第五章 异步电机(5)

1、1第五章第五章 异步电机异步电机2本章重点本章重点 异步电机的基本结构和工作原理 异步电动机的等效电路和相量图 异步电动机的功率及转矩平衡方程式 电磁转矩的计算及转矩特性 异步电动机的工作特性 三相异步电动机的起动、制动与调速3。电机（也叫感应电机）速不同步，故称为异步与转子转机，定子绕组旋转磁场异步电机是一种交流电什么是异步电机？一、机使用。异步电机也可作为发电）（；域广泛应用的控制电机航天，航空等高科技领）（异步电动机；采用的单相风扇、电冰箱、空调中家用电器，例洗衣机、）（它作为原动机；设备与轻工机械等都用冶金、矿山中，例如机床、水泵、广泛应用于工农业生产）（用途用途、分类、特点二、432

2、1. 1几点说明：4数降低。功率，使电网的功率因载，从电网吸收无功异步电机是一个感性负）（；调速性能较直流电机差）（缺点：好的工作特性。具有较高的效率和相当耐用，可靠，价格低廉，坚固优点：结构简单，运行特点21. 3机步电机和鼠笼型异步电从结构分：有绕线式异电机和单相异步电机；从相数分：有三相异步分类. 255.1 异步电动机的基本结构异步电动机的基本结构(basic structure of induction motor ) 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，在定子两端有端盖支撑转子6放置定子绕组）（；构成电机磁路的一部分）（定子铁心的作用：、机座三部

3、分组成由定子铁心、定子绕组一、定子21. 17、半开口槽开口槽槽形有三种：半闭口槽8能量转换。通过电流，以实现机电应电势，部分，其主要作用是感定子绕组是电机的电路定子绕组的作用. 2绕线、下线、浸漆烘干定子绕组的制作）（分：单层和双层。定子绕组在槽内的布置）（21电角度。差间放置上互、形状完全相同，在空组的线径、型号、匝数即三相绕绕组为三相对称绕组，三相异步电动机的三相01209支撑定子铁心；散热固定电机；机座的作用：. 3机座表面上有散热片。为了增加散热面积，在）（程中的各种作用力；能承受运输和运行过有足够的强度和刚度，）（要求：2110鼠笼式和绕线式。转子绕组的结构型式：电流，产生电磁转矩

4、。电势，流过机电路的一部分，感应转子绕组的作用：是电和浇铸转子绕组。槽中放置磁路的一部分；在转子转子铁心的作用：作为. 3. 2. 1。绕组、转轴三部分组成转子由转子铁心、转子二、转子11应用广泛。济耐用，构简单，制造方便，经鼠笼型转子的特点：结鼠笼式转子1213绕线式转子的结构绕线式转子的结构14。格昂贵，运行可靠性差转子绕组结构复杂，价）（。电机的起动和调速性能，以改善子回路中引入附加电阻可通过滑环和电刷在转）（绕线转子的特点：2115。般为许达到的最大数值，一条件所能容采用的最小气隙为机械和运行不可靠，因此，使装配困难度，但是气隙过小，将的方法是缩短气隙的长电流最有效的主要原因，减小激磁

5、步电动机功率因数较低过大是异功电流，因而激磁电流激磁电流中大部分是无大的多。激磁电流也比变压器的器大，因而异步电机的阻远比变压在，异步电机磁路的磁一气隙，由于气隙的存间必须有电动机的定子和转子之和其它电机一样，异步三、气隙mm5 . 12 . 016主磁通分布情况主磁通分布情况17 of asynchronous motor )。磁场势，从而产生基波旋转波旋转磁电流，气隙中将建立基绕组中将流过三相对称，定子绕组接到三相电源上时当三相异步电动机定子)60(11Pfn 行讨论。种不同的转速范围来进速大小相关，下面分三性质与转，由于这种电磁转矩的相互作用产生电磁转矩旋转磁场流，该电流与气隙中的子绕组

6、中产生相应的电并在转转子绕组中感应电动势这个旋转磁场在短路的Pmin)(1rn18中的一个重要物理量。转差率，是异步电动机；条件：。电网，转子轴上接负载作法：三相定子绕组接SSnnnSnn100. 2. 11110105020:. 3111的变化范围：的变化范围：电机在作电动机运行时转。机正常运行时，电磁转距的条件，转差是异步电动机产生电分析：Snnnnnnnn一、电动机的工作状态19原理分析条件：旋转（输入机械功率）转子绕组被原动机拖动）（向电网输出电功率）定子绕组接在电网上（）（作法. 30. 221. 11Snn二、发电机运行状态2010. 221. 1Snn或反转，所以条件：因转（输入

7、机械功率）转子被外力带动反向旋）（上（输入电功率）三相定子绕组接在电网）（作法三、电磁制动状态21以保证人身安全。，限制了重物的下降速度动状态，电磁制动转矩时一般工作在电磁制吊车或起重机下放重物）（即时的转差率必大于为负值，因此制动运行即子逆着磁场方向旋转，在制动运行时，由于转1111nnnSn22感应电机。，所以又称为是由定子磁场所感应的于异步电机的转子电流，故称为异步电机，由，都是在上述三种运行状态中发电机电动机电磁制动总如下：将以上三种运行状态汇的不同运行状态，的不同数值标志着电机和综上所述，四、总结111010100nnSSSnnnnnSn235.3 异步电动机的额定值异步电动机的额定

8、值(rated value of asynchronous motor) 。或功功率），单位为功率（轴上输出的为有轴端输出的机械额定情况下运行时，由电机在制造厂所规定的三、额定功率。位为定子绕组的线电流，单输出额定功率时，电压、额定频率，轴端额定运行时，施加额定二、额定电流，单位为：加在定子绕组的线电压电机额定运行时，规定一、额定电压KWWPAIVUNNNNNNNNIUPcos3NNNNIUPcos31额定输入功率额定输入功率额定输出功率额定输出功率24不同的接法。以便于采用两种端子都引到接线板上，通常将三相绕组的六个改接的需要，电源上，为了满足这种形就可用于则改接成，接时，额定电压为情况而定

9、，例如电压和电源电压的配合形，视额定形，也可接成组可接成三相异步电动机定子绕六、接法。分转转子的转速，单位为：定功率输出时，额定频率下，轴端有额指电动机在额定电压，五、额定转速VVYYnN220380。为异步电动机的额定频率国内用的，因此除外销电机外，我国电网频率为四、额定频率HzHzfN505025率因数。机的额定效率和额定功除此之外，还有异步电26of asynchronous motor)平衡方程式。衡方程式及转矩从等效电路得到功率平）（和等效电路通过折算，得出相量图）（引出基本方程式）（电磁过程分析异步电动机内部的）（分析方法432127达到稳定运行状态。和电流趋于改变使定子、转子感应

10、电势磁场图改变定子磁势形成的企形成转子磁势转子电流子电势、转子电势产生定截切定、转子绕组旋转）（以旋转磁场形成流过三相对称电流三相定子绕组加电压一、电磁过程11nF28系统1.I关系机内部各物理量之间的二、达到稳定状态时电系统2.I1.1F1.E11jXR 0FmBm.1.ESE2.2.SjXR22SE2.1U2F29平衡方程式三、异步电动机的磁势和转速。面分析转子磁势的转向，下，也一定产生旋转磁势转子绕组中流过电流时在对称的多相绕组，所以由于转子绕组也是一个与幅值转子磁势的转向、转速. 1301F2a2b2c转子磁势的转向）（ 1为三相对称的转子绕组、222cba定子旋转磁势1F2.2.2.

11、2.2.2.cbacbaIIIEEE转子感应电流相序为：转子感应电势相序为：也是逆时针旋转逆时针转转向相同。与定子旋转磁势结论：转子旋转磁势2112*FFFF31111602Pfn 旋转磁场转速为：旋转磁场，组中流入三相电流产生异步电动机定子三相绕转子磁势的转速）（1111111216060SfnnnnPnnPfnnn）（的频率为，转子感应电势、电流为：子绕组的相对速度，则定子旋转磁场与转若转子转速为nnSnPSfPfn11112226060场相对于转子的转速为转子电流产生的旋转磁32止。转速，总是保持相对静具有相同的转向和与定子磁势转子磁势结论12*FF行状态。立的，即适用于三种运子的任何转

12、速都是成注意：以上结论对于转33足这一条件。则在任一转速下都能满数设计得和定子一样，称多相转子绕组的极对对于异步电机，只要对而实现机电能量转换。定的平均电磁转矩，从只有这样，才能产生恒运行的必要条件，因为是一切电机能够正常定、转子磁势相对静止强调指出：34电流。分别为定子和转子的相和系数，的每相串联匝数和绕组分别为定子和转子绕组、相数；分别为定、转子绕组的、式中：转子磁势的幅值）（2122112122222111119 . 029 . 023IIKNKNmmKPNImFKPNImFNNNN35LLIIIIIIFFFF1.0.1.1.0.1.2100. 2两个分量和解成分，把定子电流仿照变压器的

13、分析方法。气隙合成励磁磁势磁势平衡方程式3621212102101011.0.1.0FFFFFFFFFFFFFIIILLLLL）（子磁势的负载分量。子电流的负载分量和定分别称为定和此我们把机的负载情况而变，因的大小随电动和）。由于者互相抵消，合成为另相平衡（两系统产生的磁势基波好与转子电流恰系统产生的磁势基波定子电流负载分量LLLLFIFIFIFI112222.11.37比为定转子绕组的电流变其中：根据磁势计算公式得：iNNLiiNNLNLNKKNKNmmIIKIKIKNKNmmIIPKNmIPKNm221121122.2.1122121.2.2221.1111029 . 029 . 038磁

14、势平衡式要掌握。）（第一条；在任何转速下都能满足，等于定子绕组的极对数只要转子绕组的极对数）（转矩；机才能产生恒定的电磁只有满足上述条件，电）（正常运行的必要条件；静止，是一切电机能够在空间保持相对转向相同，转速相同，与）（强调以下几点：432121FF3911.1.11111111144. 4. 1XIjEXEKNfEEnNm上的压降。流在漏电抗漏磁电势看成是定子电，将磁电势将在定子绕组中产生漏定子漏磁通：，感应电势的有效值为在其中感应电势定子绕组，并旋转的旋转磁场，切割以同步速定子电势平衡方程式和谐波漏抗。部漏抗包括了定子槽漏抗、端是定子每相漏电抗，它式中1X平衡方程式四、异步电动机的电势

15、40平衡方程式四、异步电动机的电势11111144. 4. 1NmKNfEEn：在其中感应电势定子绕组，并旋转的旋转磁场，切割以同步速定子电势平衡方程式11.1.11XIjEE磁电势将在定子绕组中产生漏定子漏磁通抗。抗、端部漏抗和谐波漏包括了定子槽漏是定子每相漏电抗，它式中1X4111.1.RIUR定子绕组电阻压降：AX1.E1.EAX1.E1.E定子绕组的漏阻抗式中：11111.1.111.1.11.11.1.11.1.1.1.)(jXRZZIEjXRIERIXIjERIEEU42121Sff 频率为：转子绕组中感应电势的转子绕组的电势）（。率很低，一般只有频之间，所以转子电势的在通常很小动

16、机的转差率在额定运行时，异步电HzSSNN3106. 0015. 0转子电势平衡方程式. 243221222244. 444. 4NmNmSKNSfKNfE电势为：在转子绕组中感应的主磁通当转子转动时，旋转的m2222121244. 410SEEKNfEffSnSNm所以：子绕组的感应电势为：，此时转），则，如果转子静止（44转子绕组的阻抗）（222122222SXLSfLfXS212222LfXXL的漏电抗转子静止时，转子绕组转子绕组的漏电感式中：45漏阻抗为：，转子绕组的每相相电阻为成正比。转子绕组的每差率也是一个变数，它与转转子转动时的漏磁电抗2R222jSXRZS22.2.2.SXIj

17、ESES46：组的电势平衡方程式为霍夫第二定律，转子绕为另，因此，根据基尔时电压态，此自成闭路，处于短路状感应电动机的转子绕组转子电势平衡方程式）（23USE2.2SXSE2.2SX子电势平衡方程式。上式为转子旋转时的转)(222.2.2.22.jSXRIEEZISSS47222.222.2.jSXRESjSXREIS的频率相同的频率应和SEI2.2.12Sff 即转子电流)4(222222）（SXRSEI）的时间相位角（滞后于2.2.2.ESEIS2212RSXtg48of asynchronous motor) 为得到等效电路一、为什么折算？)()(222.2.111.1.1.SSjXRI

18、EjXRIEUSE2.2SX49频率折算。称为去代替实际旋转的转子用一个等效的静止转子什么是频率折算？二、频率折算*递。质不变，不影响能量传保证折算前、后电磁本折算的条件*递关系不变。不变，即可保证能量传势要保证折算前后转子磁去影响定子的，因此只磁势通过电的直接联系，转子是由于异步电机定转子无22FF50变。不变，能量传递关系不及相位不变，就可保证的大小情况下，只要保证在转子有效匝数不变的22.FI222.229 . 02NKPNImF 222.2.222.2.*jXSREIjSXRESI如何折算？)12Sff （)(12ff 51等效静止电路*。及相位便与旋转时相同止电机转子电流的大小，则等

19、效静变为的每相总电阻由原来的，使转子绕组中串入电阻在等效的静止转子绕组SRRSSRRRSS22222112.E21RSS52不变。电磁本质能量传递关系电机中保持原来的数值，因而定子中的磁势和电流均，这样子磁势的作用也不会变间相位也不变，故对定的大小及空都未改变，因此转子电流的大小及相位电路，的电路变换成静止时的由于从原来转子转动时2F53。是附加电阻的物理意义耗）是有功功率，这就机械损耗及附加损轴上输出机械功率机械功率的总的机械功率（轴上产生了实际电机轴上所产生就代表中的电功率消耗在2222211RSSImRSS的物理意义附加电阻21*RSS54绕组。绕组来代替原来的转子的等效，绕组系数为，匝

20、数为用一个相数为什么是绕组折算？111*NKNm不变。转子上的各种功率保持，小和空间相位保持不变折算前后转子磁势的大三、转子绕组的折算折算的条件*55量和参数表示折算后转子边的电、电量和参数表示折算前的转子边的、令如何折算？、2222.2.2222.2.*FXRIEFXRIE2.2.1112222.2.2222.1112129 . 029 . 01IKIKNmKNmIIPKNmIPKNmFiNNNN的大小应保持不变算前、后根据上述折算条件，折电流折算）（定转子绕组的电流变比式中：222111NNiKNmKNmK 56）（下：示的磁势平衡方程式如根据前面推出用电流表2.1.0.2.1.2.111

21、2220.1.0.1.IIIIIIKNmKNmIIIILNNL磁势平衡方程式。上式也是用电流表示的mNmNmKNfEKNfE.1112.2212.44. 444. 42折算后转子感应电势为折算前转子感应电势为不变，因此通主磁磁势不变，则气隙中的由于折算前后定、转子电势的折算）（571.2.2.22112.22112.2.EEKEKNKNEKNKNEEeNNNN比定、转子绕组的电压变式中：2211NNeKNKNK 2222111222222111221IEmImKNmKNEKNKNmIEmNNNN）（）（的视在功率为：折算后异步电机转子边内部的功率关系。折算方法不会改变电机，按上述的视在功率相等

22、，因此所以，折算前后转子边58变比称为定转子绕组的阻抗上式中：同理：）（）（）（所以：变。即功率和无功功率不应改算以后，转子边的有功不变，因此折间的功率传递关系保持由于折算前后定转子之阻抗的折算ieZZZieNNNNiKKKXKXRKRKKRKNmKNmKNmKNmmmRIIKmmRIImmRXImXImRImRIm222222221112221111222221222221222222222122222221)3(59）。（，阻抗和电阻乘以电流除以，乘以定子侧时，电压、电势把转子电路各量折算到结论：ieZZieKKKKKK系的等效电路。个只有电联变压器一样可以得到一电机的研究方法，如同以简化

23、异步子绕组进行折算后却可具有等值的效果，但转有电磁关系系，从定子方面看，所转子之间的能量传递关会改变定、子各量进行折算，并不按照上面折算方法把转）（方程式折算后的转子电势平衡222.22.2.*jXSRIZIE60(equivalent circuit and phasor diagram of asynchronous motor )行情况。不会改变定转子边的运）联结起来，而、电位点（故可以把它们之间的等样的大小，边的感应电势也具有同组折算以后，定、转子率，经过绕定转子便具有相同的频经过上述频率折算后，bbaa.61型等效电路一、T62形等效电路。，于是得到阻串一个等值电后，在激磁回路中还应

24、样，考虑铁心损耗影响压器一的一个电抗），如同变磁通电抗（对应于铁心中主称为激磁，这个绕组的电抗绕组中产生感应电势个产生主磁通，以便在这，绕组中流过的电流为然，这个组合并成一个绕组，显如果将这两个并联的绕TRXEEIIIImmm2.1.0.2.1.0.63短路，由此得出）。异步电动机堵转时称为。（所以当于变压器的短路运行，这时的感应电机便相当转子不转时，于变压器的空载运行，这时异步电机便相当路，等效电路的二次侧开转时，同，当转子以同步速旋的变压器相侧接有纯电阻负载步电动机，同一台二次运转的异率可以看出：一台以转差与变压器等效电路比较1012SSRSSS64一个有力工具。和计算异步电机性能的效电路

25、是分析种运行特性。因此，等计算出异步电动机的各从等效电路中利用求解电路的方法，得，从而可以很方便地验的方法求路中的各个参数可用实和变压器一样，等效电65mZIEEEIIIjXSRIEjXRIEUT0.1.2.1.2.1.0.222.2.111.1.1.*）（）（方程式组型等效电路可写出基本对应于6608. 103. 11111mXX修正系数：型等效电路等效。型等效电路与才能使改，时对电路进行必要的修引入一个校正系数，同较大的误差，因此必须移至电源端会引起），故直接将励磁支路）（在异步电动机中，）（变压器中的气隙，激磁电流较大（异步电机中，由于存在。在去而得到简化等效电路得简便，把激磁电流略等效

26、电路的计算工作变杂，在变压器中为了使电路，计算起来比较复型等效电路是一个复联准确简化电路二、简化等效电路TIIIITNN%2520%52*0067型等效电路。计算可用路，计算机计算可采用简化等效电化等效电路如下。手工，因此可得简的异步电动机，对于容量大于简化等效电路TKW1100*168图。画出异步电动机的相量根据基本方程式组，可三、相量图mZIEEEIIIjXSRIEjXRIEUT0.1.2.1.2.1.0.222.2.111.1.1.*）（）（组型等效电路基本方程式对应于69）；（平衡方程式三角形，构成转子电势组成电势，两者与电势超前同相位，漏抗压降与，电阻压降角，滞后；滞后于它感应的电势

27、为参考相量，由取主磁通如下：，相量图的作图步骤、知：时的相量图相同。如已变压器带有电阻性负载）时，其相量图与状态（异步电机运行于电动机222.2.2.02.22.2.22.221222.2.02.1.2121111190. 290. 1cos0jXSRIEEIXIISRISRXtgEIEEKKXXRRSIUnnmmie70。）可画出（，由耗角一个不大的铁超前由于有铁耗，激磁电流1.2.0.1.0. 3IIIIIm）（衡方程式。，满足定子侧的电势平，三者之相量和为前超同相位，与，而超前于111.1.1.1.01.11.1.11.0.1.9090. 4jXRIEUUIXIIRIEm71说是一个感性

28、负载。即异步电动机对电源来，必然滞后于电源电压电流从电源输入，所以定子功率都要功率，这些感性的无功磁场也需要一定的无功转子的漏的无功功率，维持定、生气隙主磁通需要一定。因产子的漏抗压降所引起的是由激磁电流和定、转主要角称为功率因数角。这，滞后的于电源电压总是滞后动机的定子电流由相量图可知，异步电图形分析1.1.11.1.*UIUI72耗与实际值相同。值算出的转子功率，损用折算的条件下进行的，所以由于折算是在功率不变式重新折算回去。利用折算公子边的实际值，还必须是实际值，如要得到转，而不电势、电流都是折算值由等效电路算出的转子实际值；定子边的量都是电机的由等效电路算出的所有行情况）；都可代表整个

29、电机的运运行时，其中任何一相在对称理量都是一相的数值（三大数学工具中的各物必须注意以下几点：. 4. 3. 2. 173 of asynchronous motor)测定其参数。空载试验和短路试验来通过已制成的异步电机可以如同变压器一样，对于，、性，必须先知道参数：算异步电动机的运行特为了利用等效电路去计mmXRXRXR221174。、机械损耗、铁耗、励磁电抗测取励磁电阻实验目的一、空载实验mecFemmppXR. 1回升。）时，变化，所以，转速发生明显很小。随着很大时，空载特性曲线。（空载，并绘制，转速，空载损耗，空载电流记录电动机的端电压，升为止。在这个过程中变化，空载电流明显回到电动机转

30、速发生明显空载电流逐渐减少，直开始，逐渐降低电压，）电压从（机供电，使定子端载，用三相调压器对电实验时电机轴上不接负实验方法0020210011103 . 11 . 12IIRSSSnIRSSSnnnpIUUN75上。，空载附加损耗耗，机械损，铁耗耗在定子铜耗不计。定子输入功率消子铜耗可以忽略行时，转子电流小，转由于异步电动机空载运损耗分离数据处理01201*. 3admecFepppRIm012010admecFepppRImp即：01201000admecFepppRImppp铜耗，得从输入功率中扣除定子760120100admecFepppRImpp直线。的关系曲线近似为一条与成正比，故

31、近似认为与电压的平方的平方成正比，因而可可以认为与磁密以认为是常数；机转速变化不大时，可大小无关，在电动与电压耗的三项损耗中，机械损在210010UpppUppadFemecmecpp代表机械损耗轴交点之值其延长线与0。，从而分离得到铁耗值估计分离，也可以根据统计铁耗可以用其它实验将它与小，空载时附加损耗相对较Feadpp077可以求出：空载损耗，一相，相电流相电压由空载实验测得的额定参数求取0010*pIU2011010102200200001000IpRXXXXXXXSnnRZXIpRIUZFemmm励磁电阻：将由短路实验测出。式中：所以：，转子支路近似开路，由于电动机空载，78漏抗。定、

32、转子短路阻抗，转子电阻，短路实验的目的是测定实验目的二、短路实验. 1）。（），（路特性：，作出异步电动机的短输入功率，定子端，定子电流子绕组端电压开始逐渐降低，记录定）（定子端施加电压，从实验时将转子堵住，在实验方法KKKKKKKNKKUfpUfIpIUUUU4 . 0. 279（一相功率）。（相电压），压短路电出对应于额定电流时的根据短路特性曲线，求数据处理KKpU. 3222KKKKKKKKKRZXIpRIUZ80）（）（可得：，并考虑并近似认为：，忽略由于根据短路的等效电路，20220002100121021XRXXXXXXXXXRRRXXXXXRRXKKKmmmm可直接用电桥测出）（

33、注：路，这时励磁支路可近似认为开很大，对于大型电动机，由于1212121RXXXRRRXKKm81 parameter calculation )本节研究的问题。每相参数如何确定，是极对数、端环构成，其相数、鼠笼型转子绕组由导条换。不能稳定地实现能量转势就不能相对静止，就转子磁动定子极对数，否则定、必须使转子极对数等于绕组时，数和极对数，设计转子绕线式转子有明显的相用于笼型异步电机。的原理，其结论完全适动机机入手，分析了异步电以上从绕线式异步电动82同相位。的绕组，其中的电流应来分的，即属于同一相电流的相位为交流电机的相数是按的电流的相位情况，因个导条中，必须首先分析它的各要确定鼠笼转子的相数

34、如何确定相数？一、鼠笼转子的相数. 1对称的多相绕组。的，因此实质上是一个构是对称端被端环短路，整个结鼠笼转子的所有导条两多相绕组鼠笼转子是一个对称的. 2等于转子导条数。，则笼形转子的相数子槽数）为设转子总导条数（即转的一相。条就构成独立的相位，所以每一根导感应电势及电流有不同各导条中的场中的位置不同，因而由于每根导条在气隙磁2Z22Zm 即：8320360. 3ZPPr电流的相位差为：势及，则相邻两导条感应电数为若气隙旋转磁场的极对及电流的相位差相邻两导条中感应电势121121. 422NKN；。即：匝，而绕组系数为为相串联匝数，相当于半匝，所以每由于每相只有一根导条匝数呢？能否作到，那么

35、鼠笼转子的极数组的连接作到转子可通过绕电机无法工作，绕线式产生恒定的电磁转矩，否则不能、转子极数必须相等，通过前面分析可知，定二、极数2121. 1PPPP84角。滞后于抗的波形，若考虑漏流定倍数，而导条中的电另点相同，幅值相差固波过也是正弦波，与，所以，因为密沿气隙的分布情况，表示磁展开图，图中右图画出了笼型转子的222222sssmsmsmeiiBeBeB流分布定极数）内电流方向相反（看电相同，相邻内电流方向流的分布，同一转子极数取决于转子电. 285四极，故得如下结论：布也为子导条中感应的电流分气隙磁场为四极，则转；如果的电流分布也形成两极磁场在鼠笼导条中感应隙布情况可见，二极的气从上述

36、各导条中电流分. 3导条的数目无关。与转子子绕组的极数相等。而鼠笼转子的极数恒与定结论：*86 equation of asynchronous motor)进行能量转换的关键。以，电磁转矩是电机中实现的，所，都是通过电磁转矩来量之所以能够来回转换成电能，能能，后者把机械能转换前者把电能转换成机械电机运行，机运行，也可以作为发异步电机可以作为电动掌握的知识。电机中能量转换所必须，也是研究矩和其它物理量的关系衡关系，以及功率与转种功率的平功率，可见，电机中各速度等于产生或消耗的矩乘以角生或消耗的能量，而转功率是单位时间内所产871111111cos. 1IUmPPSnP：输入的功率为）稳定运行时

37、，从电源（转差率当异步电动机以转速电网输入功率一、各种功率分析121111. 2RImppcucu定子铜耗88mFeFeRImpHzfp201225 . 0. 3即：子铁耗。此，电动机铁耗只有定，因，故转子铁耗可以忽略）子频率很低（速，转动机的转速接近同步转在正常运行时，异步电铁耗89ememPPP磁功率到转子的功率，称为电隙由定子传递于电磁感应作用通过气送入转子，这部分借助后，余下的功率全部减去定子铜耗和铁耗之从输入功率电磁功率1. 4FecuemppPP1190或：”型等效电路可知：由“22212221222122211cosRSSImRImPSRImIEmPTemem）中用折算到定子侧，

38、所以式（注意：因等效电路已夹角）与转子电路的功率因数（其中：12.2.2mIE91）（。其中一部分为转子铜耗分组成，子侧的电磁功率由两部从上式可知，传递到转转子铜耗SRImPSPRImppememcucu2221222122. 592emememcuemmeccumecPSSPPRSSImpPPRSSpP）（的总机械功率。电功率转换而来上的电功率，它代表由模拟电阻后，余下的就是消耗在铜耗从电磁功率中扣除转子总机械功率111. 6222122293式选取。易计算，通常用经验公附加损耗不存在着附加损耗此外，定子和转子中还。耗承摩擦等引起的机械损转子转动时还存在着轴载，因为率并不能全部输出给负电机所

39、产生的总机械功和附加损耗机械损耗,. 7admecadmecpppp电机的额定功率式中：）（对于铸铝笼型转子：加损耗取：对于铜条笼型转子的附NNadNadPPpPp%31%5 . 094admecmecadmecmecppPPPppP22. 8。出的机械功率才能得到电机轴上所输后和附加损耗中减去机械损耗从总机械功率轴上所输出的机械功率2PadpmecpmecP2cupemPFep1cup1P流程图表示之间的关系，可用功率将以上各种功率和损耗二、功率流程图952222122211PppPPpppPppppppPpPpppppPadmecmecadmeccuemadmeccuFecuadmeccu

40、Fecu为电动机的总损耗三、功率平衡方程式；四、总结几个公式22212222122211RImpRSSImPSRImPcumecemSPSpPPSPSPppPPmeccuememmecemcucumecem11222；）（；三者之间的重要关系、根据上式，可得96之间。）（率异步电动机满载时的效）（电机的效率。、，即可算出及上式说明：只要知道以提高效率。）很小，（异步电动机正常运行时愈大，效率愈低，所以愈大，说明：%9374%1001%100%100. 3. 205. 001. 0. 111112222NmecemcucuemcuPpPpPPPPPSnpSSpSSPp97 )）阻转矩（对应输出功

41、率输出转矩引起）阻转矩（由空载转矩）械功率驱动转矩（对应于总机电磁转矩三种转矩一、作用在转子轴上的220PTppTPTadmecmecem二、转矩平衡方程式admecmecppPP2022TTTppPPemadmecmec得：）（981116012602）（）（SnSn）（）（式电磁转矩的基本计算公三、电磁转矩的计算6021. 11111nPSPPTemmecmecem机械角速度。总机械功率除以转子的于除以同步角速度，也等电磁转矩等于电磁功率99222222111111221111122211coscoscos244. 460602cos44. 4602cos. 2ICICIPfKNfmPfI

42、KNfmnIEmPTmMmMmNmNemem达式电磁转矩的物理意义表2244. 4222222NNMKNPmKNPmC式中：同。电机的公式形式完全相算公式与直流，异步电机电磁转矩计是转子电流的有功分量是常数，考虑到动机，对于已经制成的异步电22cosICM100由简化等效电路可知：的公式，公式是用参数形式表示最有用的电磁转矩计算电磁转矩的参数表达式. 3)()(21211.2.XXjSRRUI22122112）（）（只考虑有效值时XXSRRUI22122122112221）（）（电磁功率XXSRRSRUmSRImPem101PfPfnXXSRRSRPUmfPTemem1111221221221

43、111260602602)83. 5()()(21机性能的重要工具）。曲线是研究异步电曲线（根据该式可画出）（率之间的定量关系。转差与电压、频率、参数和该公式说明了电磁转矩）（。电动机及制动三种状态发电机、转矩计算公式，适用于此公式是最常用的电磁）（说明：STSTTem321102行性能的重要工具。曲线是研究异步电机运曲线四、异步电机的STSTem。，转磁场相对于转子静止时，旋，当曲线形状分析00. 11emTSnn动转矩为异步电动机的起对应的电磁转矩时，当stTSn10103)83. 5()()(21221221221111XXSRRSRPUmfPTemem：的形状可以这样来理解，此段曲线，

44、运行时，当异步电机作为电动机）（10011Snn104如何求最大转矩）（最大转矩及过载能力1. 222122122111)()(21XXSRRSRPUmfTem0dSdTem令1052212111211max2212124）（）（为：转差率和最大转矩分别求得发生最大转矩时的XXRRfPUmTXXRRSm负号用于发电机状态。正号用于电动机状态，可以略去，故）（通常，2122121%5RXXR106）（）（）（86. 5485. 5211211max212XXfPUmTXXRSm正比；成与数值大小无关；但的与转子回路电阻；成正比，即与在给定的频率下，的因素及影响22max21max21maxmax

45、*)2(RSRTUTUTSTmm107。电源频率的增加而减小随一定时，最大电磁转矩当电源电压和电机参数）成反比；（近似地与定时最大转矩当电源的电压和频率一*21maxXXT）（211211max2124XXfPUmTXXRSm108时过载能力愈强。，最大转矩愈大，其短般异步电动机，一重要性能指标之一，对过载能力是异步电动机）（异步电动机的过载能力）（5 . 26 . 16023maxMNNNNMMKnPTTTKK109221221122112101. 3）（）（动转矩。最初起动电流和最初起矩称为，此时的电流和电磁转，起动时，起动转矩的求取）（起动转矩与起动能力XXRRfRPUmTSnst此时转

46、子回路电阻为：矩达到最大，即：若要求起动时，电磁转2121XXRRSstm110221221122112）（）（XXRRfRPUmTst小。随电源频率的提高而减成正比；与）成反比；与漏抗（定时，当电源的频率和电压一；一定时，当电源频率和电机参数大小的因素影响）（stststststTRTXXTUTT*222121111。系列异步电动机，供冶金用的机，对于一般笼型异步电动：起动转矩倍数电机起动性能的参数是求，衡量而满足不了生产机械要动机可能起动不起来，负载下电起动转矩太小，在一定性能指标之一，因如果的重要动转矩也是异步电动机除了最大转矩之外，起起动转矩倍数）（0 . 48 . 20 . 20 .

47、 132ststNststststKJZKTTKKK112 of asynchronous motor )的关系曲线。，与输出功率，定子电流输出转矩，功率因数，效率率下，异步电动机的转差频率是指在额定电压、额定异步电动机的工作特性的工作特性？一、什么是异步电动机2121cosPITS得到工作特性。、，从而可计算出和同时测取，出转矩载测取不同转速下的输求得，用测功机作为负过试验动机，其工作特性可通对于已经制成的异步电2112cosPIT113的变化规律二、各种工作特性曲线admecFecucuppppppPpPPPf2111221. 2）（效率特性增加略有上升。随所以转差率变化很小，略有下降，转

48、速随，时，）（转差率特性2212200. 1PSnPSnnPPfS114。小于励磁，其功率因数永远电网吸收滞后的电流来）异步电动机必须从（功率因数特性1cos. 321Pf115点的斜线。以近似认为是一条过另）可（变化很小，所以载，转速速度，从空载到额定负，为机械角，其中转矩异步电动机的轴端输出）（转矩特性222222602. 4PfTnnPTPfT116。时，随之增大，当也增大，故定子电流负载分量增加，与之平衡的增加，转子电流是励磁电流。随电流，定子，空载运行时，异步电动机的定子电流）（定子电流1*10)(. 51*211.220.1.2.2.1.10.1.21IPIIIPIIIIIIIIP

49、fILLL117机应与负载匹配。低，不经济，故选用电和功率因数都很在低负荷下，高，如果电机长期运行都很和附近，在从以上分析可以看出，12cosNPP 118避免过载或轻载运行。电机与负载尽量匹配，选择电机用投入生产。修改设计，合格则成批设计是否合格，不合格特性，检验经过型式试验作出工作一般新产品先做样机，指导电机设计用；三、工作特性有何用？. 2. 1119 )小大；标一、衡量起动性能的指ststIT. 2. 1KstKstZUXXRRUIZRSSSnI1221221120110*）（）（流为：，异步电动机的起动电对电网呈现短路阻抗，异步电动机，模拟附加电阻，起动时，大的原因？为什么起动747

50、4*1*25. 014. 01*NstIstKIIKIUZ，即起动电流倍数：直接起动，）下，在额定电压（一般笼型异步电动机120NmMstmNmstTICTUEZZRSSSnTXRRXfSffSnT）不大，约为（。，故因为，型等效电路，由于根据）（低。高，高，因此，起动时，）（不大的原因分析起动转矩21cos212101102cos4 . 025. 0cos101*221121222222222212121时，可以直接起动。伏的电机而言，当对于额定电压为）（；压下降不超过电机起动时引起电网电）一般（或大容量的电网。适用场合：小容量电机）缺点：起动电流大（）转矩大（优点：简单易行，起动额定电压的

51、电网上。接将定子绕组接到具有接触器直设备，利用闸刀开关或作法：不经过任何起动直接起动的起动三、鼠笼式异步电动机KWPUIUTNstst5 . 73802%101*. 1121122。而起动转矩动机的起动电流来等效异步电动机，电短路阻抗在研究起动时，可以用降压起动2111. 2UTUZUIjXRZstKstKKK自耦变压器降压起动。降压起动；降压起动；定子串电抗（或电阻）三种：常用的降压起动方法有. 3. 2. 1Y123(1) 定子串电抗器降压起动定子串电抗器降压起动器切除。额定转速时，再将电抗接近组中串入电抗，待转速作法：起动时，定子绕*起动性能分析*12422111aUUTTaUUIIaU

52、UbaNXstNstNXstNstNX）（；：则；：）中电机端电压之比为）（令（2222KKNstNKKNstXRUIXXRUIXa）（方法求得值的情况下，可按下述在已知KKKKKKKKKKKstNstXXaRaXXRaXXRaXXRXRII22222222222211）（）（）（125降压起动）（Y2作法：起动线路如图示接法的电动机。角形常运行时定子绕组是三适用范围：只适用在正*126ZUIZUIstNst113*线电流为：起动电流为：形接直接起动时，每相用起动性能分析ZUIUYstY3311 相电流线电流每相绕组承受电压为形起动，用127stNstYstNstYIIZUZUII313133

53、11即ststYststYIIZUZUII3131311相电流；stNstYTTY3131，所以形时的电压为受形起动时，每相绕组承平方，由于转矩正比于电压的128三角形接法。采用以上电动机定子绕组都系列电机动，国产起方法，为了便于采用电动机常采用这种起动简单，所以小型异步起动器价格便宜，操作说明：KWYYY4129用自耦变压器降压起动）（3作法：*130机。代表起动时的异步电动两图框中）示，图（直接起动时等效电路如而异步电动机在全压下）示，动时的等效电路如图（采用自耦变压器降压起起动性能分析KKjXRba*131aUUaUUNXXN1或XstXstIaIaII11KNstNZUIstNKNKX

54、XIaZUaZUI11stNXstIaIaI211132stNstNXstNstNXstTaTaUUTTUaUUT2222111*）（而因为结论：stNXIaI1电动机的起动电流stNstIaI21线路起动电流stNstTaT21起动转矩133。，值分别为对应的，、压的分接电压分别是额定电三个抽头可供选择，国产自耦变压器一般有32. 156. 182. 1%75%64%55*a7 . 52511 . 5251例页举例：。表页的特点及性能比较见关于各种降压起动方法PP注意：134的效率。常值，使得其具有较高到正行时转子电阻自动减小动转矩增大，在正常运得起应转子电阻增大，而使机起动时，由于集肤效电

55、动电动机的共同原理是：步电动机。这两种异步型异笼型异步电动机和双笼异步电动机，例如深槽矩工况，可采用高起动转对于小容量电机带重载步电动机五、采用高起动转矩异135深槽笼型异步电动机. 1交链磁力线的情况：与槽口导体首先研究槽底导体。深，槽深与槽宽之比为这种电动机转子槽窄而211210iLi1111*其对应的电感其相交链的磁链为与，导体中流过的电流为对于槽底导体iLi2222*，对应的电感其交链的磁链为，与，其中流过的电流为对于槽口导体2121LL ，所以由于13621212111122XXLfXLfXf；，故两导体电抗率为在起动时，转子电流频效应。称为趋肤线如图所示，这种现象流分布曲过的电流越

56、大，得到电越小，流槽口，各单元导体漏抗；越靠近越大，流过的电流越小体漏抗越靠近槽底，各单元导），（样。子回路串了一个电阻一。好象转达到额定运行时的三倍子电阻可变大了，一般堵转时转转子电阻体有效截面积减小了，流的导由于趋肤效应，流过电stTI2137匀分布。基本消失，转子电流均，趋肤效应转子达到额定转速时，当，转子电阻自动减小，电流分布逐渐趋于均匀子电流频率逐渐降低，随着电机转速升高，转Hzf35 . 02时的性能换来的。是靠牺牲一些正常运行能的改善，深槽式电动机起动性型电动机低，这就是说比普通笼时功率因数和最大转矩所以深槽式电动机运行要大些，抗比普通笼型转子漏抗在正常运行时，转子漏138采用双

57、笼型异步电动机. 2笼。两套鼠笼，即上笼和下构不同，在转子中嵌放子结步电动机完全一样，转定子结构与普通笼型异结构*电阻小。制成，用电阻系数较小的紫铜工作笼，截面积大下笼；青铜棒制成，故电阻大或铝用电阻系数较大的黄铜起动笼，截面积小上笼139矩。，能产生较大的电磁转流过上笼，上笼电阻大主要，因此，起动时，电流，所以由于抗。流的分配主要决定于漏大得多，故上、下笼电电阻比其漏抗，无论是上笼或下笼，在起动时，下上上下222222121*IIXXRXffS时的电磁转矩。中流过，产生正常运行电阻小的下笼阻，转子电流大部分从、下笼中的电中电流的分配决定于上，故上、下笼转子漏抗远小于电阻，在正常运行时，HzS

58、ff35 . 012140最大转矩要小些。步电动机的功率因数和双笼型异与普通笼型转子相比，深槽笼型同样的道理，求。基于，以满足不同的负载要到各种不同的机械特性，从而得活地改变上下笼的参数上下笼之间间隙尺寸灵材料特性，上、下笼的几何尺寸，较好，还可以通过改变小，性能定负载下运行转差率较定负载起动，同时在额可带额较大的起动转矩，一般双笼型异步电动机具有141动机六、采用绕线式异步电机械特性如图示转子串入不同电阻时的负载转矩ZT1422212212*RSXXRXXRRSmm起动电阻计算）（，电磁转矩最大，即使如果我们希望起动时的221max1RXXRTTSm）（，则的转差率若对应最大电磁转矩221m

59、ax1RSXXRSTmm143接短路。全部切除，转子绕组直，将减少成后，为加快起动过程，起动完一个比较大的数值，以一直维持逐级切除，使电磁转矩随着转速升高，将进行折算。需将串入转子回路的数值，若求实际是折算到定子侧的数值根据上式求出的注意：RpRRRcu2144 )正转反接（两相反接）正接反转（转速反向制动的方法有两种：为反接制动，实现反接磁场的转向相反，故称这时转子的转向与旋转磁制动状态，由于反接制动就是前述的电一、反接制动. 2). 1145转矩为制动转矩。电磁，来使转子反转，此时较大的电阻利用在转子回路中串入，定子接线不变，动的起重机下放重物时当绕线式异步电动机拖转）正接反转（转子反向旋

60、2. 1R146制动原理*的速度。的大小来调节重物下降点，可通过调节行于运接制动状态，电机稳定（重物下降），进入反反转（，电机转子矩）时的电磁转矩（起动转继续增加使得，时，转子转速电阻常数时，当串入转子的在222) 1, 00RASnTTnRnRTZemZ147磁制动运行状态。即进入电制动转矩，于是电机立从原来的拖动转矩变为方向改变，子转向相反，电磁转矩转子转向一致变为与转从原来与的旋转磁场转向改变，的相序改变，其所产生定子电流源线任意对调两根，则的三相绕组中的三根电动机机状态下运行的异步电制动原理：将正在电动正转反接（两相反接）*. 2148正转反接（两相反接）. 2149机械功率表明电机从