第三节三相异步电动机的机械特性及其特征参数课件

第三节三相异步电动机的机械特性及其特征参数一、异步电动机的转动原理电生磁：闭合的转子绕组切割磁力线，产生感应电流磁生电：三相定子绕组通入称三相对称电流，在空间产生了旋转磁场电磁相互作用产生电磁力：此电流又与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子跟随旋转磁场同向转动根据电磁感应原理工作，又名感应电动机产生旋转磁场的两个条件：1、空间上至少要有两个绕组，绕组间要有一定的空间相位差；2、通入这些绕组的电流至少要有一定的时间相位差。1、旋转磁场的产生结论：三相对称交流绕组通入三相对称交流电，在气隙将产生圆形旋转磁场，转向从超前相转至滞后相(A→B→C→A)，转速n0=60f/p，n0

叫同步转速。2、旋转磁场的旋转方向交流电动机旋转磁场的旋转方向，与接入定子绕组的电流相序有关。3、转子导体内的感应电流电生磁：闭合的转子绕组切割磁力线，产生感应电流磁生电：三相定子绕组通入称三相对称电流，在空间产生了旋转磁场电磁相互作用产生电磁力：此电流又与旋转磁场相互作用产生电磁转矩，使转子跟随旋转磁场同向转动4、三相异步电动机转子的转速旋转磁场的旋转速度：同步转速

三相异步电动机接通电源后转子就能转起来，是因为它具备能使转子转起来的两个基本条件，即转子绕组自成闭合回路和定子三相绕组通入三相交流电流能产生旋转磁场。注意电动机运行时两个特点：转子的旋转方向与旋转磁场的方向一样；转子的转速小于同步转速。5、三相异步电动机的转差率定义式：普通异步电动机额定负载时的转差率很小，一般不超过0.1，即：sn=0.01～0.09。只有特殊用途的异步电动机（如，起重等用的电动机）sn才比较大。6、三相异步电动机的工作状态二、异步电动机的工作特性定子电路

三相异步电动机定子是由三相对称交流绕组组成。∵三相绕组对称，∴只需分析一相。

异步电动机工作时，一相定子绕组与单相变压器原边绕组相似。定子绕组通入交流电流后，将在铁心产生磁通(三相合成为旋转磁通，但对定子的一相绕组而言，也是变化磁通)，同时与定子和转子绕组交链的磁通称为主磁通，只与定子交链的磁通称为漏磁通。主、漏磁通在定子上分别感应电动势的情况与变压器相似：E1=4.44k1f1N1Φ，其中：k1=W1kW1，kW1是定子的绕组系数，∵定子绕组结构形式与变压器不同（短距、分布），是一个小于1的系数。电压平衡方程式与变压器完全相同：

U1=（R1+jX1）I1－E1=I1Z1

－E1

但是，必须注意：由于异步电动机存在气隙，所以其励磁电流大于变压器励磁电流。——P.35.+3行：I0=20%～50%In。因此，异步电动机的漏磁通较大，漏抗及漏阻抗都比变压器大。三相定子产生的主磁通是旋转的磁通，以同步转速n0=60f1/p旋转的。

平衡方程转子电路

转子电量与频率：

∵主磁通以相对转速△n=n0－n

=sn

0

切割转子绕组，∴转子电量的频率f2=p△n/60=spn0/60=sf1。转子频率f2是随转差率（或转速）变化的量。当电动机起动瞬时（n=0），f2=f1。因此转子感应的电动势及转子电路的漏抗分别为：

E2=4.44k2f2N2Φ

X2=2πf2L2

若用n=0时的转子电势E20和转子电路漏抗X20表示，则一般情况下，异步电动机转子电势和转子电路漏抗为：

E2=4.44k2f2N2Φ=sE20

X2=2πf2L2=sX20转子电流：

I2=E2/（R22＋X22）1/2=sE20/（R22＋s2X202）1/2

=E20/[（R2/

s）2＋X202]1/2

——

此式中电量的频率都是f1。转子功率因数：

cosφ2=R2/（R22＋X22）1/2=R2/（R22＋s2X202）1/2。

转子电流和功率因数由式：cosφ2=R2/(R22＋s2X202)1/2可知：

当s=1(n=0，即起动)时，异步电动机的功率因数最低；额定运行时，sn=0.01～0.09，异步机功率因数相当高。当s=0

时，虽然cosφ2=1，但∵I2=0，I1=I0

，

∴

cosφ1很低。

转子电流与功率因数转矩等于功率除角速度：T=P/Ω功率流图：功率流图又叫能流图（或能量流程图、功率流程图），说明的是功率或能量的传递过程。电磁转矩物理表达式：设，异步电动机转子有m2相绕组，由主磁通通过气隙传递给转子的电磁功率为：m2sE20I2cosφ2

=m2s(4.44k2f1N2Ф)I2cosφ2=(Ω0-Ω)T

=sΩ0T电磁转矩物理表达式：

T=KTI2Фcosφ2[注意]：电磁功率还可以表示为：Pe=m2I22R2

/

s

，所以ΔPcu2=sPe。1、三相异步电动机的电磁转矩及其机械特性（1）电磁转矩（2）机械特性

机械特性是指转矩T和转速n之间的关系，异步电动机的机械特性用T～s关系曲线表示。也就是说：异步电动机的机械特性是T和s之间的关系。机械特性上的关键点：

机械特性上的关键点主要有：起动点、临界点、额定工作点和理想空载转速点。—