第3章异步电机的基本理论

3.6三相异步电动机的功率和转矩第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

三相异步电动机的基本结构3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式3.7

三相异步电动机的运行分析3.8

三相异步电动机的功率和转矩3.9

三相异步电动机的运行特性3.10

单相异步电动机*3.11

三相直线异步电动机*3.12

三相异步发电机电机与拖动返回主页3.1异步电机的用途和种类

3.4

三相异步电动机的型号和额定值高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.1异步电机的用途和种类一、异步电机的用途异步发电机目前已很少应用。单相异步电动机，容量都比较小，通常同应用于家用电器和实验室中。三相异步电动机是当前工农业生产中应用最广泛的电动机。电动机的主要用途是实现电力拖动。电力拖动是当前各种拖动方式中最主要的拖动方式，它由以下几部分组成：电动机传动机构工作机构控制设备电源第3章异步电机的基本理论高等教育出版社高等教育电子音像出版社二、异步电机的种类按能量转换的不同——异步发电机和异步电动机。按相数的不同——单相异步电机和三相异步电机等。按转子绕组结构的不同——笼型异步电机和绕线型异步电机。按运动方式的不同——旋转异步电机和直线异步电机。高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.1异步电机的用途和种类3.2

三相异步电动机的工作原理一、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。三相绕组高等教育出版社高等教育电子音像出版社横截面U1U2V1V2W2W1U1V1

W1U2V2

W2

流出

流入3.2

三相异步电动机的工作原理高等教育出版社高等教育电子音像出版社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高等教育出版社高等教育电子音像出版社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高等教育出版社高等教育电子音像出版社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高等教育出版社高等教育电子音像出版社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

同步转速n0

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社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高等教育出版社高等教育电子音像出版社U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3××××t=0O

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社

f=50Hz时：

123456300015001000750600500pn0/(r/min)

3.旋转磁场的转向

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社

机械负载旋转起来二、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

转子绕组在磁场中受到电磁力的作用

转子旋转起来电磁转矩3.2

三相异步电动机的工作原理感应

三相交流电能高等教育出版社高等教育电子音像出版社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高等教育出版社高等教育电子音像出版社转差率:s=×100%n0－nn0转子转速:n=(1－s)n0

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=0.01~0.093.2

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＜0

s＞1n=0s=10＜n＜n0

1＞s＞0n=n0s=0n＞n0s＜0高等教育出版社高等教育电子音像出版社大连理工大学电气工程系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逆时针方向旋转高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

三相异步电动机的基本结构一、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高等教育出版社高等教育电子音像出版社

定子铁心3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

定子绕组对称三相绕组。3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

定子接线盒U1V1

W1W2U2V2U1V1

W1U2V2

W2星形(Y)联结U1V1

W1W2

U2V23~三角形()联结U1V1

W1W2

U2V23~3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社转子铁心、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。3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

笼型异步电动机的转子3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

笼型异步电动机的转子3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

笼型异步电动机的转子3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

三相异步电动机的基本结构

绕线型异步电动机的转子高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

三相异步电动机的基本结构

绕线型异步电动机的转子高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

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）高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社

3.3

三相异步电动机的基本结构

三相异步电动机的外形

更多的图片高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

三相异步电动机的基本结构

三相异步电动机的外形

更多的图片高等教育出版社高等教育电子音像出版社

三相异步电动机的外形3.3

三相异步电动机的基本结构

更多的图片高等教育出版社高等教育电子音像出版社UN400~690VfN50/60HzPN200~2300kW2p2~8

交流低压笼型异步电动机3.3

三相异步电动机的基本结构

更多的图片高等教育出版社高等教育电子音像出版社UN690V，2~11kVfN50/60HzPN200~3000kW2p2~12

交流高压笼型异步电动机3.3

三相异步电动机的基本结构

更多的图片高等教育出版社高等教育电子音像出版社二、三相绕组圈边首端尾端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）3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社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=63.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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=6SN123456789101112U1U2yV1V23.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社当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3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社例如：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。3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社

双层绕组3.3

三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.3

三相异步电动机的基本结构3.三相绕组的种类(1)单层绕组和双层绕组(2)整距绕组和短距绕组整距绕组y=短距绕组y<(3)集中绕组和分布绕组集中绕组q=1分布绕组q>1高等教育出版社高等教育电子音像出版社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。三、笼型绕组p1=

p2=pNSSNNS

如果两者不相等，则转子转不起来。3.3

三相异步电动机的基本结构×

×

×

×n0n0NS高等教育出版社高等教育电子音像出版社2.相数

笼型转子是对称多相绕组。

转子槽数能被磁极对数整除时m2=z2p

每对磁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。NNSS1234567891011123.2三相异步电动机的基本结构高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.匝数N2=

12（一根导条相当于半匝）高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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=

3

UNINcosNPN=NP1N=3

UNINcosN

N额定电压(线电压)额定电流(线电流)3.4

三相异步电动机的型号和额定值3.4

三相异步电动机的型号和额定值高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.4

三相异步电动机的型号和额定值

三相异步电动机的铭牌高等教育出版社高等教育电子音像出版社

【例3.4.1】

求上述铭牌所示电动机在额定状态下运行时的：(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=4，即

p=2，因此

n0=1500r/min，故sN=n0－nNn0=

1500－14401500=0.04(2)由于定子三相绕组为三角形联结，故相电流为I1P

=IN33.4

三相异步电动机的型号和额定值11.73=A=6.76A高等教育出版社高等教育电子音像出版社(3)输入有功功率P1N=3

UNINN

=1.732×380×11.7×0.83W=6384W=6.384kW(4)效率N=×100%PNP1N=×100%=86%5.56.3843.4

三相异步电动机的型号和额定值高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.5

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高等教育出版社高等教育电子音像出版社定子频率f1=pn060忽略R1和X1，则U1=E1=4.44kw1

N1fΦm

=U1

4.44kw1

N1f1即Φm正比于相电压U1

3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社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3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式0=E2s－(R2+jX2s)I2s=E2s－Z2sI2s式中高等教育出版社高等教育电子音像出版社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3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社

【例3.5.1】

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=146.82V3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社额定状态下运行时

E2s=sNE2

=0.04×146.82V=5.87Vf2=sNf1=0.04×50Hz=2Hz3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社※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'3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社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

3.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社已知：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

sin2q23.5

三相异步电动机的电动势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式一、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高等教育出版社高等教育电子音像出版社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=n03.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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。3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社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

I03.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社单相电流通过单相绕组产生脉振磁通势和脉振磁场

脉振磁场：轴线不变，大小和方向随时间交变的磁场。

脉振磁通势：产生脉振磁场的磁通势。U1U2NS12FU1U2U1二、脉振磁通势3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社U1U3U4U2SNNSU1U2与U3U4串联:×●●×14FU3U1U2U4U1

脉振磁通势的幅值绕组磁通势的幅值=kwN

Im=

2kwN

I气隙矩形波磁通势的幅值2kwN

I2p=3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社气隙基波磁通势的幅值2kwN

I2p=4Fpm

=0.9kwN

Ip三、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)3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社U1U2V1V2W2W1NS×××将它们用空间矢量表示，其参考方向如图FpU

FpV

FpW

3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社FpVFpWFm30°30°FpW=Fpmsin120o=FpU=Fpmsin0o=032FpmFpV=Fpmsin(－120o)=－32Fpm

当t=0o时

Fm=32Fpm3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社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3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社

【例3.6.1】

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=0.9853.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社

=

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=220V3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社(3)磁通势F=0.9m

kwN

I2p0.9×3×0.985×0.96×96×2.042×2=A=125A3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社四、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=q22sinvqsinv3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社(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3.6

三相异步电动机的磁通势平衡方程式高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.7

三相异步电动机的运行分析一、等效电路＋U1－I1R1jX1－E1＋－

E2s＋jX2sR2I2sf1f2m1、

kw1N1m2、

kw2N21.频率折算I2s=sE2R2+jsX2=E2+jX2R2s=I2第3章异步电机的基本理论高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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。

3.7

三相异步电动机的运行分析R2s=R2+1－ssR2＋U1－I1R1jX1－E1＋－

E2＋jX2R2I2f1f1m1、

kw1N1m2、

kw2N21－s

R2s转子所产生的机械功率相对应的等效电阻高等教育出版社高等教育电子音像出版社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=3.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社(2)电流的折算折算前：折算后：F2=0.9m2kw2N2

I22pF2'=0.9m1kw1N1

I2'2p电流比：=m1kw1N1m2kw2N2I2I2'ki

=0.9m2kw2N2

I22p=0.9m1kw1N1

I2'2pI2kiI2'

=3.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社(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

X23.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.等效电路及其简化－

E1=E2'＋＋U1－I1R1jX1jX2'

R2'I2'1－s

R2'sR0jX0I0－

E1=E2'＋＋U1－I1R1jX1jX2'

R2'I2'1－s

R2'sR0jX0I03.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社U1=－E1+(R1+jX1)

I1二、基本方程式E1=E2'

I1+I2'

=I03.7

三相异步电动机的运行分析+jX2'

)

I2'0=E2'

－(R2'sE1=－Z0I0高等教育出版社高等教育电子音像出版社I2'R2'sI2'三、相量图E1=E2'2jX2'I2'－I2'I0I1－E1R1I1jX1I1U1

设E1=E2'=E10o3.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社

【例3.7.1】

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，R0=7，X0=90。试用T形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形等效电路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

3.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.7

三相异步电动机的运行分析Z0=R0＋jX0=(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＋Z0Z2'Z0＋Z2'I2'=－Z0Z0＋Z2'I1或I0=Z2'Z0＋Z2'I1=3.91－88.27O

A高等教育出版社高等教育电子音像出版社(2)应用简化等效电路I2'=－U1Z1＋Z2'=10.28169.35O

AI0=U1Z0=4.21－85.55O

A=A3800O

90.2785.55o

I1=I0－I2'

=12.08－30.32o

A=4.21－85.55O

－10.28169.35O

A3.7

三相异步电动机的运行分析高等教育出版社高等教育电子音像出版社一、三相异步电动机的功率1.输入功率P1P1=3U1I1cos13.8

三相异步电动机的功率和转矩=3U1LI1Lcos12.

定子铜损耗PCu1PCu1=m1R1I12=3R1I123.

铁损耗PFe（转子铁损耗忽略不计）

PFe=m1R0I02=3R0I02第3章异步电机的基本理论高等教育出版社高等教育电子音像出版社R2's=m1I2'24.电磁功率PePe=P1－PCu1－PFePe=m2E2I2cos2=m1E2'

I2'cos25.转子铜损耗PCu2

PCu2=m2R2I22=m1R2'

I2'

2=s

Pe3.8

三相异步电动机的功率和转矩=m1R2'I2'

2+m1R2'I2'

21－ss高等教育出版社高等教育电子音像出版社8.输出功率P2P2=Pm－P0=Pe－PCu2－P0=P1－PCu1－PFe－PCu2－P06.机械功率PmPm=Pe－PCu21－ss

Pm=m1R2'I2'2=(1－s

)Pe7.空载损耗P0

P0=Pme＋Pad机械损耗附加损耗3.8

三相异步电动机的功率和转矩高等教育出版社高等教育电子音像出版社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%P2P13.8

三相异步电动机的功率和转矩高等教育出版社高等教育电子音像出版社大连理工大学电气工程系

【例3.8.1】

某三相异步电动机，UN=380V，形联结,f1=50Hz,R1=1.5Ω,R2'=1.2Ω。在拖动某负载运行时，相电流I1=11.5A，

I2'=10A,=0.86,=82%,

n

=1446r/min。求：该电机的

P1、Pe、Pm和P2

。解：同步转速T2=TL=140N·m3.8

三相异步电动机的功率和转矩n0

=60f1p

=60×502r/min=1500r/min转差率s

=n0－nn0=1500－14461500=0.036高等教育出版社高等教育电子音像出版社输入功率P1=3U1I1

=3×380×11.5×0.86W=11.27kW

P2

=

P1=0.82×11.27kW=9.24kW

Pm

=(1－s)Pe=(1－0.036

)×10kW=9.64kW3.8

三相异步电动机的功率和转矩输出功率电磁功率机械功率Pe

=m1I2'2R2'

s=3××10

2

W=10kW

1.20.036高等教育出版社高等教育电子音像出版社二、三相异步电动机的转矩Pm=P2＋P0T

=T2＋T0÷Ω1.电磁转矩TT

=PmPmn

=9.55

=60Pm2nT

=Pe0

=60Pe2n0Pen0

=9.552.空载转矩T0T0

=P0

=60P02nP0n

=9.553.输出转矩T2T2

=P2

=60P22nP2n

=9.553.8

三相异步电动机的功率和转矩高等教育出版社高等教育电子音像出版社

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，3.8

三相异步电动机的功率和转矩T0

T因此T

=T2=TL高等教育出版社高等教育电子音像出版社

【例3.6.2】求例3.6.1中的电动机的转矩T2、

T0

和T

。解:输出转矩电磁转矩空载转矩T2

=60P22n×609.24×103

2×3.141446=N·m=61.05N·mT0

=60P02n600.4×103

2×3.141446=N·m=2.64N·m×

P0=Pm－P2=(9.64－9.24)kW=0.4kW

空载损耗T

=T0+

T2=(2.64+61.05)N·m=63.69N·m

3.8

三相异步电动机的功率和转矩高等教育出版社高等教育电子音像出版社T

=60Pe2n06010×103

2×3.141500=N·m=63.69N·m×

T

=60Pm2n609.64×103

2×3.141446=N·m=63.69N·m×

或者3.8

三相异步电动机的功率和转矩高等教育出版社高等教育电子音像出版社3.9

三相异步电动机的运行特性

当U1=U1N，f1=f1N时，

n=

f(P2)I1

=

f(P2)T=

f(P2)

=

f