交流异步电动机三相异步电动机的负载运行与变压器相似的分析方法三相异步电动机的空载运行

2023/5/171§4-5三相异步电动机的负载运行一、与变压器相似的分析方法三相异步电动机与变压器相似，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，因此定子量用下标“1”表示，转子量用下标“2”表示，分析方法也可仿照分析变压器的方式进行分析。基本方程、等效电路、相量图2、分析方法1、与变压器的联系2023/5/1723、与变压器的区别变压器是静止的电机，它的磁场是静止的；三相异步电动机是旋转电机，它的磁场是旋转的。变压器绕组的感应电动势是由于磁场交变产生的，异步电机绕组的感应电动势是由于线圈导体切割磁场产生的。4、三相异步电动机的基本运行三相异步电动机的三相对称定子绕组接到对称三相电源时，形成按正弦规律分布，并以同步转速n0旋转的磁动势

。由旋转磁动势建立气隙主磁场。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，转子绕组电动势转子绕组闭合，其内部会流有转子绕组电流。于是在气隙磁场和转子电流的相互作用下，产生电磁转矩，使转子顺旋转磁场方向转动。2023/5/173二、三相异步电动机的空载运行1、空载异步电动机轴上不带任何机械负载，转子电流I2接近0。异步电动机轴上不带任何机械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了摩擦、风阻的阻转矩，是很小的；电动机的转速n很高，接近同步转速n0

，即n≈n0，转子与旋转磁场的相对转速就接近零，即n0-n≈0。在这样的情况下可以认为旋转磁场不切割转子绕组，则E2s≈0（“s”下标表示转子电动势的频率与定子电动势的频率不同），I2≈0。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Fm就是F10，即Fm=F10，产生的磁通为m0。2、空载时的电磁过程2023/5/174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，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，它受磁路饱和的影响，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。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。2023/5/1753、空载运行时的基本方程（1）空载时的磁动势方程与变压器一样，异步电动机空载运行时的空载电流就是励磁电流，它由二部分组成，一个是用来产生主磁通的无功分量，另一个是供给铁心损耗的有功分量。2023/5/176由于，所以基本为一无功性质的电流，即三相励磁电流（空载电流）产生的旋转磁动势为励磁（空载）磁动势，其基波幅值为：空载运行时，转子侧电流几乎为零，转子侧不产生磁动势，即：所以：2023/5/177与变压器一样,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势表示为：（2）感应电动势（3）电压平衡方程

与变压器一样，根据基尔霍夫电压定律，可列出空载时定子每相电压方程式：同样也有：2023/5/178

根据电压平衡方程，可以作出三相异步机空载时等效电路和相量图，与变压器空载情况一致。4、空载运行时的等效电路及相量图即：显然，对于一定的电动机，当频率f1一定时，U1∝Φm

。由此可见，在异步电动机中，若外加电压一定，主磁通Φm大体上也为一定值，