第3章异步电机

第3章异步电机的基本理论3.2三相异步电动机的工作原理

3.3三相绕组的电动势和磁通势3.4三相异步电动机的电动势和磁通势平衡方程3.5三相异步电动机的运行分析3.6三相异步电动机的功率和转矩3.7三相异步电动机的运行特性3.8单相异步电动机*3.9三相直线异步电动机*3.10三相异步发电机第3章异步电机的基本理论3.2三相异步电动机的工作原理

3.3三相绕组的电动势和磁通势3.4三相异步电动机的电动势和磁通势平衡方程式3.5三相异步电动机的运行分析3.6三相异步电动机的功率和转矩3.7三相异步电动机的运行特性3.8单相异步电动机*3.9三相直线异步电动机*3.10三相异步发电机返回主页电机与拖动3.1三相异步电动机的基本结构3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构1.主要部件(1)定子定子铁心、定子绕组、机座和端盖等。定子铁心的硅钢片第3章异步电机的基本理论天津商业大学信息工程学院

定子铁心3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院定子绕组对称三相绕组。3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院定子接线盒U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1U2V2

W2星形(Y)联结U1V1

W1W2

U2V23~三角形(△)联结U1V1

W1W2

U2V23~3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院转子铁心、转子绕组、转轴、风扇等。转子铁心的硅钢片(2)转子

转子绕组绕线型：对称三相绕组。笼型：对称多相绕组。3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院笼型异步电动机的转子3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院笼型异步电动机的转子3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院笼型异步电动机的转子3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构绕线型异步电动机的转子天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构绕线型异步电动机的转子天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构三相笼型异步电动机的部件图天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构

三相笼型异步电动机的结构转子定子风扇冷空气流罩壳（非驱动端）端盖（驱动端）天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构三相绕线型异步电动机的结构天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构三相绕线型异步电动机示意图天津商业大学信息工程学院

3.1三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的外形更多的图片天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的外形更多的图片天津商业大学信息工程学院三相异步电动机的外形3.1三相异步电动机的基本结构更多的图片天津商业大学信息工程学院UN400V~690VfN50/60HzPN200kW~2300kW2p2~8

交流低压笼型异步电动机3.1三相异步电动机的基本结构更多的图片天津商业大学信息工程学院UN690V，2kV~11kVfN50/60HzPN200kW~3000kW2p2~12

交流高压笼型异步电动机3.1三相异步电动机的基本结构更多的图片天津商业大学信息工程学院异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院1.旋转磁场(1)旋转磁场的产生W2

W1V2

V1U1U2第3章异步电机的基本理论

三相(多相)电流

→三相(多相)绕组

→旋转磁场。三相绕组3.2三相异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院横截面U1U2V1V2W2W1U1V1

W1U2V2

W2流出流入3.2三相异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院U←V←W←U1U2V1V2W2W1i1=Imsin

ti2=Imsin(

t－120O)i3=Imsin(

t＋120O)i1

i2

i3

t=0O

时i1=0，i2＜0，i3

＞0××NS3.2三相异步电动机的工作原理Im

tOi1天津商业大学信息工程学院t=0O

时i1=0，i2＜0，i3＞0U1U2V1V2W2W1NSt=120O

时i1＞0，i2=

0，i3＜03.2三相异步电动机的工作原理U1U2V1V2W2W1NS天津商业大学信息工程学院U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NSt=240O

时i1＜

0，i2＞0，i3=0t=360O

时i1=0，i2＜0，i3＞03.2三相异步电动机的工作原理NS天津商业大学信息工程学院i

变化一周i每秒钟变化50周i每分钟变化(50×60)周→旋转磁场转一圈→旋转磁场转50圈→旋转磁场转3000圈(2)旋转磁场的转速n0——同步转速n0

=3000=60f1(r/min)

同步转速n0的大小怎样改变？3.2三相异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院U1U2V1V2W2W1每相绕组由一个线圈组成U1V1W1U2V2

W2U3V3

W3U4V4

W4U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3每相绕组由两个线圈串联组成3.2三相异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××t=0O

时i1=0，i2＜0，i3

＞0NSNS3.2三相异步电动机的工作原理U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××NSNSt=120O

时i1＞0，i2=

0，i3＜0天津商业大学信息工程学院U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××t=240O

时i1＜

0，i2＞

0，i3=0NSNS

磁极对数p

p=2

电流变化一周

→旋转磁场转半圈

n0

=1500当磁极对数p=3时

n0

=100060f12=60f13=60f1pn0=3.2三相异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院

f=50Hz时：123456300015001000750600500pn0/(r/min)

(3)旋转磁场的转向(n0的方向)

U(i1)→V(i2)→W(i3)※由超前相转向滞后相。※由通入绕组中的电流的相序决定的。

怎样改变n0的方向?V(i1)→U(i2)→W(i3)3.2三相异步电动机的工作原理天津商业大学信息工程学院机械负载旋转起来2.工作原理对称三相绕组通入对称三相电流旋转磁场（磁场能量）磁感线切割转子绕组转子绕组中产生e和i(右手定则)转子绕组在磁场中受到电磁力的作用（左手定则）转子旋转起来三相交流电能电磁转矩3.2三相异步电动机的工作原理感应天津商业大学信息工程学院大连理工大学电气工程系n0n0NSn0n01.电磁转矩的产生×

××

×转子电流有功分量与e2同方向转子电流有功分量与旋转磁场相互作用3.2三相异步电动机的工作原理NS××××转子电流无功分量滞后e290o转子电流无功分量与旋转磁场相互作用天津商业大学信息工程学院起动时：n=0,△n=n0转差率:

起动时

n=0，s=1

理想空载时n=n0，s=0

正常运行时0＜n＜n0，1＞s＞0

额定运行时sN=0.01~0.09(1)转子转速n——转子电磁感应最强→n→△n→转子电磁感应消失→转子电磁感应减弱→n→n=n0→电磁转矩T=0n＜n0→

n

s=×100%n0－nn0异步！3.2三相异步电动机的工作原理转子转速:n=(1－s)n0天津商业大学信息工程学院

起动时

n=0，△n=n0，I2=I2max，f2=f1。

起动过程中

n→△n

→I2(I1)

→f2

。

稳定运行时△n=n0－n

很小→

f2=sf1

很低。(2)转子电路电量的变化3.2三相异步电动机的工作原理异步电机的各种运行状态

状态制动状态堵转状态电动机状态理想空载状态发电机状态转子转速转差率n＜0s＞1n=0s=10＜n＜n0

1＞s＞0n=n0s=0n＞n0s＜0天津商业大学信息工程学院2.电磁转矩的大小

T=CTΦmI2cos23.2三相异步电动机的工作原理3.电磁转矩的的方向与旋转磁场的转向相同。顺时针方向旋转怎样改变转子的转向?3~M3~UVW3~M3~UVW逆时针方向旋转T∝Φ，I2cos2天津商业大学信息工程学院圈边首端尾端(1)三相单层绕组例如：z=12，p=1，m=3，y=。两匝线圈每极每相槽数q

z2pmq==122×1×3=2123456789101112定子槽SNU1U2一相绕组接线图（单层）三相异步电机的绕组1.三相绕组天津商业大学信息工程学院SN123456789101112U1简化的一相绕组接线图（单层）U2槽距角α

相邻两槽中心线间的电角度。=p·360oz=1×

360o12=30°极距

相邻两磁极中心线间的距离（槽数）。

z2p==122×1=6电角度=p×机械角度天津商业大学信息工程学院线圈节距y

线圈两圈边之间的距离（槽数）。当y=时，称为整距绕组。当y＜时，称为短距绕组。

z2py===122×1=6SN123456789101112U1U2yV1V2天津商业大学信息工程学院当q＞1——分布绕组。当q=1——集中绕组。SN123456789101112U1U2V1V2W1W2三相单层整距分布绕组接线图天津商业大学信息工程学院例如：z=12，p

=1，m

=3，y

=5。

由计算得：q=2，α=30°，y＜。2三相双层绕组NS123456789101112串联U1U2※实线为外层线圈边，虚线为内层线圈边。天津商业大学信息工程学院双层绕组天津商业大学信息工程学院(1)极数转子极数=定子极数因为：转子中的电动势和电流是感应出来的。3.笼型绕组p1=

p2=pNSSNNS如果两者不相等，则转子转不起来。×

×

×

×n0n0NS天津商业大学信息工程学院(2)相数

笼型转子是对称多相绕组。

转子槽数能被极对数整除时m2=z2p每对极下的每一根导条就构成一相。各对极下占相同位置的导条可看作是属于一相的并联导条，即每相有p根导条并联。

m2=6转子槽数不能被极对数整除时

m2=z2

即每一根导条就构成一相。NNSS123456789101112天津商业大学信息工程学院3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式一、定子电路的电动势平衡方程式电动势平衡方程式U1=－E1+(R1

+jX1)

I1E1=4.44kw1

N1f1Φm

=－E1+Z1I1定子绕组的电动势kw1定子绕组的绕组因数kw1N1定子绕组的有效匝数第3章异步电机的基本理论式中天津商业大学信息工程学院定子频率f1=pn060忽略R1和X1，则U1=E1=4.44kw1

N1f1ΦmΦm

=U1

4.44kw1

N1f1即Φm正比于相电压U1

3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院E2s=

4.44kw2N2f2Φm

二、转子电路的电动势平衡方程式电动势平衡方程式转子绕组漏电抗X2s=

2f2L2转子绕组电动势kw2转子绕组的绕组因数(笼型绕组kw2=1)kw2N2转子绕组的有效匝数3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式0=E2s－(R2+jX2s)I2s=E2s－Z2sI2s式中天津商业大学信息工程学院f2=p(n0－n)60=

s

f1转子频率=pn060n0－nn0E2

=

4.44kw2N2f1Φm

转子静止时，f2=f1转子静止时的漏电抗

X2=

2f1L2转子静止时的电动势

X2s=

s

X2E2s=

s

E2则3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院

【例3.3.1】

某绕线型三相异步电动机，nN=2880r/min，fN=50Hz，转子绕组开路时的额定线电压U2N=254V。求该电动机在额定状态下运行时转子每相绕组的电动势E2s和转子频率f2。解：由nN=2880

r/min，可知n0=3000r/min，则sN=n0－nNn0=3000－28803000=0.04由于转子绕组为星形联结，故转子绕组开路时的相电压为U2=E2=U2N32541.732=V=146.82V3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院额定状态下运行时

E2s=sNE2

=0.04×146.82V=5.87Vf2=sNf1=0.04×50Hz=2Hz3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院※三、绕组因数kw

=kp

ks1.节距因数整距线圈的电动势SN

y=Ec'Ec"Ec'Ec"EcEc=Ec'－Ec"

短距线圈的电动势SNEc'Ec"yEc'EcEc"y180oEc=Ec'－Ec"Ec=2Ec'

sin90°yEc

=2Ec'3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院kp=sin90°y=短距线圈的电动势整距线圈的电动势2.分布因数集中绕组

E=q个线圈电动势的代数和=qEc

分布绕组

E=q个线圈电动势的相量和＜qEc两者之比，即在整距绕组中kp=1

在短距绕组中kp<1

3.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院已知：相邻两个线圈电动势的相位差为。设：q=3，则Ec1Ec2Ec3q2Ec3Ec1Ec2REqEc

=

2Rsin2Eq

=

2Rsinq

2q2Eq

=Ecsin2sin=qEc

ks=q

Ecsinq

sin2q23.3三相异步电动机的电动势平衡方程式天津商业大学信息工程学院单相电流通过单相绕组产生脉振磁通势和脉振磁场（根据电流的方向运用右手定则得出磁场方向）脉振磁通势：这种从空间看位置固定，从时间上看大小在正负最大值之间变化的磁通势，我们称之为脉振磁通势。脉振的频率就是交流电流的频率。(规定：由定子铁心到转子铁心为正，反之为负，从U1处展开，以轴线为坐标原点，逆时针展开)U1U2NSU1U2U1一、脉振磁通势12F3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式第3章异步电机的基本理论天津商业大学信息工程学院U1U3U4U2SNNSU1U2与U3U4串联:×●●×14FU3U1U2U4U1

脉振磁通势的幅值绕组磁通势的幅值=kw

N

Im=

2kwN

I气隙矩形波磁通势的幅值2kwN

I2p=3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院气隙基波磁通势的幅值2kwN

I2p=4Fpm

=0.9kwN

Ip二、旋转磁通势三相电流通过三相绕组时，三相绕组的三个基波脉振磁通势为FpU=Fpmsin

tFpV=Fpmsin(

t－120o)FpW=Fpmsin(

t＋120o)3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院U1U2V1V2W2W1NS×××将它们用空间矢量表示，其参考方向如图FpU

FpV

FpW

3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院FpVFpWFm30°30°FpW=Fpmsin120o=FpU=Fpmsin0o=032FpmFpV=Fpmsin(－120o)=－32Fpm当t=0o时（FpV

是小于零的故取其反方向矢量）

Fm=32Fpm3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式FpU

FpV

天津商业大学信息工程学院FpU=Fpmsin90o=Fpm

FpV=Fpmsin(－30o)=－

Fpm/2FpW=Fpmsin210o=－

Fpm/2FpW＋FpV60°FpVFpWFpU60°Fm=23FpmFm

结论：F的大小不变。Fm=Fpm=m20.9m

kwN

I2p当t=90o时3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院三、磁通势平衡方程式1.定子旋转磁通势F1m=0.9m1kw1N1

I12p

转向与定子电流相序一致。

转速

n1=

n0=p60f1

幅值第3章异步电机的基本理论天津商业大学信息工程学院2.转子旋转磁通势F2m=0.9m2kw2N2

I2s2p

转向

幅值与转子电流的相序一致，即与定子电流相序一致。

转速

(1)转子旋转磁通势相对于转子的转速

n2=p60f2=s

n0(2)转子旋转磁通势相对于定子的转速

n2+n=s

n0+(1－s)

n0=n03.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院

结论(1)转子旋转磁通势与定子旋转磁通势在空间是沿同一方向以同一速度旋转的。(2)二者组成了统一的合成旋转磁通势，共同产生旋转磁场。3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院F1m+F2m=F0m3.磁通势平衡方程(1)理想空载时I2s=0，I1=I0旋转磁通势的幅值为F0m=0.9m1kw1N1

I02p(2)负载时m1kw1N1

I1+m2kw2N2

I2s=m1kw1N1

I03.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院

【例3.4.1】

有一三相双层绕组，z

=36，p

=2，y

=8/9，N

=96。(1)分析该绕组的类型；(2)若旋转磁场磁通最大值m=0.011Wb，转速n0=1500r/min，则每相绕组中产生的电动势的有效值是多少？(3)若通过每相绕组的电流有效值为I

=2.04A，该三相绕组产生的旋转磁通势的幅值是多少？解：(1)

由于y

=8/9＜，故为短距绕组。由于q

=z2pm=362×2×3=3＞1(2)电动势——分布绕组kp=sin90°y=sin(×90°)89=0.9853.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院

=

p·360°zks=2qsin2qsin=2×360°36=20°=20°2sin(3×)3sin20°2=0.96f=pn060=50Hz=Hz2×150060E=

4.44fkw

NΦm

=

4.44×50×0.985×0.96×96×0.011V=220V3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院(3)磁通势F=0.9m

kwN

I2p0.9×3×0.985×0.96×96×2.042×2=A=125A3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院四、高次谐波磁通势和电动势磁极的磁场=基波磁场+奇次谐波磁场v次谐波的磁极对数：v次谐波电动势频率：v次谐波电动势大小：v次谐波的绕组因数：v次谐波的节距因数：v次谐波的分布因数：pv=vp1f

v=vf

1Ev=4.44

f

v

kwvNΦmkwv=kpvksv基波极对数

pkpv=sinv

y90°ksv=q22sinvqsinv3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院(1)在同步电机中，谐波磁通势所产生的磁场在转子表面产生涡流损耗，使电机发热，

。(2)在感应电机中，谐波磁场产生寄生转矩，影响其起动性能；损耗，cos，温升，

。

y=(0.8~0.83)

谐波电动势的影响

使发电机电动势波形变坏，供电质量，杂散损耗，

，温升；干扰邻近通信线路。措施

改善气隙磁场分布；采用短距绕组和分布绕组；笼型异步电动机转子采用斜槽形式。

谐波磁通势的影响3.4三相异步电动机的磁通势平衡方程式天津商业大学信息工程学院3.5三相异步电动机的运行分析1.等效电路＋U1－I1R1jX1－E1＋－E2s＋jX2sR2I2sf1f2m1、

kw1N1m2、

kw2N2(1)频率折算I2s=sE2R2+jsX2=E2+jX2R2s=I2第3章异步电机的基本理论天津商业大学信息工程学院

实际旋转的转子等效静止的转子

F2的转速

F2的大小F2的空间位置

频率归算的物理含义用一个静止的、电阻为R2

/s的等效转子去代替电阻为R2的实际旋转的转子，等效转子与实际转子具有同样的转子磁通势F2。

0.9m2kw2N2

I2s2p0.9m2kw2N2

I22p

n0

n0取决于电流的相位，i2s与i2的相位相同

频率归算后，定子的所有物理量不变，定子传送到转子的功率也不变。3.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院R2s=R2+1－ssR21－ssm2R2I22总机械功率：＋U1－I1R1jX1－E1＋－E2＋jX2R2I2f1f1m1、

kw1N1m2、

kw2N21－sR2s3.5三相异步电动机的运行分析转子所产生的机械功率相对应的等效电阻天津商业大学信息工程学院(2)绕组折算用一个相数和有效匝数与定子绕组相同的转子绕组去等效代替实际的转子绕组。等效的原则：保证电磁效应和功率关系不变。①电动势的折算折算前：折算后：定、转子的电动势之比：E2'

=E1=ke

E2E2=

4.44f1

kw2N2Φm

E2'

=E1=

4.44f1

kw1N1Φm

=kw1N1kw2N2E2'E2ke

=E1E2=3.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院②电流的折算折算前：折算后：F2=0.9m2kw2N2

I22pF2'=0.9m1kw1N1

I2'2p=F2电流比：=m1kw1N1m2kw2N2I2I2'ki

=0.9m2kw2N2

I22p=0.9m1kw1N1

I2'2pI2kiI2'

=3.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院③阻抗的折算折算前：Z2=+jX2R2s=E2I2折算后：Z2'

=+jX2'R2's=E2'I2'阻抗比：|Z2'||Z2|kZ

==E2'

I2E2

I2'=keki

Z2'

=kZ

Z2R2'

=kZ

R2X2'

=kZ

X23.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院3.等效电路及其简化－

E1=E2'＋＋U1－I1R1jX1jX2'

R2'I2'1－sR2'sRmjXmI0－

E1=E2'＋＋U1－I1R1jX1jX2'

R2'I2'1－sR2'sRmjXmI03.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院U1=－E1+(R1+jX1)

I1=－(Rm+jXm)

I02.基本方程式E2'=(+jX2'

)

I2'R2'sE2'=E1=－ZmI0

I1+I2'

=I03.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院I2'R2'sI2'3.相量图E1=E2'2jX2'I2'－I2'I0I1－E1R1I1jX1I1U1

设E1=E2'=E10o3.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院

【例3.5.1】

一台三相4极笼型异步电动机，UN=380V，三角形联结，fN=50Hz，nN=1452r/min，R1=1.33，X1=2.43，R2'

=1.12，X2'

=4.4，Rm=7，Xm=90。试用T型和简化等效电路计算额定状态下运行时的定子相电流、转子相电流和励磁电流。I2I1I0解：(1)应用T型等效电路sN=n0－nNn0=1500－14521500=0.032Z1=R1＋jX1=(1.33＋j2.43)Z2'

=R2'

/s

＋jX2'

=(1.12/0.032＋j4.4)=2.7761.3o

=35.287.17o

3.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院3.5三相异步电动机的运行分析Zm=Rm＋jXm=(7＋j90)=90.2785.55o

设U1=3800oV=11.47－29.43O

A=10.02170.11O

AI0=I1＋I2'

=3.91－88.27O

AI1=

U1Z1＋ZmZ2'Zm＋Z2'I2'=－ZmZm＋Z2'I1或I0=Z2'Zm＋Z2'I1=3.91－88.27O

A天津商业大学信息工程学院(2)应用简化等效电路I2'=－U1Z1＋Z2'=10.28169.35O

AI0=U1Zm=4.21－85.55O

A=A3800O

90.2785.55o

I1=I0－I2'

=12.08－30.32o

A=4.21－85.55O－10.28169.35O

A3.5三相异步电动机的运行分析天津商业大学信息工程学院(3)匝数4.额定值N2=

12（一根导条相当于半匝）

三相异步电动机型号Y132S－6

功

率3kW

频

率50Hz电压380V电

流7.2A联

结Y转速960r/min功率因数0.76

绝缘等级

B2p=6轴上输出额定机械功率PNP1N=

3UNINcosNPN=NP1N=3UNINcosN

N额定电压(线电压)额定电流(线电流)3.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院3.1三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的铭牌天津商业大学信息工程学院

【例3.2.1】

Y180M－2型三相异步电动机，PN=22kW，UN=380V，三角形联结，IN=42.2A，N=0.89，fN=50Hz，nN=2940r/min。求额定运行时的：(1)转差率；(2)定子绕组的相电流；(3)输入有功功率；(4)效率。解：(1)

由型号知2p=2，即

p=1，因此

n0=3000r/min，故sN=n0－nNn0=3000－29403000=0.02(2)由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为I1p=IN33.1三相异步电动机的基本结构42.23=A=24.4A天津商业大学信息工程学院(3)输入有功功率P1N=3UNINN

=1.732×380×42.2×0.89W=24719.2W=24.72kW(4)效率N=×100%PNP1N=×100%=89%2224.723.1三相异步电动机的基本结构天津商业大学信息工程学院1.三相异步电动机的功率(1)输入功率P1P1=3U1I1cos13.6三相异步电动机的功率和转矩=3U1LI1Lcos1(2)

定子铜损耗PCu1PCu1=m1R1I12=3R1I12(3)

铁损耗PFe（转子铁损耗忽略不计）PFe=m1RmI02=3RmI02第3章异步电机的基本理论天津商业大学信息工程学院R2's=m1I2'2(4)电磁功率PePe=P1－PCu1－PFePe=m2E2I2cos2=m1E2'

I2'cos2(5)转子铜损耗PCu2

PCu2=m2R2I22=m1R2'

I2'

2=s

Pe3.6三相异步电动机的功率和转矩=m1R2'I2'

2+m1R2'I2'

21－ss天津商业大学信息工程学院(8)输出功率P2P2=Pm－P0=Pe－PCu2－P0=P1－PCu1－PFe－PCu2－P0(6)总机械功率PmPm=Pe－PCu21－ss

Pm=m1R2'I2'2=(1－s

)Pe(7)空载损耗P0

P0=Pme＋Pad机械损耗附加损耗3.6三相异步电动机的功率和转矩天津商业大学信息工程学院P1PCu1+PFePePCu2P0P2Pm总损耗Pal

Pal=PFe＋PCu＋Pme＋Pad=PFe＋(PCu1＋PCu2)＋Pme＋Pad

功率平衡方程式

P2=P1－Pal

效率=×100%P2P13.6三相异步电动机的功率和转矩天津商业大学信息工程学院2.三相异步电动机的转矩Pm=P2＋P0T

=T2＋T0÷Ω(1)电磁转矩TT

=PmPmn

=9.55

=60Pm2nT

=Pe0

=60Pe2n0Pen0

=9.55(2)空载转矩T0T0

=P0

=60P02nP0n

=9.55(3)输出转矩T2T2

=P2

=60P22nP2n

=9.553.6三相异步电动机的功率和转矩天津商业大学信息工程学院电动机的负载转矩为TL，稳定运行时T2=TL若TL→T2＞TL→n

→s→E2s→I2s

(I1)T

→T2=TL→重新稳定运行(n较高,I1较小)。一般T0很小，在满载或接近满载时，3.6三相异步电动机的功率和转矩T0

T因此T

=T2=TL天津商业大学信息工程学院

【例3.6.1】

一台三相异步电动机，UN=380V，Y形联结。在拖动TL=140N·m的负载运行时，定子电流I1=42A，转速n

=1440r/min。铁损耗PFe=800W，铜损耗PCu=1200W，空载损耗P0=750W。求：(1)转矩T2、T0和T

；(2)功率P2、Pe、Pm和P1

；(3)效率和功率因数。解：(1)求转矩T2=TL=140N·mT0

=60P02n=N·m=5N·m6075021440T

=T0＋T2=145N·m3.6三相异步电动机的功率和转矩天津商业大学信息工程学院(2)求功率由n

=1440r/min可知n0

=1500r/min因此s

=n0－nn0=1500－14401500=0.04P2

=T2n260=×140×1440kW=21.1kW

260Pe

=T

n0260=×145×1500kW=22.77kW

260Pm

=(1－s)Pe=(1－0.04

)×22.77kW=21.85kW3.6三相异步电动机的功率和转矩天津商业大学信息工程学院

P1

=P2＋PFe＋PCu＋P0

=(21.1＋0.8＋1.2＋0.75)kW=23.85kW(3)求效率和功率因数=×100%P2P1=×100%=88.47%21.123.85=cos1=P13U1I1==0.8623.851.732×380×423.6三相异步电动机的功率和转矩天津商业大学信息工程学院3.7三相