三相异步电动机的空载运行

1、13.3 三相异步电动机的空载运行三相异步电动机的空载运行 三相异步电动机的定子与转子之间是通过电磁感应联系的。定子相当于变压器的一次绕组，转子相当于二次绕组，可仿照分析变压器的方式进行分析。 3.3.1 空载运行的电磁关系空载运行的电磁关系 当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过对称三相交流电流 ，三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布，并以同步转速n1弦转的磁动势F1。由旋转磁动势建立气隙主磁场。这个旋转磁场切割定、转子绕组，分别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势 ，转子绕组电动势 和转子绕组电流 。空载时，轴上没有任何机械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服

2、了摩擦、风阻的阻转矩，所以是很小的。电机所受阻转矩很小，则其转速接近同步转速，nn1，转子与旋转磁场的相对转速就接近零，即n1-n0。在这样的情况下可以认为旋转磁场不切割转子绕组，则E2s0（“s”下标表示转子电动势的频率与定子电动势的频率不同），I2s0。由此可见，异步电动机空载运行时定子上的合成磁动势F1即是空载磁动势F10，则建立气隙磁场Bm的励磁磁动势Fm0就是F10，即Fm0=F10，产生的磁通为m0。 WVUIII111,WVUEEE111,WVUEEE222,WVUIII222,2 励磁磁动势产生的磁通绝大部分同时与定转子绕组交链,这部分称为主磁通，用m表示,主磁通参与能量转换，

3、在电动机中产生有用的电磁转矩。主磁通的磁路由定转子铁心和气隙组成，它受饱和的影响，为非线性磁路。此外有一小部分磁通仅与定子绕组相交链，称为定子漏磁通1。漏磁通不参与能量转换并且主要通过空气闭合，受磁路饱和的影响较小，在一定条件下漏磁通的磁路可以看做是线性磁路。 为了方便分析定子、转子的各个物理量，其下标为“1”者是定子方，“2”者为转子方。 异步电动机在正常工作时的一些电磁关系在转子不转时就存在，利用转子不动时分析有助于理解其电磁过程。 3一、转子不转时(转子绕组开路)异步电动机内的电磁过程 转子绕组开路时，转子电流为零，定子电势和转子电势的大小、频率； 1)转子绕组开路，定子绕组接三相交流电

4、源， 定子绕组中产生三相对称正弦电流（空载电流），形成幅值固定的气隙旋转磁场，旋转速度为； 2)由于转子不动，旋转磁场在定子绕组、转子绕组中感生频率均为f的正弦电动势；式中kN1 N1 定子 每相有效串联匝数。 kN2 N2 定子 每相有效串联匝数。 电动势比定义为：k kN1 N1 kN2 N2 电动势的平衡方程式为；式中 R1 定子 每相电阻。144. 41.111.NkfjNEpfn600144. 42.221.NkfjNE（3-3）10111RIEEU4 定子漏磁通1在定子绕组中产生的漏抗电动势E1,常用漏抗电动势来表示；式中；二、转子旋转时异步电动机（空载）的电磁过程 转子绕组开路时

5、，转子电流为零，当转子绕组短路时，转子电流不为零，转子电流与磁场作用产生电磁转矩使转子旋转，与转子绕组开路相比，转子电动势的大小、频率的变化； 转子不转时，转子电势频率和定子电势频率、电源电压频率相等：设转子转速为n，则定子旋转磁场切割转子导体的相对速度下降为 ,转子导体扫过一对磁极空间的时间变长，使转子电势频率减小为； ， s定义为异步电动机的转差率； 因相对切割速度下降，所以转子电动势有效值也减小，又因电抗与频率成正比，所以转子漏电抗也减小，由于空载转矩很小，所以转子的空载电流也很小I20。这样，电动势平恒关系和转子绕组开路不转时相似；11112Lfxx定子绕组每相漏阻抗，0111.1.1

6、1.44.4IfjEjxNkNn-n=n01126060sfspnnpf00nn-n=S10111RIEEU5 4.3.2 空载时的定子电压平衡关系空载时的定子电压平衡关系 根据以上的分析，空载时定子绕组上每相所加的端电压为 ，相电流为 ，主磁通m在定子绕组中感应的每相电动势为 ，定子漏磁通1在每相绕组中感应的电动势为 ，定子绕组的每相电阻为R1，可以列出电动机空载时每相的定子电压平衡方程式； （3-4）（3-5） 式中 为励磁阻抗，其中Rm为励磁电阻，是反映铁耗的等效电阻，Xm为励磁电抗，与主磁通 相对应。 上式可以改写为 式中Z1为定子每相漏阻抗Z1= R1+j X1 显然，对于一定的电动机，当频率f1一定时， 。由此可见，在异步电动机中，若外加电压一定，主磁通 大体上也为一定值，这和变压器的情况一样，只是变压器无气隙，空载电流很小，仅为额定电流的2%10%，而异步电动机有气隙，空载电流较大，