第4章异步电机

1、第四章第四章 异步电机（一）异步电机（一） 三相异步电动机的基本原理三相异步电动机的基本原理 一、一、三相异步电动机的三相异步电动机的工作原理与运行状态工作原理与运行状态 第一节第一节 三相异步电动机的工作原理及结构三相异步电动机的工作原理及结构 1 1、旋转磁场的产生、旋转磁场的产生 旋转磁场旋转磁场 一种极性和大小不变，并且以一定转速旋转的磁场。一种极性和大小不变，并且以一定转速旋转的磁场。 A-X、B-Y、C-Z三个线圈在空间上彼此互隔三个线圈在空间上彼此互隔120120分布在定子分布在定子 铁心内圆的圆周上，构成了对称三相绕组。铁心内圆的圆周上，构成了对称三相绕组。 交流电机有两大类：

2、异步电机和同步电机。同步电机的转速与交流交流电机有两大类：异步电机和同步电机。同步电机的转速与交流 电源频率之间存在严格的对应关系。异步电机则不然。异步电动机电源频率之间存在严格的对应关系。异步电机则不然。异步电动机 定子接上交流电源后，形成旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子定子接上交流电源后，形成旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子 绕组感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换。绕组感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换。 B相从相从A相后移相后移120 C相从相从B相后移相后移120 A相从相从C相后移相后移120 当三相对称绕组接上三相对当三相对称绕组接上三相对 称电源，就产生旋转磁场称

3、电源，就产生旋转磁场。 tIicos mA )120cos( mB tIi )240cos( mC tIi 四极旋转磁四极旋转磁 场示意图场示意图 1 60 s f n p 式中，式中，ns为同步转为同步转 速，单位速，单位r/min； p为极对数；为极对数； f1为交流电源的为交流电源的 频率。频率。 p n0 (r / min) 1 3000 23456 15001000750600500 旋转磁场转速旋转磁场转速n n0 0与频率与频率f f1 1和极对数和极对数p p有关。有关。 2 2、三相异步电动机的三相异步电动机的工作原理工作原理 三相异步电动机圆柱形的转子铁心上，三相异步电动机

4、圆柱形的转子铁心上， 嵌有均匀分布的导条，导条两端分别嵌有均匀分布的导条，导条两端分别 用铜环将它们连接成一个整体。用铜环将它们连接成一个整体。 三相异步电动机的定子铁心上嵌有三三相异步电动机的定子铁心上嵌有三 相对称绕组，接通三相对称电源后，相对称绕组，接通三相对称电源后， 在定子、转子之间的气隙内产生了以在定子、转子之间的气隙内产生了以 同步转速旋转的旋转磁场。同步转速旋转的旋转磁场。 转子导条被这种旋转磁场切割，在导转子导条被这种旋转磁场切割，在导 条内产生感生电流，磁场又对导条产条内产生感生电流，磁场又对导条产 生电磁力。于是转子就跟着旋转磁场生电磁力。于是转子就跟着旋转磁场 旋转。旋

5、转。 3 3、三相异步电动机的转速与运行状态三相异步电动机的转速与运行状态 异步电动机的异步电动机的工作原理决定了它的转速一般工作原理决定了它的转速一般低于同步转速。如低于同步转速。如 果异步电动机的转子转速达到同步转速，则旋转磁场与转子导条之果异步电动机的转子转速达到同步转速，则旋转磁场与转子导条之 间不再有相对运动，因而不可能在导条内感应产生电动势，也不会间不再有相对运动，因而不可能在导条内感应产生电动势，也不会 产生电磁转矩来拖动机械负载。产生电磁转矩来拖动机械负载。 右手定则右手定则 决定电流决定电流 方向方向 左手定则左手定则 决定导条决定导条 受力方向受力方向 转差转差ns-n的存

6、在是异步电动机运行的必要条件。我们将的存在是异步电动机运行的必要条件。我们将 转差表示为同步转速的百分值，称为转差率，用转差表示为同步转速的百分值，称为转差率，用s表示。表示。 同步转速同步转速 100% s s nn s n s n n 转子异步转速转子异步转速 例例4-14-1 有一台有一台50Hz的三相的三相异步电动机运行，异步电动机运行，空载转差率为空载转差率为 0.267%0.267%，额定转速为额定转速为 求该电动机的极对数、同步转求该电动机的极对数、同步转 速、空载转速以及额定负载时的转差率。速、空载转速以及额定负载时的转差率。 min/ r730 N n 解解: : 额定转差率

7、额定转差率 同步转速同步转速 1 6060 503000 s f n ppp 考虑本题的额定转速考虑本题的额定转速750r/min s n 4p极对数极对数 空载转速空载转速 0 (1)750(1 0.267%)r/min748r/min ss nns N N N 750730 100%100%2.67% 750 s nn s n 异步电动异步电动 机的三种机的三种 运行状态运行状态 二、二、三相异步电机的结构三相异步电机的结构 绕线转子异步电机剖面图绕线转子异步电机剖面图 1 1转子绕组转子绕组 2 2端盖端盖 3 3轴承轴承 4 4定子绕组定子绕组 5 5转子转子 6 6定子定子 7 7集

8、电环集电环 8 8出线盒出线盒 1 1、定子、定子 异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和基座三部分组成。异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和基座三部分组成。 定子冲片定子冲片 定子线圈定子线圈 铁心和机座铁心和机座 2 2、转子、转子 异步动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。异步动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。 1 1）笼型绕组）笼型绕组 铜条笼铜条笼 型转子型转子 铸铝笼铸铝笼 型转子型转子 笼型转子笼型转子 绕线转子照片绕线转子照片 2 2）绕线型绕组）绕线型绕组 例1 有一台50HZ、三相、四极的感应电动机转子 的转差率s=5%，试求： （1）转子电流的频率； （2）

9、转子磁动势相对于转子的转速； （3）转子磁动势在空间的转速。 解： (1)转子电流的频率 f2 = sf1 =0.0550=2.5Hz (2)转子磁动势相对于转子的转速 n2=60f2/p=(602.5)/2=75r/min (3) 转子磁动势在空间的转速 n2 + n = n2+ns(1-s)=1500r/min 例2 有一台50Hz的感应电动机，其额定转速nN 730rmin，试求该电动机的额定转差率。 解： s s = ( = (n ns s- -n nN N) /) /n ns s = 750-730/750=0.02667 = 750-730/750=0.02667 例3异步电动机的

10、基本结构。鼠笼式和绕线式异步电动 机在结构上有何不同？ 答：转子结构不同 例4旋转磁场的转向与通入定子绕组的电流相序之间的 关系。改变转子转向的方法？ 答：调换两根电源进线 例5旋转磁场的转速 n1与磁极对数 p 的关系？ 答： 60 1 p f n 例6转子的转向与旋转磁场转向的关系？ 答：相同 例7什么是转差率？表达式如何写？ 答： %100 1 1 n nn s 异步电机运行中: )%(61s 第二节第二节 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 额定功率额定功率电动机在额定运行时输出的机械功率电动机在额定运行时输出的机械功率,单位单位 kW（千瓦） 额定电压额定电压 在额定运

11、行状态下，电网加在定子绕组的线电压，在额定运行状态下，电网加在定子绕组的线电压， 单位单位 V(伏特) 额定电流额定电流 电动机在额定电压下使用，输出额定功率时，电动机在额定电压下使用，输出额定功率时， 定子绕组中的线电流，单位定子绕组中的线电流，单位 A（安培） 额定频率额定频率 我国的电网标准频率为我国的电网标准频率为 50Hz（赫兹） 额定转速额定转速 电动机在额定电压、额定频率及额定功率下的电动机在额定电压、额定频率及额定功率下的 转速，单位转速，单位 r/min（转/分） 此外，铭牌上还标明绕组的相数与接法（此外，铭牌上还标明绕组的相数与接法（星形还是三角形星形还是三角形）、绝缘）、

12、绝缘 等级及允许温升等。对绕线转子异步电动机，还标明转子的额定电等级及允许温升等。对绕线转子异步电动机，还标明转子的额定电 动势及额定电流。动势及额定电流。 1. 1. 型号：用以表明电动机的类型、用途和技术特点的代号。例如：型号：用以表明电动机的类型、用途和技术特点的代号。例如： Y132M1-4;YY132M1-4;Y是指三相异步电动机（又如：是指三相异步电动机（又如：YPFYPF系列变频调速三相系列变频调速三相 异步电动机）异步电动机） ；132132是指中心高（几何尺寸）；是指中心高（几何尺寸）；S S（M,LM,L）是指机）是指机 座代号；座代号；1 1（2 2）是指铁芯长短代号；）

13、是指铁芯长短代号； 2 2是指电机极数；是指电机极数； 2. 2. 接法：定子三相绕组的联接方法。通常接法：定子三相绕组的联接方法。通常Y Y或或D D联结。联结。 3. 3. 电压：电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。例如：电压：电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。例如： 380/220V380/220V、Y/D Y/D 是指线电压为是指线电压为 380V 380V 时，采用时，采用 Y Y联结；线电压联结；线电压 为为 220V 220V 时采用时采用 D D联结。联结。 说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低于额定值的说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低于额

14、定值的 5% 5% 。 因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高或过低因为在电动机满载或接近满载情况下运行时，电压过高或过低 都会使电动机的电流大于额定值都会使电动机的电流大于额定值, , 从而使电动机过热。从而使电动机过热。 三相异步电动机的额定电压有三相异步电动机的额定电压有380V380V，3000V, 3000V, 及及6000V6000V等多种。等多种。 4. 4. 电流：电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。电流：电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。 例如：例如： Y / D 6.73 / 11.64 A Y / D 6.73 / 11.64 A 表示星形联结表示星形联结

15、 下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73A6.73A；三角形联结下线电流为；三角形联结下线电流为 11.64A11.64A。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73A6.73A 5. 5. 功率与效率：功率与效率： 额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2P2， 它不等于从电源吸取的电功率它不等于从电源吸取的电功率 P1P1。 6. 6. 功率因数：功率因数： 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.7 0.90.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。空载时功率因

16、数很低，只有 0.2 0.30.2 0.3。 额定负载时，功率因数最高。额定负载时，功率因数最高。 7. 7. 额定转速额定转速 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。 铭牌铭牌 第三节第三节 三相异步电动机的定子绕组三相异步电动机的定子绕组 一、交流绕组的一些基本知识和基本量一、交流绕组的一些基本知识和基本量 1 1、电角度与机械角度、电角度与机械角度 电机圆周在几何上分成电机圆周在几何上分成360，这个角度称为机械角度。，这个角度称为机械角度。 若磁场在空间按正弦波分布，则经过若磁场在空间按正弦波分布，则经过N、S 一对磁极恰好相当于一对磁极恰好相

17、当于 正弦曲线的一个周期。因此，一对磁极所占有的空间是正弦曲线的一个周期。因此，一对磁极所占有的空间是360电角电角 度。可见，一个具有度。可见，一个具有 p 对磁极电机，电机圆周按电角度计算就为对磁极电机，电机圆周按电角度计算就为 p360，而机械角度总是而机械角度总是360 。 电角度电角度= p机械角度机械角度 2、线圈、线圈组成交流绕组的单元是线圈。线圈是由一匝或多匝串组成交流绕组的单元是线圈。线圈是由一匝或多匝串 联而成，它有两个引出线，一个称为首端，另一个称为末端。联而成，它有两个引出线，一个称为首端，另一个称为末端。 3、节距、节距 一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距，

18、一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距， 用用y1表示，一般用槽数计算。节距应该接近极距表示，一般用槽数计算。节距应该接近极距。 1 y 1 y整距绕组整距绕组， 1 y短距绕组短距绕组，长距绕组长距绕组 4、槽距角、槽距角 相邻槽之间的电角度称为槽距角相邻槽之间的电角度称为槽距角 若若Q1为定子槽数，为定子槽数，p为极对数，则槽距角为极对数，则槽距角 1 360 Q p 5、每极每相槽数、每极每相槽数q 每一极每相绕组所占槽数，用符号每一极每相绕组所占槽数，用符号q表示表示 （m相数）相数） pm Q q 2 1 二、交流绕组的排列和联接二、交流绕组的排列和联接 为了便于说明问题，以下

19、假设给定电机极数为了便于说明问题，以下假设给定电机极数2p=4，槽数，槽数Q1=24 1 1、极距的计算，、极距的计算， 若若2p=4，Q1=24，则则 =6 p Q 2 1 2、线圈中的电流方向、线圈中的电流方向 两极磁动 势图 四极磁动 势图 3 3、确定相带、确定相带 每个极距内属于同相的槽所占有的区域称为每个极距内属于同相的槽所占有的区域称为“相相 带带”，q=Q1/(2mp)；每个相带为每个相带为60电角度。电角度。 4、画定子槽展开图、画定子槽展开图 确定相带和应有确定相带和应有 的电流相对方向的电流相对方向 单层相绕组的单层相绕组的 一种联接方法一种联接方法 三相绕组排列和联接的

20、一三相绕组排列和联接的一 般方法为般方法为: :计算极距；计算极距； 计算每极每相槽数；计算每极每相槽数；划划 分相带；分相带；组成线圈组；组成线圈组； 按极性对电流方向的要按极性对电流方向的要 求分别构成各相绕组求分别构成各相绕组。 三、三相单层绕组三、三相单层绕组 单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组的线圈数等单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组的线圈数等 于总槽数的一半。于总槽数的一半。 以下用定子槽数为以下用定子槽数为2424，两极电机的定子绕组为例，说明单层绕，两极电机的定子绕组为例，说明单层绕 组构成。组构成。 1、计算极距、计算极距 12 12 24 2 1 p

21、Q 2、计算每极每相槽数、计算每极每相槽数 4 132 24 2 1 mp Q q 3、划分相带、划分相带 相带相带 槽号槽号 AZBXCY 第一对极第一对极23,24,1,23,4,5,67,8,9,1011,12,13,1415,16,17,1819,20,21,22 4、组成线圈组、组成线圈组 相绕组相绕组 的构成的构成 同心式同心式 绕组绕组 三相单层同心三相单层同心 式绕组展开图式绕组展开图 四、三相双层绕组四、三相双层绕组 双层绕组的每个槽内都有上下两个双层绕组的每个槽内都有上下两个线圈边，每个线圈的一个边线圈边，每个线圈的一个边 放在某一个槽的上层，另一边放在相隔节距放在某一个槽

22、的上层，另一边放在相隔节距y1的另一个槽的下层。的另一个槽的下层。 整个绕组的线圈数等于槽数。整个绕组的线圈数等于槽数。 以下用以下用3 3相相4 4极极3636槽的双层叠绕组为例，说明槽的双层叠绕组为例，说明3 3相双层绕组的排相双层绕组的排 列和联接。列和联接。 1、计算极距、计算极距 9 4 36 2 1 p Q 2 2、选择节距、选择节距 选择短节选择短节距距 8 1 y 3、计算每极每相槽数、计算每极每相槽数 3 232 36 2 1 mp Q q 并且计算槽并且计算槽距角距角 2060q 4 4、画展开图、画展开图 画出槽内线圈边（上层画出槽内线圈边（上层 边用实线，下层边用虚边用

23、实线，下层边用虚 线表示），并且编号线表示），并且编号 相带相带 槽号槽号 AZBXCY 第一对极第一对极1,2,34,5,67,8,910,11,1213,14,1516,17,18 第二对极第二对极19,20,2122,23,2425,26,2728,29,3031,32,3334,35,36 按每极每相槽数划分相带按每极每相槽数划分相带 5 5、组成线圈组、组成线圈组 第四节第四节 三相异步电动机的定子磁动势及磁场三相异步电动机的定子磁动势及磁场 一、单相绕组的磁动势一、单相绕组的磁动势 脉振磁动势脉振磁动势 （一）整距线圈的磁动势（一）整距线圈的磁动势 整距线圈磁动整距线圈磁动 势分布

24、曲线势分布曲线 整距线圈所建整距线圈所建 立的磁场分布立的磁场分布 t=0,i=Im t=90,i=0 t=180, i=-Im tINiNtxf yyy cos 2 2 2 1 ),( 整距线圈所形成的整距线圈所形成的 磁动势在任何瞬时，空磁动势在任何瞬时，空 间的分布总是一个矩形间的分布总是一个矩形 波。波。 这种从空间上看位这种从空间上看位 置固定，从时间上看大置固定，从时间上看大 小在正负最大值之间变小在正负最大值之间变 化的磁动势，称为脉振化的磁动势，称为脉振 磁动势。脉振的频率就磁动势。脉振的频率就 是交流电流的频率。是交流电流的频率。 四极整距线圈的磁动势四极整距线圈的磁动势 磁

25、场分布磁场分布磁动势分布磁动势分布 把以把以2 2 为周期的为周期的 矩形矩形磁动势波用磁动势波用 傅氏级数分解傅氏级数分解 应用傅氏级数对矩形波应用傅氏级数对矩形波 进行分解。矩形波中含有进行分解。矩形波中含有1， 3，5，奇次谐波，又对称奇次谐波，又对称 于纵轴。于纵轴。 txxxIN txFtxf y ymy cos 5cos 5 1 3cos 3 1 cos9 . 0 cos)(),( 各线圈磁各线圈磁 动势波动势波 （二）线圈组的磁动势（二）线圈组的磁动势 合成磁动合成磁动 势的基波势的基波 基波磁动势基波磁动势 矢量相加矢量相加 整距线圈的线圈组的磁动势整距线圈的线圈组的磁动势 线

26、圈组的合成线圈组的合成 基波磁动势为基波磁动势为 11 2 2 4 qyq IkNqF 2 sin 2 sin 1 q q kq 为基波磁动势为基波磁动势 的分布因数的分布因数 1、整距线圈的、整距线圈的 线圈组磁动势线圈组磁动势 例例4-24-2 一台四极三相异步电动机，定子槽数为一台四极三相异步电动机，定子槽数为36， 计算其基波和计算其基波和5次、次、7次谐波磁动势的分布因数。次谐波磁动势的分布因数。 解解 计算每相每极槽数计算每相每极槽数q和和值值 3 232 36 2 1 mp Q q 20 3 6060 q 基波分布因数基波分布因数 960. 0 2 20 sin3 2 203 s

27、in 1 q k 五次谐波分布因数五次谐波分布因数217. 0 2 205 sin3 2 )205(3 sin 5 q k 七次谐波分布因数七次谐波分布因数 177. 0 2 207 sin3 2 )207(3 sin 7 q k 2、短距线圈的线圈组磁动势、短距线圈的线圈组磁动势 q q=2,=2, = =6,6,y y1 1=5=5的的 双层短距叠绕组双层短距叠绕组 短距线圈节距缩短的角度短距线圈节距缩短的角度 11 1 yy 111)1(1 2 2 cos2 yqqp kFFF 式中式中 90sin)180180( 2 1 cos 2 cos 11 1 yy ky 称为基波磁动势的节距因

28、数称为基波磁动势的节距因数 同理，对于同理，对于v 次谐波次谐波 yvqvpv kFF2 )1( 式中式中 2 cos90sin 1 vvy k yv 称为谐波磁动势的节距因数称为谐波磁动势的节距因数 （三）相绕组的磁动势（三）相绕组的磁动势 绕组由集中的改为分布的，基波合成磁动势幅值应该打一个绕组由集中的改为分布的，基波合成磁动势幅值应该打一个 折扣折扣kq1； 线圈由整距改为短距的线圈由整距改为短距的基波合成磁动势幅值应该打一基波合成磁动势幅值应该打一 个折扣个折扣ky1；因此，由短距线圈组成的分布绕组的基波合成磁动势；因此，由短距线圈组成的分布绕组的基波合成磁动势 幅值等于具有相同匝数的

29、整距集中绕组的基波合成磁动势幅值乘幅值等于具有相同匝数的整距集中绕组的基波合成磁动势幅值乘 以系数以系数kw1=kq1ky1，称为基波绕组因数。，称为基波绕组因数。 对于对于v 次谐波次谐波 kwv=kqvkyv I p Nk F W1 1 9 . 0 对于单相绕组磁动势，可以归纳以下几点：对于单相绕组磁动势，可以归纳以下几点： 1）单相绕组的磁动势是一种空间位置上固定、幅值）单相绕组的磁动势是一种空间位置上固定、幅值 随时间变化的脉振磁动势。随时间变化的脉振磁动势。 2）单相绕组的基波磁动势幅值的位置与绕组的轴线相重合。）单相绕组的基波磁动势幅值的位置与绕组的轴线相重合。 3）单相绕组脉振磁

30、动势中的基波磁动势幅值为）单相绕组脉振磁动势中的基波磁动势幅值为 ； 而而v 次谐波磁动势幅值为：次谐波磁动势幅值为： ； 谐波次数谐波次数 越高，幅值越小。越高，幅值越小。 I p Nk v F Wv v 9 . 0 1 二、三相绕组的磁动势二、三相绕组的磁动势 旋转磁动势旋转磁动势 取取A相绕组的轴线处作为空间坐标的原点，并且以正相序方向作为相绕组的轴线处作为空间坐标的原点，并且以正相序方向作为x 的正方向，同时选择的正方向，同时选择A相电流达到最大值的瞬间为时间的起始点，相电流达到最大值的瞬间为时间的起始点， 则三相的基波磁动势为：则三相的基波磁动势为： txFf A cos cos 1

31、1 120cos120 cos 11 txFfB 240cos240 cos 11 txFfC 利用三角公式利用三角公式 )cos()cos( 2 1 coscos ) cos( 2 1 ) cos( 2 1 cos cos 1111 xtFxtFtxFf A )240 cos( 2 1 ) cos( 2 1 )120cos()120 cos( 1111 xtFxtFtxFfB )120 cos( 2 1 ) cos( 2 1 )240cos()240 cos( 1111 xtFxtFtxFfC 将三相基波磁势相加，得出三相绕组的基波合成磁动势将三相基波磁势相加，得出三相绕组的基波合成磁动势

32、) cos() cos( 2 3 ),( 111111 xtFxtFffftxf CBA 式式中中 I p Nkm FF W11 11 2 9 . 0 2 3 （m1为相数）为相数） 三相绕组合成磁动势是一个大小不变、旋转的行波，可以按以三相绕组合成磁动势是一个大小不变、旋转的行波，可以按以 下方法确定其转速。下方法确定其转速。 对于波幅这一点，其幅值恒为对于波幅这一点，其幅值恒为F1，cos(t- x/)=1, ,即即 t-x/=0， t=x/， =x/， d d dd s x tt 0t 0 t 三相绕组基波磁势合三相绕组基波磁势合 成圆形旋转磁动势成圆形旋转磁动势 11 6060 260

33、 22 s s ff n ppp 旋转磁场转速旋转磁场转速 可以得出结论，当某相电流达到最大值，旋转磁动势的幅值就可以得出结论，当某相电流达到最大值，旋转磁动势的幅值就 将转到该相绕组的轴线处。将转到该相绕组的轴线处。 如果电流是正序的，则磁动势波旋转方向是从如果电流是正序的，则磁动势波旋转方向是从A相转相转 向向B相，再转向相，再转向C相。如果电流是负序的，则磁动势波旋相。如果电流是负序的，则磁动势波旋 转方向是从转方向是从A相转向相转向C相，再转向相，再转向B相。因此，如果要改相。因此，如果要改 变三相异步电动机磁场的旋转方向，只要改变定子电流变三相异步电动机磁场的旋转方向，只要改变定子电

34、流 的相序，把定子绕组三个出线端的任意两个（例如的相序，把定子绕组三个出线端的任意两个（例如B端端和和 C端）对调即可。端）对调即可。 ) cos( 2 1 ) cos( 2 1 cos cos 1111 xtFxtFtxFf A )120 cos( 2 1 ) cos( 2 1 )240cos()120 cos( 1111 xtFxtFtxFfB )120 cos( 2 1 ) cos( 2 1 )120cos()240 cos( 1111 xtFxtFtxFfC 从而可得出从而可得出 ) cos(),( 11111 xtFffftxf CBA 1 60 s f n p ) cos( 2 1

35、 ) cos( 2 1 cos cos 1111 xtFxtFtxFf A 从上式可以看出，一个正弦分布的幅值为从上式可以看出，一个正弦分布的幅值为F1, ,的脉振磁势波可以分的脉振磁势波可以分 解为两个幅值相等、转速相同、转向相反的旋转磁动势波，其幅值解为两个幅值相等、转速相同、转向相反的旋转磁动势波，其幅值 均为均为F1/2，转速均为同步转速。转速均为同步转速。 三相基波合成磁动势具有以下特性：三相基波合成磁动势具有以下特性： 1）是一个旋转磁动势，转速均为同步转速）是一个旋转磁动势，转速均为同步转速 ，旋转方向决定，旋转方向决定 于电流的相序。于电流的相序。 2）幅值）幅值F1不变，为各

36、相脉振磁动势幅值的不变，为各相脉振磁动势幅值的1.5倍，旋转幅值轨迹是倍，旋转幅值轨迹是 一个圆。一个圆。 3）三相电流中任意一相电流瞬时值达到最大值时，三相基波合成）三相电流中任意一相电流瞬时值达到最大值时，三相基波合成 磁动势的幅值，恰好在这一组绕组的轴线上。磁动势的幅值，恰好在这一组绕组的轴线上。 1 60/ s nfp t=0 ,iA=Im t=120, iB=Im t=240, iC=Im t=360, iA=Im 需要指出需要指出, m相对称绕组中通以相对称绕组中通以m相对称电流时，所形相对称电流时，所形 成的成的m相合成磁动势也是圆形旋转磁动势，其幅值为各相相合成磁动势也是圆形旋

37、转磁动势，其幅值为各相 脉振磁动势幅值的脉振磁动势幅值的m/2，其转速仍为同步转速。，其转速仍为同步转速。 用同样方法可以分析各次谐波磁动势。用同样方法可以分析各次谐波磁动势。 当当v=6K-1, (K=1、2、3、)（即即：v=5、11、），谐波合成磁动谐波合成磁动 势的旋转方向与基波合成磁动势的方向相反；势的旋转方向与基波合成磁动势的方向相反； 当当v=6K+1,(K=1、2、3、)（即：即：v=7、13、），谐波合成磁动势谐波合成磁动势 的旋转方向与基波合成磁动势的方向相同；的旋转方向与基波合成磁动势的方向相同； 谐波合成磁动势的转速为谐波合成磁动势的转速为n0v=n0/v ； 当当v=

38、6K-3,(K=1、2、3、)（即：即：v=3、9、），谐波合成磁动势等谐波合成磁动势等 于零。于零。 例如，三次谐波表达式为：例如，三次谐波表达式为： txFf A cos 3cos 33 )120cos( 3cos)120cos()120 (3cos 333 txFtxFf B )240cos( 3cos)240cos()240 (3cos 333 txFtxFfC 0)120cos()240cos(cos 3cos 33333 tttxFffff CBA 三、三相异步电动机的定子磁场三、三相异步电动机的定子磁场 当对称三相绕组接通对称三相电源后，在气隙内建立一种以同当对称三相绕组接通对称

39、三相电源后，在气隙内建立一种以同 步转速旋转的磁场。它是异步电动机的主磁场。异步电动机中的谐步转速旋转的磁场。它是异步电动机的主磁场。异步电动机中的谐 波磁场作为漏磁场来处理。波磁场作为漏磁场来处理。 第五节第五节 三相异步电动机定子绕组的电动势三相异步电动机定子绕组的电动势 一、线圈的感应电动势一、线圈的感应电动势 气隙磁密分布气隙磁密分布 xBB mx sin 1 讨论定子绕组内感应电动势时，气隙磁场切割定子绕组可以看讨论定子绕组内感应电动势时，气隙磁场切割定子绕组可以看 成下图中所示的转子旋转，在定子绕组中所感应产生的电动势。成下图中所示的转子旋转，在定子绕组中所感应产生的电动势。 瞬时值的表达式瞬时值的表达式 有效值的表达式有效值的表达式 tNe yyy sin 1)( 11)