第02讲异步电机的磁势平衡和电势平衡

第02讲异步电动机磁势平衡和电势平衡运行时电磁过程磁势平衡电势平衡1.运行时的电磁过程定子上的三相对称绕组接三相对称电源，在电机气隙空间产生圆形旋转磁场，其转速为同步转速n1。转子上的多相对称绕组切割定子旋转磁场，产生多相对称的感应电势和电流，在电机的气隙空间产生又一个圆形旋转磁场，称为转子旋转磁场，相对于转子自身的转速为Dn。一、两个旋转磁场定子旋转磁场的转速n1由电源频率f1。

转子旋转磁场相对于转子自身的转速n2由转子绕组中感应电流的频率f2决定；f2由转子绕组切割磁力线的速度Dn决定。转子旋转磁场相对于定子的转速为转子本身转速n加上n2。两个旋转磁场在空间同向同速(同步)旋转，相对静止二、异步电动机的运行时的电磁过程异步电机中的实际磁场为两个旋转磁场的矢量合成磁场，合成磁场仍然为圆形旋转磁场。与变压器类似，异步电机运行时的磁通量由电源电压决定，电源电压不变时，磁通量F(主磁通)、励磁磁势Fm(产生主磁通所需的磁势)、励磁电流Im(由定子绕组单独产生励磁磁势所需的电流)均认为固定不变。理想空载时，定子绕组的电流I0即为励磁电流Im

，相应的空载磁势F0即为励磁磁势Fm

。加载后，转子减速，转子绕组产生电流I2并形成转子磁势F2

，并试图改变电机中的总磁势Fm

。为了维持电机中总磁势Fm不变，定子电流将增加一个分量I1L

，形成一个抵消转子磁势F2的磁势F1L

。负载越大，转子电流I2越大，转子磁势F2越大，定子电流中的负载分量I1L也越大。负载分量I1L占定子电流I1的绝大部分，所以，定子电流I1随着转子电流I2的增大而增大，即随着负载的变化而变化。理想空载时，转子电流为零，转子磁势也为零，只有定子绕组产生磁势。定子绕组的电流I0即为励磁电流Im

，相应的定子磁势F1称为空载磁势F0，空载磁势F0即为励磁磁势Fm

。转子带载后，转子电流I2产生转子磁势F2，定子磁势的磁势将增加一个负载分量F1L,定子电流也增加一个负载分量I1L

，但电机中的总磁势仍为Fm

。定子电流中的负载分量与转子电流同时变化。2.磁势平衡定子绕组接到三相对称交流电源后，加在定子绕组上的电压必须得到平衡。平衡电源电压的量有三个：主磁通在定子绕组中产生的感应电势E1、漏磁通在定子绕组中产生的感应电势E1s以及定子绕组电阻上的压降I1R1。

E1是最主要的平衡力量。忽略次要因素后，可以认为电源电压在数值上约等于E1。

E1与电机总的主磁通F成正比，而是由定子绕组与转子绕组的总磁势产生F1+F2产生的。

当电源电压不变时，无论负载大小如何，总磁势F1+F2应保持不变，这一原理称为磁势平衡。总磁势就是励磁磁势Fm。由定子绕组产生总励磁磁势Fm所需的电流为励磁电流Im，它等于空载电流I0。3.电势平衡一、定子电路的电势平衡方程定子绕组接到三相对称交流电源后，加在定子绕组上的电压必须得到平衡。平衡电源电压的量有三个：主磁通在定子绕组中产生的感应电势E1、漏磁通在定子绕组中产生的感应电势E1s以及定子绕组电阻上的压降I1R1。二、转子电路的电势平衡方程当转子以转差率s旋转时，转子绕组切割主磁通F1时产生转子电势E2s和转子电流I2。转子电路的频率为f2=sf1。转子电流I2流过转子电路时将产生转子漏磁通F2s并形成漏抗压降I2X2ss;同时产生电阻压降I2R2。例题

一台50Hz下运行的4极异步电动机，额定转速nN=1425r/min，转子电路参数R2=0.02W，

X2s=0.08W，定转子每相有效匝数比ke=10，当E1=200V时，求：（1）起动瞬间，转子绕组每相的E2、I2、cosj2及f2;（2）额定转速时，转子绕组每相的E2s、I