电动势、电流与在电 动机状态下的相同，N极下导体电流方向为X;转 子转向与旋转磁场方向相反，电磁转矩表现为制 动转矩。此时电机运行于电磁制动状态，即由转轴从 原动机输入机械功率的同时又从电网吸收电功率 (因导体中电流方向与电动机状态相同)，两者 都变成了电机内部的损耗。suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工

12、考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功1华南理工考研资料联盟毎年薆新 华南理工考研资料联盟毎年薆新 http /Suct-kyzl taobao com综上所述，转速（转差率）与电机运 行状态可用图8表示。电磁制动电动机发电机 ，ico n=0+ 图5. 8异步电机的三种运行状态5.3异步电动机的额定值额定功率PN电动机在额定情况下运行，由轴端 输出的机械功率，单位为W、k

13、W。额定电压UN电动机在额定情况下运行时，施加在 定于绕组上的线电压，单位为V。额定频率f我国电网频率为50HZ。额定电流In电动机在额定电压、额定频率下轴端输出额定功率时，定子绕组的线电流，单位为A。额定转速nN电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额定或率时，转子#速，M位为r/mm。 对于三相异步电动机，额定功率PN=y3UNINr/N(pN式中，nN为额定运行时效率，COScpN为额定运行时的功 率因数。三相异步电动机定子绕组可以接成星形或三角形。5.4转子静止时的异步电机转子静止时异步电机是利用电磁感应原 理将能量认定子方传递到转子方，定转子 之间无电的联系，从工作原理上讲，它和 变压

14、器相似，均满足电磁感应定律。分析 时先从转子静止时的异步电机开始，然后 研究转子旋转时的情况。本节以绕线式为 例分析开路、短路两种情况。5.4.1转子绕组开路在图9中，当转子绕组开路（S断开）时，转 子绕组中的电流为零，定子相流为I0 （它代表定 子三相对称电流中A相电流IOA），它们将在气隙 中建立相应的基波磁动势。假定三相电流IOA、IOB、IOC依次滞后，则旋转磁动势的转向将由A 相轴线转向B相轴线再转向C相轴线，即顺时针 旋转，转速为同步转速n1。此基波磁动势幅为: 3石邱肌 71 p suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研庄功筚阐筚阐3工考研资联盟毎年更新nttrsuct-k

15、yzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南理工考研资妇联华南理工考研资妇联ffii毎年更新 http /Suct-kyzl taobao com该磁动势产生旋转的基波磁场，其主磁通为Om，而m在定子一相绕组中的感应电动势为= j4.44A7Vm/twl仿照变压器的空载运行，对于一相定子绕组 可得到如下电压平衡方程式= _爲 + Kzi式中，R1为定子绕组相电阻，X1a为定于绕组相 漏电抗，Z1为定子绕组相漏阻抗。这三个参数都 是常数。仿照变压器引入非线性参

16、数励磁电阻Rm、励 磁电抗Xm来等效替代E1,有E = -IAR + jX ) = -Lz10 v m J m /0 m式中，Zm=Rm十jXm表示励磁阻抗。在异步电机中，XmRm, Rm对E1的影响很 小，从而可以使E1、I0之间相位更准确。将上式 代入前式，得到转子开路时的定子电压平衡方程 式EV/0(z1 + zj在转子静止不动时，主磁通为Om的气隙基波 旋转磁场以同样转速n1切割转子绕组（每相串联 匝数为N2、基波绕组系数为kN2），电动势频率 仍为f1,转子相电动势可表示为于是得到异步电机电动势变比为k : El 氣 e e2 n2kN2在图9中，相对于旋转磁动势，转子相绕组轴 线滞

17、后定子A相绕组轴线约a 12电角度，因此E2 滞后E1电角度a 12,在此情况下，异步电机起移 相器的作用。5.4.2转子绕组短路如图9所示，将开关S闭合，转子绕组 被短路，转轴被卡住，在定子方施加一低 电压，相当于变压器做短路实验。现对转 子磁动势的性质进行研究。一、定子磁动势与转子磁动势相对静止在图9中开关S闭合时，定子三相绕组 中电流IA、旧、IC依次滞后，在气隙中产生 基波旋转磁动势F1，顺时针旋转，转速n1 =60f1/p。由F1产生的旋转磁场切割定子、suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao

18、 comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com转子绕组产生感应电动势，其频率仍为f1。旋转 磁场切割转子绕组的顺序是a_b_c。，故转子绕 组中感应电流的相序为la、lb、lc依次滞后，由于 转子绕组极对数总是设计成与定子极对数p相等 （否则不能产生平均转矩），则转子三相对称电 流在气隙中产生基波磁动势F2。其转速n2 = 60f2/p=60f1/p=n1,其转向亦是顺时针，因此磁 动势F2与F1_对数相同、转速相同、转向相同， 它们在空间相对静止。F1与F2相叠加合成的磁动 势为FO，F0在

19、气隙中产生合成旋转磁场Bm，Bm 就是气隙中实际存在的旋转磁场。显然FO、Bm 的转速、转向、极对数与F1相同。二、转子磁动势F2与a 12无关1. a 12= 0假设转子a相绕组轴线oa与定于A相统 轴线oA重合，即令图5 10中屿。一0,气隙 中旋转磁场及切割转于绕组，假定其中的 电势、电流分别为式中，问为转子相绕组功率因数角。 在0，t坐标系中转子旋转磁动势为z “。o 0 8当转子顺着旋转磁动势方向旋转，转手 相轴线oa转过a;。电角度后转到oa，两 空间坐系间的位置关系为上电写 间的改 时转可 在间系 流空关 充在的 :势间 质动系 性磁标 要转坐 重旋间 势与时 动度两 磁角则 转

20、电等 旋的相 据过度 根经角为上电写 间的改 时转可 在间系 流空关 充在的 :势间 质动系 性磁标 要转坐 重旋间 势与时 动度两 磁角则 转电等 旋的相 据过度 根经角为因此oa处转于绕组中的电动势和电流分 别滞后于oa处转子绕组中电动势、电流心 电角度，即则在新的y与。t空间、时间坐标系中，转 子旋转磁动势将式（5. 13）、式（5. 14）代人式 （5. 1）中，得到式（517）表明，在al。一0时，转子磁动势人的 大小、性质与a1。=0时相同，即转子自动势矢 量民与al。无关，只是转于绕组相电动势、相电 流相对于a。一0的工况均滞后了a1。电角度（见式（5. 15。；这对研究转子的电

21、气性能 无任何影响。庐于转子是通过转子磁动势而影响 走子，因此可以认定a;。等于任何值时定子方各 物理量是一样的，气隙中合成磁动势、合成磁场 也是一样的u因此下面可以按a。20的情况来建 立定于、转子之间的电磁关系，这样可以避免a1。 角的复杂影响，放式（59）、式suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功5.4.3中用等平衡方程式经过上述分析和处理，可得到如图511 所示的等效电路。在图5. 11所示的假定正 向下，电压平衡方程式为电压变比八一百（5. 22）:戸呀铎华艺手秀负c_suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南

22、工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com5-4. 4$动舒平国方程式由于定转子旋转磁动势风、Fz在空间相对静止， 它们叠加成励磁磁动势风F；十几一见（5. 23）如果不考虑磁滞和涡流损耗，则合成磁动势风与 旋转磁场见在空间同相位。实际上在铁心中总存 在磁滞损耗和涡流损耗，因此Bm波在空间总是滞 后民一个铁耗中三其物理意义是：当见波在 气隙中某一点达到最大值时，由于磁滞和涡流的 影响，该点的磁密波尚未达到最大值，

23、等到风波 转过ar电角度时，该点的磁密波才达到最大值。仿照变压器中磁动势分析方法，将式 (5. 23)改写为FIZ F0 +(FJ- FO + FILG. ic其中FILFZ (5. 25)式(5. 24)说明，在异步电机的气隙 中，全部孩动势由定子电流产生。F的一个 分量励磁分量民用以产生旋转磁场， 另一个分量负载分量民。用以平转子 磁动势风。在转子静止短路时，F。与。I。角大小无关，分 析时取。12-0,即定子A相绕前线与转子a相绕 组轴线重合。参考式（511）和式（512），F； 与民在空间的相竞系与人（走子A相电流）、lz （转子a相电流）关系一致。为了简化分析，我们 选Ffi;同相位

24、、F。与人同相位、F。与I。同相位， 用人、lz、I三者在时间上的相盼来表示几、F。、 F在空间上的相位关系。将式（5. 25）改写为m； / 了N； k。；。m，/IN, k。，。 一 . . 4。 入 |_ 入（5. S7t 户一 7psuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功！华南工考研资联艚毎年更新 华

25、南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzl taobao com对于绕线式电机，转子相数与定子相数相等， mlm。，极对数均为卢。式（5. 26）史 人I； L? （5. 2k。 ”，巳式中，k为异步电机的电流变比，定义为I、m。No 足。 k一子一二千六上（5.:I, TtagN, k。、v” 于是可用定、转于绕组相电流平衡方程式来描述 磁动势平衡方程式为。鸟2入十八（5. S5-今5过于绕组四折复图5. 11与变压器电路相似，因此也可以通过 绕组折算得到转子不转时异Z机的等效电路。假设 异步电机转子相数m。，每相串联匝数从，基波 绕组系数k。一般情况下m。、N。、足。与定予的m

26、;、 N1、足。1不同。为了得到等效电路，先必须0步 电机转子绕组折算成一个相数为11、匝数为NI、 绕组系数为k。1的（与定于0的）等效绕组，即 用一个相数为m;，匝数为民，绕组系数为k。； 的等效转子绕组5代原来的转子绕组，转子绕组， 保持极对数不变。折算前后要求转子上各种功率不变，主磁通久不变，从而 定于方各有关】量民、I不变，对电网等效。由于转子是 通过转子磁动整丛j凌j会速从欧)满足上述要求，折算条 件为：折算前后转子磁动势A丕变、辣子上朗回峰功功率 保持不变。转子方的物理量、参数折算到定子方，用该量符号 右上角加“”来表示。折算前后凡不变，则转子电流折算值只满足下式m, / 7N,

27、从。m。/ ZN,足_。 22Afrt-HI： ZHI； =NXifu: ML7t户“大户。， m, N, kno +1十故人一 1C宁区人一L (5.mlNIbo 1 “点“suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南工考研资华南工考研资e联艚毎年更新 http /suct-kyzl taobao com

28、由上式，将式（523）化简得到电流平衡方 程式为八十IZ人（5. 31） 由于折算前后凡不变，从而风不变，主磁 通也不变，则折算后转于绕组电动势Ei应满 足下式巳111足_二上一AIAI： LL一人 bN、ko oE、 KZKNZ故码一ko E。一民（5. 32）折算前后转子回路有功功率不变，以转子相电阻为例m； 1T R； = mo lgR0他只_叭(m1NI足Nl)得到”【一不再” 2淙木石之RZ故RS人kiR。(5.33)由转子漏电抗无功功率相等，得到Xg0 二k. k； X。(5. 34)折算前后转子回路功率国数不变【证明为* C o 兄。 ” KR-32t “” 叭(535),总之将

29、转子电路中各量折算到定子方时，电动势、电压应乘以人， 电流除以人，电阻、电抗、阻抗乘以kek;。对于转f不转旦转f绕组短路的异步电机，将转户方的量折算到定于 方，得到如下平衡方程式组U； E； +IZ DE； 一 I; (R； + jX； o ) IIo 一八十八(5. 36)E。一E: IE,-L Z5.5转子旋转时的异步电机及其等效电路 异步电机正常运行时，转子绕组一定是闭 合的，而且一般是退路电5-51#于统组四 月司扭利用范当转子旋转时，转子绕组的电动势、 电流的频率决定于气隙中的旋转磁场和转 子的相对转速。设转手转速为n，气隱中旋 转磁场与转子相对转速为。一。一。，故转子绕组中电动势

30、和电流的频率为。户（一In） nln户一 1 nL大了二一二天一S人（民人亦称为转差频率。当转子不转时，n0, s 二I，八二人。关于此种情况上一节己讨 论。；异步电机在作电动机额定运行时，S值 很小，一般在001004范围内变当人一50 HZ时，人一0 5HZ2HZ，可见此时转子 铁心中主磁通交变的频率很转子铁耗很小， 可以忽略不计U转子旋转时，转子绕组每相电动势为见s / 了。从八。人也一S凡(5;式中，E。为对应于定于频率的转子相绕组电动势，即转 子不转、主磁通仍为内转子相电动势。处对应于转子电流 频率人的转子漏电抗为XZ。一 SXZ。(.:式中，X。为对应于走子频率人的转子漏电抗。J

31、当转子短路时，电流角频率。一27t人，转子电流可表 示为；o no. eeqt几e十平7 (5.(二“厂RZ+ X，。，转子旋转时，定、转子绕组中电流频率不同，故不能将定、 转子平衡方程式联之解。5. 52定、还于田田四n提出四*止在图5. 12中，以走子A相绕组轴线（00） 为定子磁动势人（t，6）的轴线，定磁动势 为人（t，0民COS （。lt-0十 队）（54式中，P伪人（t，们在t一0时的初始相角。设在t一0时，转子a 相绕组轴线与一上工生（，于绕组A相轴线重合。入（t. 0入（）一。I/J 一一x由于转子轴线相对于定予以转速。华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 htt

32、p /suct-kyzl taobao com华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzl taobao comsuct-kyzl预祝你考研成功！八.-O” “WM转，定子旋转磁动势将以山转速切割获HN卜” n；绕组，八门，=n； 一n (5. 4八_。、定转子绕组的极对数相同，都为P,故在/于绕组感应电动势、电流的频率为。6。PDZ人一兰乌， “60 图5. 12转干旋转时的情况suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預

33、祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com将式(42)两边同乘以2。而得到相应的 电角速关系为” 2 “1 一 “ (. 43) 式中，。1为定子旋转磁动势的电角速度，。 为转子转速对应的电角速度，定于磁动势 以。2的电角速度切割转于绕组。 经过时间t，转子轴线oa沿着转子旋转的方 向转过电角度、t,由于0附在转子表面， 故有0 =0一M (5. 44)在安放在转子上的坐标系人一月中，有人（t，y）二只COS （外一0卜ZF。COS （。； 一。）t（一nd） 一见COS （。It一0二人（t，6） （5 45）式（5-45）己将在转

34、子Ji观察到的磁动势太（t， 6 ）变换至I定子坐标系中、_式（5 41）、式 （5. 44）羞明，从定字亟S桌看，_子旋转磁 动势与定子旋转磁动势角频率相同、极对数相同、 转速相同、转向一致）定、转子旋转磁动势在气 隙中相对静止。正因为如此，转子旋转时定子方 的电动势平衡方程式与转子静止时完全相同。另 外要特别指出，不管s或n为何值，即异步电动 杭运行手杆么状态，述结论插成立。預祝你考研成功預祝你考研成功1华南理工考研资华南理工考研资14联苗毎年更新 http /Suct-kyzl taobao com預祝你考研成功預祝你考研成功1华南理工考研资华南理工考研资14联苗毎年更新 http /S

35、uct-kyzl taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com5. 53频率fS。j由于异步电机定、转子无电的直接联系，转子只是通过其 磁动势只对定5用；因此只要保证r。不变，可以用一个静 止的转子来代替旋转的转子，而定于司物理量不发生任何 变化，即对电网等效，据此对式（5. 40）作如下变换E o rSE o o见一百上千七六一 X（频率为

36、人）（己几十凡。凡十11兄” “ “” 。 将式（5. 46）右边分子分母同除以S，得。i=。%so J。？ 4p ” a”“+ jx o o o W 式(546)描述的是转子旋转、转子回路电流频率为人时 的电动势平衡方程，(547)则描述的是相应的静止的转子回路的电动势平衡方程式，此时电流备与走子相同， 为人。为了保证民不变，首先要保证书lz一见(53 F)告诉我们，不能简单地将旋转的转子堵住，而应在转子回路中串人，IS_。 ，。_。_。 、，R， 、， ? 、 电阻，运得1电1为一，再将其堵转，能保证人一见。；，4ap 。上述分析说明，在转子回路中串入一个=R。的模拟电阻并培转起来，与旋转

37、的转子相比，F。不变， 这种变换称为频率折算。算过频率折算，可以用一个等效的静止的转子来代替原来旋 转的转子，定于各物理量不变】但旋转的转子产生的总机 械功率在静止的转子中如何体现呢/ 在图513 (a)中， 旋转的转子认定子方吸收的总有功功率一转子电阻们”。I R。十转轴上产生的总机械功率P、j在图己13 (b)中，等效静止的转子从走子方吸收的有功 功率一转子电阻Qm本几十模拟电阻所耗功率m，I；InR,。而由于转子静止不转，转轴输出总机也“一一 1率 为零。$ $ # $ N# & 4，ffN#Wtio。$deA#IMgi#toto$&in$, &i旋转时转轴上产生的总机械功率为.、1 _

38、SoPo o = m, h fR, (5。suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功1华南理工考研资料联解毎年薆新 华南理工考研资料联解毎年薆新 http /Suct-kyzl taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功1华南理工考研资料联解毎年薆新 华南理工考研资料联解毎年薆新 http /Suct-kyzl taobao com此式表明，异步电机旋转时在转轴上产生 的总机械功率可以用相应的静止的转子卜 模拟电阻In几所耗电功率来表示。频率折算旋转转子；（b）静止转子 -.，.wsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华

39、南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功*南連工考研资妇联ffi 1苺年更新，http /Suct-kyzl taobao com5. 5. 4gN$D经过上述频率折算，将图513 (a)中的民s、IZ。、X。折算成了图5. 13 (b)中的民、 O ,、O, O O ， o o o o ISWf o ol,Tx。特别在等效磊止转子回路(S5. 13 (b

40、中，增加了模拟电钮一一Ro现在再将图513 (b)中的民、lz、Z。、InR。等用绕组折 算方法折算到定子方，即十I，L;，1) _;，一，IJ、I。 EZ是，E。；只2令人；Zk. kZ, ； f-Rk. kAIAIR,。将式(5. 36)作修改，得 到转子旋转时的异步电机的平衡方程式组suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzi fllsuct-kyzi fll祝怀考研成功|华南理工考研资华南理工考研资14联苗毎年更新 http /Suct-kyzl taobao

41、 com此方程式组与变压器带纯电阻负载7厂 出时的情况相同，因此可得到与变压器相 同的T型等效电路，如图5. 14所示。55. 5 $個异步电机运行于电动机状态（0n50），I:、Z;很小（丨：0- 032 025）,定子漏电抗XI Co 0 05,故 直接将励磁支路移至电源端会引起较大的误差， 因此必须引入一个校正系数，同时对等效电路进 行必要的修改，才能使r型等效电路和T型等效电 路完全等效。推导过程如下。在图514中，记O ， O ， ISo ， Ro ，Zis ZI+ “RI” + jXI。(5. si) 则定于电流为o -H卜HII-八一IZ1“一“ zkZ” ” “(5. 52)而

42、定子端电压o o oZ oo ooU； EI+ IZI El （十号十六）一一 El _ _ 2”，” ” “，一o 一|十多是一个复量，称为校正系从式（5. 53）得出O O U I O一瓦二八一八二一一(d十天(553)(5. 54)R。，可以挽似地 X认为a，。a；。I十王P。” “” “一，x ，对于容量大于100kw的异步电机，。；。I， 则可得到图5 17的简化等效电手工计算时可 采用简化等效电路，计算机计算时可采用T 型等效电路。基本方程式、相量图和等效电路是描述异步 电机运行时内部电磁关系的三不同方式。 它们之间是一致的。在进行定量计算时， 一般采用等效电路；在讨论物理量之间关

43、 系时，用相量图较方便；在进行理论分析、 推导时，往往用方程式较.便。suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao com5.7异步电机的参数测定为了利用等效电路去计算异步电动机的 运行特性，必须先知道参数几、XRS、Xio、 Rm、几。如变压器一样，对于己制成的异 步电机可以通过空葬鮭线和里试验来测定 其参数。5.7.1空对江田皇鳌过暨的目

44、的是测定励磁电阻尼、励磁 电抗几、铁耗产。、机械损耗户一验时电 机轴上不带负载，用三相调压器对电机供 电，使走子端电压从（1. I1Uo开始，逐渐降低电压、空载电流逐渐减 少，直电动机转速发生明显变化、空载电 流明显回升为（为什么？请读者结合等效 电路回答）。在这个过中，记录电动机的 端电压UI、空皱电施入、空穀机P。、t专速。 并绘制室墓黄华曲线如图5. 18o由于异步电动机空载运行时转子电流小， 转铜耗可以忽略不计，在这种情况下，走 手I俞人或消耗在定手铜耗mllgR；、铁_卩6、 机械损耗户_载附加损耗上见 一 mllgRI + PFe 十户一十 Paaosuct-ky?i suct-ky?i fl祝体费研成功，堆曲環工者研资蚪取堆曲環工者研资蚪取H鏵年雙http /suct-kyzi taobao comsuct-ky?i suct-ky?i fl祝体费研成功，堆曲環工者研资蚪取堆曲環工者研资蚪取H鏵年雙http /suct-kyzi taobao com图5,18异步电机的空载特性suct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新 http /suct-kyzi taobao comsuct-kyzisuct-kyzi預祝怀考研成功华南工考研资联艚毎年更新 华南工考研资联艚毎年更新