異步電動機第6章6.5功率與轉矩6.6工作特性6.4轉子旋轉的電磁關系6.2轉子靜止、繞組開路時的電磁關系6.1異步電動機結構、額定數據與工作原理6.3轉子堵轉時的電磁關系6.7參數測定三相異步電動機：本章要求：熟練掌握三相異步電動機的功率和轉矩平衡方程且能正確使用理解三相異步電動機工作特性的意義及其大概形狀掌握異步電動機的結構、額定數據與工作原理理解掌握三相異步電動機各電磁關系，掌握其等效電路了解三相異步電動機的短路實驗、空載實驗6.1.2異步電動機的結構（主要由定子、轉子組成）上下結束2、定子繞組：高壓大、中型容量的異步電動機定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如圖(a)所示。對中、小容量低壓異步電動機，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來，根據需要可接成Y形或△形，如圖(b)所示。定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導線繞成，嵌在定子槽內。3、機座：主要是為了固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機，還要支撐電機的轉子部分。因此，機座應有足夠的機械強度和剛度。對中、小型異步電動機，通常用鑄鐵機座。對大型電機，一般采用鋼板焊接的機座，整個機座和座式軸承都固定在同一個底板上。（二）氣隙：異步電動機的氣隙比同容量直流電動機的氣隙小得多，在中、小型異步電動機中，氣隙一般為0.2~1.5mm左右。

結束定子鐵心定子線圈鐵心和機座

如果用的是銅料，就需要把事先做好的裸銅條插入轉子鐵心上的槽里，再用銅端環套在伸了兩端的銅條上，最后焊在一起，如圖(b)所示。如果用的是鑄鋁，就連同端環、風扇一次鑄成，如圖(c)所示。籠型轉子結構簡單、制造方便、是一種經濟、耐用的電機，所以應用極廣。2）繞線型轉子：繞線型轉子的槽內嵌放有用絕緣導線組成的三相繞組，一般都聯接成Y形。轉子繞組的三條引線分別接到三個滑環上，用一套電刷裝置引出來，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯到轉子繞組回路里去，以改善電動機的啟動性能或調節電動機的轉速。與籠型轉子相比較，繞線型轉子結構稍復雜，價格稍貴，因此只在要求起動電流小，起動轉距大，或需平滑調速的場合使用。鼠籠轉子結束繞線轉子6.1.4異步電動機的銘牌數據額定功率PN：電動機軸的輸出機械功率。額定電壓UN

：定子線電壓。額定電流IN：定子線電流。額定頻率fN、額定轉速nN

等。型號:功率因數COSф。絕緣、溫升、接法等。6.2轉子靜止、轉子繞線開路時電磁關系1、電磁關系UAUBUCi0es1e2e1與變壓器類似定子加對稱Ui0s1漏磁通主磁通F01e1e2es1I0--勵磁電流F0--勵磁磁通勢4、等效電路和相量圖r1jx1rmjxm+-與變壓器的類似激磁電阻激磁電抗6.3繞線轉子短路且堵轉時電磁關系(相當于轉子堵轉)1、電磁關系UAUBUCi1es1

e2e1i2es2定子對稱i1轉子漏磁通主磁通轉子對稱i2F0=F1+F2定子漏磁通定轉子都有同頻率的電流。F1F22、磁勢平衡方程定子對稱i1(f1)轉子對稱i2(f2)F0=F1+F2F1F2n1n1n1磁勢平衡的物理意義：轉子開路時，氣隙磁勢F0僅由定子電流i10產生。

轉子短路堵轉時，氣隙磁勢F0由定轉子電流i1、i2共同產生。3、電壓方程（單相）定子：轉子：i1i24、等效電路（單相）r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′′+-電流變比：轉速n與磁場同步轉速n1之差叫轉差n。

n=n1-n轉差率S：轉速n=（1-S）n1一般空載時S<0.005；負載時S<0.05。6.4轉子旋轉異步電動機的電磁關系1、轉差率

轉差率S是異步電動機的重要參數，負載變化時，S會變化，使E2、I2、T2變化，以達到重新平衡。r2jx2s+-f2

轉子頻率：

轉子切割氣隙磁場的速度為：

n=n1-n2、轉子電勢：r2jx2s+-f2轉子不轉感應電勢

轉子電抗：轉子不轉時電抗

轉子電阻r2

與f無關仍為r2

轉子電流：3、磁勢平衡方程n1n1n1定子對稱i1(f1)F1相對定子轉速n1轉子對稱i2s(f2=sf1)F2相對轉子轉速n1′轉子本身轉速為n=(1-s)n1相對定子轉速:n1′+n=n1定轉子電流通過該磁勢平衡方程聯系在一起。n1n1n14、基本方程式i1i2s區別5、等效電路（單相）′r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′+-6.5異步電動機的功率、轉矩方程6.5.1異步電動機的功率關系以三相電機為例輸入：P1=3U1I1cos1定子銅耗：pcu1=3I12r1

；鐵耗：pFe=pFe1=3I02rm

；（轉子鐵心的相對速度很小）′r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′+-電磁功率：PM=P1-pCu1-pFe

機械功率：轉子銅耗：pcu2=3I2′2

r2′

=sPM

或：PM=3E2′I2′cos2PM=3I2′2

[r2′

+r2′

（1-s）/s]=3I2′2

r2′/sr1jx1rmjxm+-r2′jx2′′+-輸出功率(機械)：P2=Pm-pm-ps

=Pm-p0

摩擦損耗附加損耗空載損耗功率功率流程圖：P2P1pcu1PMpFepcu2Pmp0功率關系：PM：

pCu2：

Pm=1：s：（1-s）

6.5.2、異步電動機的轉矩關系電動機生產機械TnTL=T2+T01、轉矩平衡方程T=TL=T2+T0其中T0=Tm+Ts摩擦損耗轉矩附加損耗轉矩2、電磁轉矩轉子機械角速度：磁場同步角速度：3、輸出轉矩、空載轉矩4、電磁轉矩公式CMj---轉矩系數6.6異步電機的工作特性

指異步電動機在額定狀態即U1=U1N

，f=fN時：n,T,cos1,I1,和P2的關系。1、轉速特性n=f(P2)P2T2nE2snP202、定子電流特性I1=f(P2)I1P20I0P2I2′I13、功率因數特性：cos1=f(P2)′r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′+-P2=0時，I1主要為勵磁電流

cos1很低。P2增加時，I2增加，I1有功分量增加cos1增。

當P2增加一定程度時，n變小s變大，r2/s變小，使cos1減小。cos1P204、轉矩特性：T2=f(P2)T2=P2/T2P205、效率特性：

=f(P2)

銅耗為可變損耗；鐵耗和機械損耗為不變損耗。P206.7三相異步電機參數測定

為了要用等效電路計算異步電動機的工作特性，應先知道它的參數。和變壓器一樣，通過做空載和短路（堵轉）兩個試驗，就能求出異步電動機的參數來。r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′+-6.7.1短路（堵轉）試驗

短路試驗又叫堵轉試驗，即把繞線式異步電機的轉子繞組短路，并把轉子卡住，不使其旋轉，鼠籠式電機轉子本身已短路。實驗過程:從開始,然后逐漸降低電壓。記錄定子繞組加的端電壓、定子電流和定子輸入功率。試驗時，還應量測定子繞組每相電阻的大小。根據試驗的數據，畫出異步電動機的短路特性、,如下圖所示。r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′′+-6.7.2空載試驗實驗目的:為了測勵磁阻抗機械損耗pm,鐵心損耗pFe

。試驗過程:轉軸上不加任何負載，即電動機處于空載運行，把定子繞組接到頻率為額定的三相對稱電源上，當電源電壓為額定值時，讓電動機運行一段時間，使其機械損耗達到穩定值。用調壓器改