交流异步电动机三相异步电动机的负载运行三相异步电动机的负载运行（上）

2023/5/171三、三相异步电动机的负载运行1、负载异步电动机轴上带上机械负载，使转子电流I2不再为0。异步电动机带上负载后，电动机的转速n会降低，使n<n0，转子与旋转磁场的相对转速不再为零，转子导体切割旋转磁场，在绕组中产生的感应电动势，转子导条短路，使得转子绕组中的电流。2、负载时的电磁过程转子电流在气隙中建立自己的磁动势F2，它与定子电流建立的磁动势F1一起，合成为气隙磁动势。即气隙中的磁动势为F1和F2的合成。2023/5/172（1）转子磁动势F2的性质转子绕组为鼠笼式：转子绕组可看作多相对称绕组，由正弦分布的旋转磁场切割产生的电动势也是多相对称的电动势，转子电流也是多相电流，多相对称绕组中通以多相对称电流所形成的合成磁动势也是旋转磁动势，其旋转速度也是同步转速n0。转子绕组为绕线式：由于转子绕组是三相对称绕组，由正弦分布的旋转磁场切割产生的电动势也是三相对称的电动势，所以转子电流也是三相对称电流，所形成的合成磁动势也是旋转磁动势。所以转子磁动势是一个旋转磁动势，且近似地按正弦分布。2023/5/173（2）转子磁动势F2的转向若相序为A-B-C的异步电动机定子电流所产生的旋转磁场按逆时针方向旋转，因n<n0，则在转子绕组中感应电动势的相序为a-b-c，转子电流相序也是a-b-c。则转子电流所形成的旋转磁动势F2的旋转方向是按a-b-c，也是逆时针方向。故转子磁动势与定子磁动势的旋转方向相同。Bmn02023/5/174Bmn0（3）转子磁动势F2的转速大小转子转速n，旋转磁场转速为n0，旋转磁场以n0-n的相对转速切割转子绕组，在转子绕组中感应的多相电动势和电流频率为：f2称为转差频率。转子磁动势相对转子的旋转速度为：转子以转速n旋转，而n与n0同向，F1又与F2同向，所以F2相对于静止的定子铁心的转速为它相对于转子转速加上转子本身的转速n：2023/5/175结论：F2的旋转速度等于定子磁动势F1在空间的旋转速度，也就是说，无论异步电动机的转速如何变化，定、转子磁动势总是相对静止的。（4）合成磁动势F异步机带载后，气隙中的合成磁动势及其所建立的磁场为：空载时：由合成磁动势建立的主磁通同时与定、转子绕组相交链，分别在定、转子绕组中感应出对称的定子电动势和转子电动势，它们的有效值分别为：2023/5/176而与在相位上均滞后90度电角度，所以有：此外，定子、转子电流分别产生定、转子漏磁通和，并在各自的绕组内感应出漏电动势和，其相量表达式分别为：2023/5/177负载运行时的电磁关系2023/5/1783、负载时的基本方程（1）磁动势平衡方程或负载时异步电机的定子电流可看成由两部分组成，一部分为励磁分量，称为励磁电流，其作用是产生气隙主磁通；另一部分是负载分量，亦称负载电流，其作用是抵消转子电流所产生的磁效应。2023/5/179（2）电动势平衡方程转子绕组感应电动势及电流的频率

即转子电动势的频率f2与转差率s成正比，所以转子电路和变压器的二次绕组电路具有不同的特点。2023/5/1710（3）转子侧的各物理量的特点当三相异步电动机负载运行时，由于轴上机械负载转矩的增加，原空载时的电磁转矩无法平衡负载转矩，电动机开始降速，磁场与转子之间的相对运动速度加大，转子感应电动势增加，转子电流和电磁转矩增加，当电磁转矩增加到与负载转矩和空载制动转矩相平衡时，电动机就以低于空载时的转速而稳定运行。由此可见，当负载转矩改变时，转子转速n或转差率s随之变化，而s的变化引起了电动机内部许多物理量的变化。

转子旋转时转子绕组的电动势E2s

上式表明，转子电动势大小与转差率成正比。当转子不动时，s=1，E2s=E2，转子电动势达到最大，当转子转动时，E2s随s的减小而减小。E2为转子静止时的电动势，也是电动势的最大值（也称堵转电动势）。2023/5/1711转子电抗x2s式中L2σ——转子绕组的每相漏电感

x2——转子静止时的每相漏电抗上式表明转子电抗的大小与转差率成正比，当转子不动时，s＝1，x2s=x2，转子电抗达到最大即转子静止时的电抗x2。当转子转动时x2s随s的减小而减小.2023/5/1712转子电流I2

由于转子电动势和转子漏抗都随s而变，并考虑转子绕组电阻r2，故转子电流I2也与s有关，即转子电路的功率因数说明转子功率因数随s的增大而减小。必须注意