第19章-三相电动机运行原理

第十九章

三相异步电动机的运行原理主要内容：2.掌握异步电动机转子堵转时的电磁关系3.掌握三相异步电机转子旋转时的电磁关系1.掌握转子不转，转子绕组开路时的电磁关系4.掌握三相异步电机三种状态时的等效电路规定磁动势、磁通出定子进转子为它们的正方向；确定了定转子空间坐标，并假设转子轴在定子轴前方空间电角度。气隙磁密旋转方向1B1X1Z1A1Y1CC2X2B2Z2A1nnTLT1a2a01A+02A+22Y

正方向的规定：a0

异步电动机定子各物理量正方向是按电动机惯例、转子按照发电机惯例规定，并且规定磁动势、磁通和磁密都是出定子进转子为正。A2X2+A2异步电机转子物理量正方向第一节转子绕组开路时的电磁关系

由于转子开路，因此定子三相电流产生合成基波旋转磁动势用于建立主磁通，因此这个磁动势亦称为励磁磁动势。一、励磁磁动势及磁通异步电动机的主磁通和定子漏磁通：定子漏磁通

不起传递能量的媒介作用，只链过定子绕组，起电抗压降的作用；包括：槽部漏磁通、端部漏磁通和谐波磁通。主磁通

和变压器一样起到传递能量的媒介作用；路径：定子气隙转子气隙定子。异步电动机的定子主磁通和漏磁通类比变压器的空载运行，说明磁通的异同。基本电磁关系示意图：定、转子每相电动势之比，称为电压变比：

定、转子每相电动势有效值的大小：二、主磁通在定转子绕组感应电动势

定子和转子绕组的电动势、分别与各自的磁链在时间上滞后90度。气隙每极磁通量

由于规定气隙磁密是逆时针方向旋转，而转子绕组在空间上领先定子绕组a0电角度，因此气隙磁密在定子绕组上产生的磁链在时间上超前于转子磁链a0电角度。

因此定、转子的电动势、在时间上也相差a0电角度。三、励磁电流

励磁电流可看成由两部分组成：提供铁耗,是有功分量；建立磁动势产生主磁场，是无功分量，即：四、电动势平衡方程——

定子一相绕组的漏阻抗,对应三相电流共同产生的漏磁通——励磁阻抗；定子一相电动势平衡式为：转子回路开路，转子回路电动势平衡方程：转子绕组开路的等效电路:第二节转子堵转时的电磁关系

定子加电源,转子堵住不转的情况A2X2+A2异步电机转子漏磁通1.转子漏磁通及漏电抗X22.转子回路电压方程转子回路的功率因数角，电流滞后电动势的角度。转子中E2，I2，X2频率f2=f13.转子磁动势（1）幅值（2）转向逆时针（3）转速（4）瞬间位置见下图结论：转子磁动势矢量和气隙磁密矢量之间夹角永远为，与定转子绕组之间的空间角度差无关。结论：与在定子内圆空间同转速、同转向，即相对静止。4.定子磁动势和励磁磁动势

由于转子堵转，频率也为；旋转速度为根据全电流定律知道，产生气隙磁密的磁动势是作用在磁路上的所有磁动势的总和。即认为合成磁动势产生气隙磁密。5.转子位置角的折合转子轴线超前定子轴线任意角度α0，F2总滞后于Bδ与转子位置无关.为了分析问题的简化，把轴和轴人为的重合。即令。把轴和轴人为的重合，这就是所谓的转子位置角的折合。折合后和同相位，和也重合了，具体见右图。5.转子位置角的折合（续）6.转子绕组的折合

由于定转子之间只有磁的联系，没有电路上的直接联系，为了把定转子电路直接连接起来构成统一的的等效电路，必须进行绕组折合.

把异步电机的转子侧量归算到定子侧，或者说用一个等效的转子来代替实际的转子。等效转子的相数为，有效匝数为，只要保证替换前后转子磁动势F2不变，从定子看进去就没有影响。转子绕组折合:电流变比

根据，得：磁动势平衡方程式简化后有：给出转子侧电流、电动势和阻抗的折合结论折合前后转子绕组的阻抗角和功率都不变.7.基本方程、等效电路和相量图转子堵转、转子绕组短路时的等效电路转子堵转、转子绕组短路时的矢量图基本电磁关系示意图：由于→相对定子的转速为；那么→相对定子的转速为？另外，那么与还会保持静止吗？请思考第三节转子旋转时的电磁关系

当转子旋转起来后（），转子中仍会感应电流，产生转子磁动势。

转子电流、电动势、漏电抗频率f2取决于气隙旋转磁场切割转子绕组的相对转速

异步电动机额定负载时，通常在0.01～0.05范围内，由此可知：转子旋转时转子感应电势和电流的频率很低，当Hz时，Hz。1.转子回路的电压方程转差频率1.转子回路的电压方程转子不转时的感应电势和堵转时不同转子不转时的漏电抗ssss2）转子电阻：；转子漏电抗和频率成正比，因此有：，转子电动势大小和频率成正比，因此有：

说明：1）转子回路的频率为：；逆时针方向：2.转子旋转时的磁动势分析2.1定子磁动势转速为同步速n12）磁动势的转向

相对于转子本身的转向为：为逆时针方向。1）磁动势的幅值

2.转子旋转时的磁动势分析2.2转子磁动势3）磁动势的转速

相对于转子本身的转速为：加上转子转速，即：。相对于定子的转速：相对于转子转速

不论转子静止还是旋转，与在空间上总相对静止，都以同步速旋转，所以得到稳定的磁动势平衡关系：结论：2.3励磁（合成）磁动势从定子侧看F1和F21）幅值，与前面相同2）转向，都为逆时针3)转速：基本电磁关系示意图：

f2仅影响F2相对于转子轴的转速，F2相对于定子轴的转速总n1;

转子磁动势是由转子电流产生的，那么要保持折合前后转子磁动势不变，必然有折合前后转子电流有效值和相位不变的关系（只是频率改变了）：3.转子绕组频率的折合由于式中：，只在转子绕组等效电路中多了

,漏电抗变成了不转时的漏电抗。

从定子侧看，转子磁动势F2大小和相位都没有改变，只是把转子旋转时实际频率为f2的电路，变成了转子不转，频率为f1的电路，这就是转子电路的频率折合。4.转子旋转时基本方程式和等效电路

异步电动机的“T”型等效电路经过转子绕组位置角、相数、有效匝数和频率的折合1)等效电路中为机械功率的等效电阻。当转堵转时，则此时无机械功率输出；旋转时，，此时有机械功率输出，即对应的功率等于机械功率——总功械功率。总结

空载时，，，转子绕组

2)旋转的异步电动机和一台副边绕组接有电阻负载的变压器相似：

时，即刚起动瞬间，，相当于副边短路的变压器；近似开路，相当于空载运行的变压器。3)机械负载的变化在等效电路中由转差率的变化来体现：

↑→↓→↑→↓

→↑→↑，电动机从电源吸收更多的电功率。5.简化等效电路基本电磁关系示意图：