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1、第1页，共198页，编辑于2022年，星期一交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式异步机异步机同步机同步机他励、并励、串励、复励他励、并励、串励、复励电动机的分类电动机的分类7.1 异步电动机的主要结构、额定异步电动机的主要结构、额定数据与基本工作原理数据与基本工作原理第2页，共198页，编辑于2022年，星期一 7.1.1异步电动机的主要用途和分类异步电动机的主要用途和分类 一、异步电机主要用作电动机，去拖动各一、异步电机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。种生产机械。异步电动机的优点异步电动机的优点:结构简单、容易制造、结构简单、容易制造、价格低廉、运
2、行可靠、坚固耐用、运行效价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特征。率较高和具有适用的工作特征。异步电动机的缺点异步电动机的缺点:功率因数较差。异步电功率因数较差。异步电动机运行时，必须从电网里吸收落后性的动机运行时，必须从电网里吸收落后性的无功功率，它的功率因数总是小于。调无功功率，它的功率因数总是小于。调速性能不够好。速性能不够好。第3页，共198页，编辑于2022年，星期一异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电
3、动势、电流，从而产生电磁转矩。所以，异步电机又叫感应势、电流，从而产生电磁转矩。所以，异步电机又叫感应电机。电机。二、异步电动机的种类很多，从不同角度看，有不同的分二、异步电动机的种类很多，从不同角度看，有不同的分类法：类法：（1）按定子相数分有）按定子相数分有 单相异步电动机；单相异步电动机；两相异步两相异步电动机；电动机；三相异步电动机。三相异步电动机。（2）按转子结构分有）按转子结构分有 绕线式异步电动机；绕线式异步电动机；鼠笼式鼠笼式异步电动机。后者又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异异步电动机。后者又包括单鼠笼异步电动机、双鼠笼异步电动机和深槽式异步电动机。步电动机和深槽式异步电动机。此
4、外，此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压异根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压异步电动机、低压异步电动机之分。从其它角度看，还有步电动机、低压异步电动机之分。从其它角度看，还有高起动转矩异步电机、高转差率异步电机、高转速异步高起动转矩异步电机、高转差率异步电机、高转速异步电机等等。电机等等。第4页，共198页，编辑于2022年，星期一异步电机也可作为异步发电机使用。单机使异步电机也可作为异步发电机使用。单机使用时，常用于电网尚未到达的地区，又找不用时，常用于电网尚未到达的地区，又找不到同步发电机的情况，或用于风力发电等特到同步发电机的情况，或用于风力发电等特殊场合上。在异步电
5、动机的电力拖动中，异殊场合上。在异步电动机的电力拖动中，异步电机回馈制动时，即运行在异步发电机状步电机回馈制动时，即运行在异步发电机状态。态。第5页，共198页，编辑于2022年，星期一7.1.2 三相异步机的结构三相异步机的结构YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座转子：在旋转磁场作用下，转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或产生感应电动势或 电流。电流。三相定子绕组：产生旋转三相定子绕组：产生旋转 磁场。磁场。线绕式线绕式鼠笼式鼠笼式鼠笼转子鼠笼转子 第6页，共198页，编辑于2022年，星期一第7页，共198页，编辑于2022年，星期一 异步电动机在结构
6、上也是由定子、转子、气隙异步电动机在结构上也是由定子、转子、气隙组成。组成。第8页，共198页，编辑于2022年，星期一三相绕线式异步电动机结构图第9页，共198页，编辑于2022年，星期一 一、异步电动机的定子：一、异步电动机的定子：异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。组三个部分组成的。1、定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机、定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁座里。为了降低定子铁心里的铁损耗，定子铁心用用心用用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的，在硅钢厚的硅钢片叠压而成的，在硅钢片的
7、两面还应途上绝缘漆。下图所示为定子槽片的两面还应途上绝缘漆。下图所示为定子槽,其中其中(a)是开口槽，用于大、中型容量的高压异是开口槽，用于大、中型容量的高压异步电动机中；步电动机中；(b)是半开口槽，用于中型是半开口槽，用于中型500V以以下的异步电动机中；下的异步电动机中；(c)是半闭口槽，用于低压是半闭口槽，用于低压小型异步电动机中。小型异步电动机中。第10页，共198页，编辑于2022年，星期一第11页，共198页，编辑于2022年，星期一第12页，共198页，编辑于2022年，星期一第13页，共198页，编辑于2022年，星期一第14页，共198页，编辑于2022年，星期一第15页，
8、共198页，编辑于2022年，星期一第16页，共198页，编辑于2022年，星期一第17页，共198页，编辑于2022年，星期一 2、定子绕组：、定子绕组：高压大、中型容量的异步电动机高压大、中型容量的异步电动机定子绕组常采用定子绕组常采用Y接，只有三根引出线，如图接，只有三根引出线，如图(a)所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定所示。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可子三相绕组的六根出线头都引出来，根据需要可接成接成Y形或形或形，如图形，如图(b)所示。定子绕组用绝缘所示。定子绕组用绝缘的铜（或铝）导线绕成，嵌在定子槽内。的铜（或铝）导线绕成
9、，嵌在定子槽内。第18页，共198页，编辑于2022年，星期一定子绕组第19页，共198页，编辑于2022年，星期一 3、机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。、机座：主要是为了固定与支撑定子铁心。如果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转子如果是端盖轴承电机，还要支撑电机的转子部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚部分。因此，机座应有足够的机械强度和刚度。对中、小型异步电动机，通常用铸铁机度。对中、小型异步电动机，通常用铸铁机座。对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，座。对大型电机，一般采用钢板焊接的机座，整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。整个机座和座式轴承都固定在同一个底板上。二、气隙：二、气
10、隙：第20页，共198页，编辑于2022年，星期一异步电动机的气隙是均匀的。气隙大小异步电动机的气隙是均匀的。气隙大小对异步电动机的运行性能和参数影响较对异步电动机的运行性能和参数影响较大，由于励磁电流由电网供给，气隙越大，由于励磁电流由电网供给，气隙越大，励磁电流也就越大，而励磁电流又大，励磁电流也就越大，而励磁电流又属于无功性质，它要影响电网的功率因属于无功性质，它要影响电网的功率因数，因此异步电动机的气隙往往以机械数，因此异步电动机的气隙往往以机械条件所能允许达到的最小数值。异步电条件所能允许达到的最小数值。异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多
11、，气隙一般为小得多，气隙一般为0.21.5mm左右。左右。在中、小型异步电动机中，中小型一般在中、小型异步电动机中，中小型一般为为0.11mm第21页，共198页，编辑于2022年，星期一三、异步电动机的转子：三、异步电动机的转子：异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的的。1、转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用、转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。2、转子绕组：分为笼型和绕线型两类
12、。、转子绕组：分为笼型和绕线型两类。1）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁环连接起来，形成一个短路的绕组。如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，如图（子，如图（a)所示，因此又叫鼠笼转子。导条的材所示，因此又叫鼠笼转子。导条的材料有用铜的，也有用铝的。料有用铜的，也有用铝的。第22页，共198页，编辑于2022年，星期一如果用的是铜料，就需要把事先
13、做好的裸铜条插入如果用的是铜料，就需要把事先做好的裸铜条插入转子铁心上的槽里，再用铜端环套在伸了两端的转子铁心上的槽里，再用铜端环套在伸了两端的铜条上，最后焊在一起，如图铜条上，最后焊在一起，如图(b)所示。如果用的所示。如果用的是铸铝，就连同端环、风扇一次铸成，如图是铸铝，就连同端环、风扇一次铸成，如图(c)所所示示。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、。笼型转子结构简单、制造方便、是一种经济、耐用的电机，所以应用极广。耐用的电机，所以应用极广。第23页，共198页，编辑于2022年，星期一第24页，共198页，编辑于2022年，星期一 2）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘）绕线
14、型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。转子形。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来，如图所示。这就可以把外接电阻刷装置引出来，如图所示。这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。性能或调节电动机的转速。与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，或需平滑调
15、速的场合使用。或需平滑调速的场合使用。第25页，共198页，编辑于2022年，星期一定子定子stator转子转子Rotor定子绕组定子绕组通过电流通过电流定子铁心定子铁心导磁作用导磁作用机座机座机械支撑机械支撑机械部分、绝缘部分、冷却部分、保机械部分、绝缘部分、冷却部分、保护部分（如：转轴、轴承、风扇、绝护部分（如：转轴、轴承、风扇、绝缘工件）缘工件）电磁部分电磁部分绕组绕组铁心铁心导磁作用导磁作用绕线型绕线型鼠笼型鼠笼型导电作用导电作用第26页，共198页，编辑于2022年，星期一7.1.4 异步电动机的铭牌数据异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌上标明电机的型号、三相异步电动机的铭牌上
16、标明电机的型号、额定数据等。额定数据等。1 异步电动机的型号：异步电动机的型号：电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉语电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音字母是根据电机的全名称选择有代表意义的字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉字，再用该汉字的第一个拼音字母组成。汉字，再用该汉字的第一个拼音字母组成。例如例如Y系列三相异步电动机表示如下：系列三相异步电动机表示如下：第27页，共198页，编辑于2022年，星期一异步电动机 极数 Y 100 L 1 2 铁心长度代号 机座中心高 机座长度代号小型异步电机：第28页，
17、共198页，编辑于2022年，星期一产品代号：表示异步电机规格代号：表示中心高355mm、中机座、2号铁心长、4极中型异步电机第29页，共198页，编辑于2022年，星期一产品代号：表示异步电机规格代号：表示功率630KW、10极、定子铁心外径1180mm大型异步电机第30页，共198页，编辑于2022年，星期一我国生产的异步电动机种类很多，下面列出一些常见的我国生产的异步电动机种类很多，下面列出一些常见的产品系列。产品系列。Y系列为小型鼠笼全封闭自冷式三相异步电动机。用系列为小型鼠笼全封闭自冷式三相异步电动机。用于金属切削机床、通用机械、矿山机械、农业机械于金属切削机床、通用机械、矿山机械、
18、农业机械等。也可用于拖动静止负载或惯性负载较大的机械，等。也可用于拖动静止负载或惯性负载较大的机械，如压缩机、传送带、磨床、锤击机、粉碎机、小型如压缩机、传送带、磨床、锤击机、粉碎机、小型起重机、运输机械等。起重机、运输机械等。JQ2 和和JQO2系列是高起动转矩异步电动机，用在起动静系列是高起动转矩异步电动机，用在起动静止负载或惯性负载较大的机械上。止负载或惯性负载较大的机械上。JQ2 是防护式和是防护式和JQO2是封闭式的。是封闭式的。JS系列是中型防护式三相鼠笼异步电动机。系列是中型防护式三相鼠笼异步电动机。JR系列是防护式三相绕线式异步电动机。用在电源容量小、系列是防护式三相绕线式异步
19、电动机。用在电源容量小、不能用同容量鼠笼式电动机起动的生产机械上。不能用同容量鼠笼式电动机起动的生产机械上。JSL2 和和JRL2系列是中型立式水泵用的三相异步电动系列是中型立式水泵用的三相异步电动机，其中机，其中JSL2 是鼠笼式，是鼠笼式，JRL2是绕线式。是绕线式。第31页，共198页，编辑于2022年，星期一JZRL2 和和JZS2系列是起重和冶金用的三相异系列是起重和冶金用的三相异步电动机，步电动机，JZSL2是鼠笼式，是鼠笼式，JZRL2是绕是绕线式。线式。JD2 和和JDO2系列是防护式和封闭式多速异步系列是防护式和封闭式多速异步电动机。电动机。BJO2 系列是防爆式鼠笼异步电动
20、机。系列是防爆式鼠笼异步电动机。JPZ系列是旁磁式制动异步电动机。系列是旁磁式制动异步电动机。JZZ系列是锥形转子制动异步电动机。系列是锥形转子制动异步电动机。JZT系列是电磁调速异步电动机。系列是电磁调速异步电动机。其他类型的异步电动机可参阅产品目录。其他类型的异步电动机可参阅产品目录。第32页，共198页，编辑于2022年，星期一2 异步电动机的额定值：异步电动机的额定值：异步电动机的额定值包含下列内容：异步电动机的额定值包含下列内容：（1）额定功率）额定功率 PN 指电动机在额定运行时指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率，单位是轴上输出的机械功率，单位是kw。（2）额定电压）额定电压
21、UN 指额定运行状态下加在指额定运行状态下加在定子绕组上的线电压，单位为定子绕组上的线电压，单位为V。（3）额定电流）额定电流IN 指电动机在定子绕组上指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时，定加额定电压、轴上输出额定功率时，定子绕组中的线电流，单位为子绕组中的线电流，单位为A。（4）额定频率）额定频率f 指我国规定工业用电的频率指我国规定工业用电的频率是是50Hz。第33页，共198页，编辑于2022年，星期一（5）额定转速）额定转速n 指电动机定子加额定指电动机定子加额定频率的额定电压，且轴端输出额定功率频率的额定电压，且轴端输出额定功率时电机的转速，单位为时电机的转速，单位为
22、r/min。（6）额定功率因数）额定功率因数 指电动机指电动机加额定负载时，定子边的功率因数。加额定负载时，定子边的功率因数。第34页，共198页，编辑于2022年，星期一第35页，共198页，编辑于2022年，星期一三相异步电动机的接线方法三相异步电动机的接线方法CZBXYA定子绕组在接线盒中布置定子绕组在接线盒中布置定子绕组的定子绕组的Y型连接型连接ZXYCBA定子绕组的定子绕组的型连接型连接CBAZXY第36页，共198页，编辑于2022年，星期一三相异步电机的定子可接成Y或D有时铭牌上标“电压380/220，Y/”表示：电压=380V时，应接成Y电压=220V时，应接成第37页，共19
23、8页，编辑于2022年，星期一 如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，如果电动机定子绕组有六根引出线，并已知其首、末端，分几种情况讨论。分几种情况讨论。（1）当电动机铭牌上标明）当电动机铭牌上标明“电压电压380/220V，接法，接法Y/”时，这种情况下，究竟是接成时，这种情况下，究竟是接成Y或或，要看电源电压，要看电源电压（线电压）的大小。如果电源电压为（线电压）的大小。如果电源电压为380V，则接成，则接成Y接；电源电压为接；电源电压为220V时，则接成时，则接成接。接。（2）当电动机铭牌上标明）当电动机铭牌上标明“电压电压380V，接法时，接法时”时，则只有这一种时，则只有这
24、一种接法。但是在电动机起动过程中，接法。但是在电动机起动过程中，可以接成可以接成Y接，接在接，接在380V电源上，起动完毕，恢复电源上，起动完毕，恢复接法。接法。对有些高压电动机，往往定子绕组有三根引出线，对有些高压电动机，往往定子绕组有三根引出线，只在电源电压符合电动机铭牌电压值，便可使用。只在电源电压符合电动机铭牌电压值，便可使用。第38页，共198页，编辑于2022年，星期一7.1.5 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理工作原理：工作原理：三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁动势，圆形旋转磁密，设其方形成圆形旋转磁动势，圆形
25、旋转磁密，设其方向为逆时针转，如图所示。若转子不转，转子向为逆时针转，如图所示。若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有感鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有感应电动势应电动势e，方向由右手定则确定。由于转子，方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相位差时，电流方向同电考虑电动势与电流的相位差时，电流方向同电动势方向。这样，导条就在磁场中受力动势方向。这样，导条就在磁场中受力f，用，用左手定则确定受力方向，如图所示。左手定则确定受力方向，如图所示。第39页，共198页，编辑于2022年，星期
26、一三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理(物理模型解释）物理模型解释）nNSTfn1fn总是总是n1定子合成磁场定子合成磁场是旋转的，是旋转的，n1转子绕组感应转子绕组感应出电动势出电动势第40页，共198页，编辑于2022年，星期一转子受力，产生转矩转子受力，产生转矩T，为电磁转矩，方向，为电磁转矩，方向与旋转磁动势同方向，转子便在该方向上旋与旋转磁动势同方向，转子便在该方向上旋转起来。转子旋转后，转速为转起来。转子旋转后，转速为n，只要，只要nn1（n1为旋转磁动势同步转速），转子导为旋转磁动势同步转速），转子导条与磁场仍有相对运动，产生与转子不转时条与磁场仍有相对运动，产生与转
27、子不转时相同方向的电动势、电流及受力，电磁转矩相同方向的电动势、电流及受力，电磁转矩T仍旧为逆时针方向，转子继续旋转，稳定仍旧为逆时针方向，转子继续旋转，稳定运行在运行在T=TL情况下。记为异步电动机转差情况下。记为异步电动机转差率：率：第41页，共198页，编辑于2022年，星期一 1、只要感应电动机的定子绕组产生旋转磁场，转子、只要感应电动机的定子绕组产生旋转磁场，转子绕组形成闭合回路，电动机就会旋转。绕组形成闭合回路，电动机就会旋转。2、转子的旋转速度、转子的旋转速度n始终小于磁场的旋转速度始终小于磁场的旋转速度n1。3、转子速度、转子速度n与磁场速度与磁场速度n1的转差的转差n，与磁场
28、速度，与磁场速度n1的比值叫转差率的比值叫转差率s。很小，。很小，S=0.010.05结论：第42页，共198页，编辑于2022年，星期一注意：在正常情况下，异步电动机的转注意：在正常情况下，异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的转速（同子转速总是略低于旋转磁场的转速（同步转速）。转差率是一个表征异步电动步转速）。转差率是一个表征异步电动机运行状态的一个基本参数。感应电动机运行状态的一个基本参数。感应电动机的转速随负载的变化而变化。机的转速随负载的变化而变化。第43页，共198页，编辑于2022年，星期一三相异步电机的3种运行状态第44页，共198页，编辑于2022年，星期一第45页，共19
29、8页，编辑于2022年，星期一7.2 异步电动机的运行分析异步电动机的运行分析正常情况下，电机转子总是旋转的，正常情况下，电机转子总是旋转的，但是为了分析问题的方便，在这里我们但是为了分析问题的方便，在这里我们首先从转子静止出发进行分析。首先从转子静止出发进行分析。转子静止的转子静止的2种情况：种情况：(1)转子绕组开路：转子绕组开路：有感应电势，不能形成转子电流有感应电势，不能形成转子电流无电磁力无电磁力(2)转子绕组不开路转子绕组不开路有感应电势、形成转子电流、受有感应电势、形成转子电流、受电磁力；电磁力；但转子被堵死不能转但转子被堵死不能转(堵转堵转)第46页，共198页，编辑于2022
30、年，星期一7.2 三相异步电动机转子不转、转子三相异步电动机转子不转、转子绕组开路时的电磁关系绕组开路时的电磁关系7.2.1 正方向的规定正方向的规定：第47页，共198页，编辑于2022年，星期一7.2.2 磁通及磁动势：磁通及磁动势：1、励磁磁动势：、励磁磁动势：我们给异步电动机通入对称的三我们给异步电动机通入对称的三相交流电时，根据我们前面所学的可知将会在相交流电时，根据我们前面所学的可知将会在气隙中会产生一个旋转的气隙磁场，这个旋转气隙中会产生一个旋转的气隙磁场，这个旋转的磁场会同时切割定转子绕组，这样，在两个的磁场会同时切割定转子绕组，这样，在两个绕组内会产生相应的感应电动势，但是由
31、于转绕组内会产生相应的感应电动势，但是由于转子绕组是开路的所以，没有电流，即没有磁动子绕组是开路的所以，没有电流，即没有磁动势，由此可见，在这种情况下，整个气隙磁场势，由此可见，在这种情况下，整个气隙磁场全部是由定子绕组内的三相对称电流产生，为全部是由定子绕组内的三相对称电流产生，为此此，定子磁动势又叫做励磁磁动势，定子电流定子磁动势又叫做励磁磁动势，定子电流亦叫做励磁电流。亦叫做励磁电流。第48页，共198页，编辑于2022年，星期一而由于整个分析过程是完全对称的，所以我们在分而由于整个分析过程是完全对称的，所以我们在分析时仅以析时仅以A相为例来进行讲解。下面我们来看一下相为例来进行讲解。下
32、面我们来看一下由电流产生的旋转磁场的磁动势的特点：由电流产生的旋转磁场的磁动势的特点：1）幅值：）幅值：2）转向：逆时针转向。）转向：逆时针转向。A1B1C13）转速：相对于定子绕组以角频率）转速：相对于定子绕组以角频率旋转。旋转。4）瞬间位置：正如前面所分析的，当）瞬间位置：正如前面所分析的，当A相电流达到相电流达到正最大正最大 时，他所对应的磁动势也达到正最大时，他所对应的磁动势也达到正最大。第49页，共198页，编辑于2022年，星期一 转子不转的三相异步电机，相当于一台副转子不转的三相异步电机，相当于一台副边开路的三相变压器，其中定子绕组是原边开路的三相变压器，其中定子绕组是原绕组，转
33、子绕组是副绕组，只是在磁路中，绕组，转子绕组是副绕组，只是在磁路中，异步电机定、转子铁心中多了一个空气隙异步电机定、转子铁心中多了一个空气隙磁路而已。磁路而已。2）主磁通和漏磁通：）主磁通和漏磁通：主磁通：同时铰链定子、转子、气隙构成闭主磁通：同时铰链定子、转子、气隙构成闭和回路的磁通，气隙里每极主磁通量用和回路的磁通，气隙里每极主磁通量用1 表示表示漏磁通：只铰链定子绕组就形成闭和回路，漏磁通：只铰链定子绕组就形成闭和回路，叫定子漏磁通，用叫定子漏磁通，用 表示。表示。第50页，共198页，编辑于2022年，星期一如图所示：第51页，共198页，编辑于2022年，星期一第52页，共198页，
34、编辑于2022年，星期一 由于气隙是均匀的，励磁磁动势由于气隙是均匀的，励磁磁动势F0产生的主磁通产生的主磁通1所对应的气隙磁密是一个在气隙中旋转、在空间所对应的气隙磁密是一个在气隙中旋转、在空间按正弦分布的磁密。用空间向量表示为按正弦分布的磁密。用空间向量表示为 ，的的位置在其最大值处，位置在其最大值处，为是气隙磁密的最大值。气为是气隙磁密的最大值。气隙里每极主磁通为：隙里每极主磁通为：气隙磁密和励磁磁动势同方向，这是因为磁动势达气隙磁密和励磁磁动势同方向，这是因为磁动势达到最大值时，该处的磁密也为最大。（在不考虑到最大值时，该处的磁密也为最大。（在不考虑磁滞、涡流的影响下）磁滞、涡流的影响
35、下）第53页，共198页，编辑于2022年，星期一7.2.3 感应电动势感应电动势:我们以知旋转磁场同时切割定转子绕组我们以知旋转磁场同时切割定转子绕组,在定在定转子绕组内将会产生感应电动势转子绕组内将会产生感应电动势E1,E2,根据根据我们前面所学的知识可知我们前面所学的知识可知:定子、转子每相电动势之比叫电压变化，用定子、转子每相电动势之比叫电压变化，用ke表示，即表示，即:第54页，共198页，编辑于2022年，星期一 的相位关系：的相位关系：我们已知感应电动势总是滞后于产生他的磁我们已知感应电动势总是滞后于产生他的磁通通900，而在，而在转子不子不转，且，且转子子绕组开路开路的情况下，
36、定子和的情况下，定子和转子是被同一个磁通所子是被同一个磁通所铰链，所以，很，所以，很显然，两个感然，两个感应电动势之之间是同相位的。是同相位的。7.2.4 励磁励磁电流：流：和前面分析和前面分析变压器的情况是一器的情况是一样的，励磁的，励磁电流也是由流也是由Ioa 和和Ior两分量组成。两分量组成。第55页，共198页，编辑于2022年，星期一 有功分量有功分量Ioa很小，因此很小，因此 领先领先 一个不大一个不大的角度。在时间空间向量图上，的角度。在时间空间向量图上，与与 相相位相同，位相同，与与 相位一样，相位一样，和和 领先领先 一个不大的角度。一个不大的角度。第56页，共198页，编辑
37、于2022年，星期一+j+A1,+A1+j+A1,+A1第57页，共198页，编辑于2022年，星期一7.2.5 电压方程式：电压方程式：从前面的图中，我们可以得到相应的电动势从前面的图中，我们可以得到相应的电动势平衡方程式，但是在这里需要注意的一点是：平衡方程式，但是在这里需要注意的一点是：定子绕组的漏磁通在定子绕组内也会产生一定子绕组的漏磁通在定子绕组内也会产生一个电动势，我们称之为定子漏电动势，用个电动势，我们称之为定子漏电动势，用 表示，表示，所以，电压方程式为：所以，电压方程式为：第58页，共198页，编辑于2022年，星期一式中式中 是定子一相绕组的漏阻抗。上式是定子一相绕组的漏阻
38、抗。上式用相量表示时，与三相变压器副绕组开路时的情况，用相量表示时，与三相变压器副绕组开路时的情况，完全一样。完全一样。第59页，共198页，编辑于2022年，星期一7.2.6 等值电路：等值电路：与三相变压器空载时一样，异步电动机也与三相变压器空载时一样，异步电动机也能找出并联或串联的等值电路。已知：能找出并联或串联的等值电路。已知：于是，电压平衡等式为于是，电压平衡等式为 第60页，共198页，编辑于2022年，星期一作成电路图：作成电路图：转子回路电压方程式：转子回路电压方程式：第61页，共198页，编辑于2022年，星期一第62页，共198页，编辑于2022年，星期一第63页，共198
39、页，编辑于2022年，星期一异步电动机电磁关系与变压器十分相似，但它们之间存在差异：（1）主磁场性质不同，异步电动机气隙中为旋转磁场，而变压器为脉振磁场（2）由于异步电机存在气隙，主磁路磁阻大，同变压器相比，建立同样的磁通所需励磁电流大。（3）由于气隙的存在，加之绕组结构的不同，异步电动机的漏磁通较大，其所对应的漏抗也较变压器大。（4）异步电机通常采用短距和分布绕组，故计算电动机时需考虑绕组系数，而变压器则为整距、集中绕组。第64页，共198页，编辑于2022年，星期一7.3 三相异步电动机转子堵转时的电三相异步电动机转子堵转时的电磁关系磁关系堵转堵转:即堵住转子让转子不转的现象即堵住转子让转
40、子不转的现象,实际上实际上就是对转子进行了短路就是对转子进行了短路.下面下面,我们就来详细我们就来详细的分析一下的分析一下,当转子被短路情况下的电机的当转子被短路情况下的电机的电磁关系电磁关系.7.3.1 磁动势和磁通磁动势和磁通:1 磁动势磁动势:异步电动机转子被短路的这种情况异步电动机转子被短路的这种情况和变压器副边短路的情况类似和变压器副边短路的情况类似.第65页，共198页，编辑于2022年，星期一定子转子第66页，共198页，编辑于2022年，星期一 现在现在,转子被短路转子被短路,所以所以,当在定子绕组内通入三相当在定子绕组内通入三相对称电流后对称电流后,产生的沿逆时针方向旋转的磁
41、场产生的沿逆时针方向旋转的磁场,不不仅在定子绕组内产生磁动势仅在定子绕组内产生磁动势,在转子绕组内也会在转子绕组内也会产生磁动势产生磁动势,下面我们就来详细的进行分析下面我们就来详细的进行分析.一、转子侧磁动势的特点：一、转子侧磁动势的特点：在三相对称的转子在三相对称的转子 绕组里流过三相对称电流绕组里流过三相对称电流时，产生的转子空间旋转磁动势时，产生的转子空间旋转磁动势 的特点：的特点：1）幅值：）幅值：2）转向：假设气隙旋转磁密是逆时针方向旋转，）转向：假设气隙旋转磁密是逆时针方向旋转，在转子绕组内感应产生的电动势及电流的相序在转子绕组内感应产生的电动势及电流的相序第67页，共198页，
42、编辑于2022年，星期一就应为就应为A2B2C2。3）转速：相对于转子绕组为）转速：相对于转子绕组为注意：现在定转子被同一个磁通所铰链，所以，产生的注意：现在定转子被同一个磁通所铰链，所以，产生的电流的频率是相等的。电流的频率是相等的。4）瞬间位置：）瞬间位置：当当A相电流达到正的最大值时，与他相对应的磁动势也相电流达到正的最大值时，与他相对应的磁动势也达到正的幅值。达到正的幅值。与副边短路的三相变压器一样，当异步电机转子绕与副边短路的三相变压器一样，当异步电机转子绕组短路时，定子边电流不再是组短路时，定子边电流不再是 ，用，用 表示。由表示。由定子电流产生的气隙空间旋转磁动势用定子电流产生的
43、气隙空间旋转磁动势用 表示，表示，叫定子旋转磁动势。定子旋转磁动势的特点与转叫定子旋转磁动势。定子旋转磁动势的特点与转子绕组开路时一样，仅幅值不同。子绕组开路时一样，仅幅值不同。第68页，共198页，编辑于2022年，星期一 转于绕组短路的三相异步电机，作用在磁路转于绕组短路的三相异步电机，作用在磁路上的磁动势有两个：上的磁动势有两个：一为定子旋转磁动势一为定子旋转磁动势 ；一为转子旋转磁动势；一为转子旋转磁动势。由于它们的旋转方。由于它们的旋转方向相同，转速又相等，只是一前一后地旋转向相同，转速又相等，只是一前一后地旋转着，我们称它们为同步旋转。着，我们称它们为同步旋转。既然它们是同步旋转，
44、又作用在同一个磁路既然它们是同步旋转，又作用在同一个磁路上，把它们按向量的关系加起来，得到合成上，把它们按向量的关系加起来，得到合成的磁动势仍用的磁动势仍用 表示。即表示。即:第69页，共198页，编辑于2022年，星期一这个合成的旋转磁动势这个合成的旋转磁动势 ，才是产生气隙，才是产生气隙每极主磁通每极主磁通 的磁动势。主磁通的磁动势。主磁通 在定、在定、转子相绕组里感应电动势转子相绕组里感应电动势 和和2）漏磁通：）漏磁通：在这种情况下在这种情况下,除了定子侧的漏磁通外除了定子侧的漏磁通外,转子侧转子侧有电流也要产生漏磁通有电流也要产生漏磁通,表现为表现为注意，变压器中的主磁通是脉振磁通，
45、注意，变压器中的主磁通是脉振磁通，是是它的最大振幅。在异步电动机中，气隙里它的最大振幅。在异步电动机中，气隙里主磁通的却是旋转磁通主磁通的却是旋转磁通，它对应的磁密波它对应的磁密波沿气隙圆周方向是正弦分布，以同步速相沿气隙圆周方向是正弦分布，以同步速相对于定子在旋转，对于定子在旋转，表示气隙里每极的磁表示气隙里每极的磁通量。通量。第70页，共198页，编辑于2022年，星期一 7.3.2 定转子回路方程定转子回路方程:根据前面的分析可知根据前面的分析可知:式中式中:是转子绕组的漏阻抗是转子绕组的漏阻抗.转子相电流为转子相电流为:第71页，共198页，编辑于2022年，星期一式中式中 是转子绕组
46、回路的功率因数角是转子绕组回路的功率因数角.显然，上式中的转子侧的感应电动势和电流、电抗显然，上式中的转子侧的感应电动势和电流、电抗等的频率都是等的频率都是 ，转子电流在相位上滞后与，转子电流在相位上滞后与电动势电动势 时间电角度。时间电角度。根据定、转子磁动势合成关系，有根据定、转子磁动势合成关系，有改写成改写成 第72页，共198页，编辑于2022年，星期一从上面的分析我们可以看出，当转子侧电流不为从上面的分析我们可以看出，当转子侧电流不为零时，他也会产生一个磁动势，而定子侧的磁动零时，他也会产生一个磁动势，而定子侧的磁动势此时变成了势此时变成了 ，这就可以认为定子旋转磁动势里包含着两个分
47、量：这就可以认为定子旋转磁动势里包含着两个分量：一个分量是大小等于一个分量是大小等于 ，而方向与，而方向与 相反，用相反，用 表示。它的作用是抵消转子旋转磁动势对主磁通表示。它的作用是抵消转子旋转磁动势对主磁通的影响；另一个分量就是励磁磁动势的影响；另一个分量就是励磁磁动势 。它是用。它是用来产生气隙旋转磁密的。由于这种情况下定子磁来产生气隙旋转磁密的。由于这种情况下定子磁动势已变为动势已变为 了，定子绕组里的电流也就变为了，定子绕组里的电流也就变为 了。了。第73页，共198页，编辑于2022年，星期一定子回路的电压方程式为：定子回路的电压方程式为：7.3.3 转子绕组的折合（折算）：转子绕
48、组的折合（折算）：从前面的分析我们可以看出，分别对定转从前面的分析我们可以看出，分别对定转子进行分析太过麻烦，异步电动机定、转子进行分析太过麻烦，异步电动机定、转子之间没有电路上的联结，只有磁路的联子之间没有电路上的联结，只有磁路的联系，这点和变压器的情况相类似系，这点和变压器的情况相类似，所以在，所以在这里我们仍采用折算的方法，把转子折算这里我们仍采用折算的方法，把转子折算到定子侧，用一个新转子，它的相数、每到定子侧，用一个新转子，它的相数、每相串联匝数以及绕组系数都分别和定子的相串联匝数以及绕组系数都分别和定子的一样（三相、一样（三相、）第74页，共198页，编辑于2022年，星期一 妈妈
49、开了个淘宝店，欢迎前来捧场妈妈开了个淘宝店，欢迎前来捧场妈妈的淘宝点开了快半年了，主要卖的是毛绒玩具、坐垫、抱枕之类的，感觉妈妈还妈妈的淘宝点开了快半年了，主要卖的是毛绒玩具、坐垫、抱枕之类的，感觉妈妈还是很用心的，花了不少功夫，所以我也来出自己的一份力，帮忙宣传一下。是很用心的，花了不少功夫，所以我也来出自己的一份力，帮忙宣传一下。并且妈妈总是去五亭龙挑最好的玩具整理、发货，质量绝对有保证。并且妈妈总是去五亭龙挑最好的玩具整理、发货，质量绝对有保证。另外我家就在扬州五亭龙玩具城旁边，货源丰富，质量可靠，价格便宜。另外我家就在扬州五亭龙玩具城旁边，货源丰富，质量可靠，价格便宜。欢迎大家来逛逛欢
50、迎大家来逛逛【扬州五亭龙玩具总动员扬州五亭龙玩具总动员】个人小广告：个人小广告：第75页，共198页，编辑于2022年，星期一 但是关键的一点是：但是关键的一点是：要保证转子侧在折算前要保证转子侧在折算前后对整个磁场的影响不能发生改变，即折算后对整个磁场的影响不能发生改变，即折算前后转子的前后转子的总视在功率、有功功率、转子总视在功率、有功功率、转子的的铜耗和漏磁场储能均保持不变。简单铜耗和漏磁场储能均保持不变。简单的说就的说就是转子侧的磁动势没有改变，不影响定子边。是转子侧的磁动势没有改变，不影响定子边。根据定、转子磁通势的关系：根据定、转子磁通势的关系：可以写成可以写成第76页，共198页