第 4章 三相异步电动机

4.1 三相异步电动机的基本工作原理和结构4.2 交流电机的绕组

4.3 交流电机绕组的感应电动势4.4 交流电机绕组的磁动势

4.5 三相异步电动机的空载运行

4.6 三相异步电动机的负载运行4.7三相异步电动机的等效电路和相量图.4.8三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡

三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以广泛应用。但是，功率因数低、起动和调速性能差。

第 4章 三相异步电动机4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构4.1.1三相异步电动机的基本结构一、定子部分1. 定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。3、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。二、转子部分1 、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。2、转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。 2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。

异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值。

三、气隙

第 4章 三相异步电动机

第 4章 三相异步电动机按转子结构分：

绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机

继续 继续

第 4章 三相异步电动机

下面是它主要部件的拆分图。

右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。

第 4章 三相异步电动机

鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图

三相绕线型转子结构图

返回

第 4章 三相异步电动机

第 4章 三相异步电动机4.1.2 三相异步电动机的基本工作原理

U2U1

W2 V1

W1V2

1n

n

一、转动原理1 、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。

2 、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。

3 、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。

第 4章 三相异步电动机二、转差率

1

1

n ns

n

转差率是异步电机的一个基本物理量，它反映电机的各种运行情况。转子未转动时， ;s,n 10 电机理想空载时， .s,nn 01

作为电动机，转速在 1~0 n范围内变化，转差率在 0~1 范围内变。 负载越大，转速越低，转差率越大；反之，转差率越小。转差率的大小能够反映电机的转速大小或负载大小。电机的转速为：

11n = ( - s)n

额定运行时，转差率一般在 0.01~0.06 之间，即电机转速接近同步速。

同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率，用s表示，即：

第 4章 三相异步电动机三、异步电机的三种运行状态

根据转差率的大小和正负 ,异步电机有三种运行状态

机械能转变为电能电能和机械能变成内能

电能转变为机械能能量关系

制动制动驱动电磁转矩转差率转速

外力使电机快速旋转

外力使电机沿磁场反方向旋转

定子绕组接对称电源实现

发电机电磁制动电动机状态

10 < n < n 0n < 1n > n

10 s 1s 0s

第 4章 三相异步电动机4.1.3 型号和额定值一、型号例 :

第 4章 三相异步电动机

第 4章 三相异步电动机

额定值关系有： 3N N N N NP U I cos η

)VkV(UN 或额定电压

额定运行状态时加在定子绕组上的线电压 .

)kW(PN额定功率

额定条件下转轴上输出的机械功率。

)A(IN额定电流在额定运行状态下流入定子绕组的线电流 .

min)/r(nN额定转速额定运行时电动机的转速 . N

Nf

额定效率额定频率额定功率因数 Ncos

二、额定值

第 4章 三相异步电动机

三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成“ Y”形或“ D”形。

U1 V1 W1 U1 V1 W1

W2 U 2 V2 W2 U2 V2

D 联结Y 联结

三、接线

第 4章 三相异步电动机4.2 交流电机的绕组4.2.1 交流绕组的基本知识

一、基本要求和分类

1 ）三相绕组对称；

2）力求获得最大的电动势和磁动势；3）绕组的电动势和磁动势的波形力求接近正弦；

4）节省用铜量；

5）绕组的绝缘和机械强度可靠，散热条件好；

6）工艺简单、便于制造、安装和检修。

第 4章 三相异步电动机二、交流绕组的基本概念

1 、极距 两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的槽数为 Z，磁极对数为 p，则极距：

Z=2 p

2 、线圈节距 y

一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。

.y 的绕组为整距绕组

3 、电角度 p电角度 机械角度

.y 的绕组为短距绕组

第 4章 三相异步电动机4 、槽距角a

相邻两个槽之间的电角度：0360p

=Z

6 、相带

每个极面下的导体平均分给各相，则每一相绕组在每个极面下所占的范围，用电角度表示称为相带。

每一个极面下每相所占的槽数为

5、每极每相槽数q

2

Zq =

pm

第 4章 三相异步电动机4.2.2 三相单层绕组

单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈总数等于定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。一、单层链式绕组 单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而成，整个外形如长链。

链式绕组的每个线圈节距相等并且制造方便；线圈端部连线较短并且省铜。主要用于 q=2 的 4、 6、 8 极小型三相异步电动机。

第 4章 三相异步电动机二、单层交叉式绕组

单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成，同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同，各线圈组的端部互相交叉。

交叉式绕组由两大一小线圈交叉布置。线圈端部连线较短，有利于节省材料，并且省铜。广泛用于 q>1 的且为奇数的小型三相异步电动机。

第 4章 三相异步电动机三、单层同心式绕组

同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构成。

同心式绕组端部连线较长，适用于 q=4 、 6、 8 等偶数的 2极小型三相异步电动机。

第 4章 三相异步电动机

优点

不适宜于大中型电机

元件少，结构简单，嵌线方便，槽内无层间绝缘

广泛应用于 10kW以下的异步电动机定子绕组

单层绕组为整距绕组

缺点电动势和磁动势波形较差

铁损和噪声较大

起动性能较差

三相单层绕组的优缺点

第 4章 三相异步电动机4.2.3 三相双层绕组 双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边，线圈的每一个有效边放在某一槽的上层，另一个有效边则放置在相隔为y 的另一槽的下层。

双层绕组分双层叠绕组（如图 2a=1 ）和双层波绕组（略）。

第 4章 三相异步电动机 双层绕组的特点：

1）线圈数等于槽数；2）线圈数组数等于极数，也等于最大并联支路数；3 ）每相绕组的电动势等于每条支路的电动势。

优点

可以选择最有利的节距，使电动势和磁动势波形更接近正弦波

所有线圈的形状和尺寸相同，便于实现机械化

端部排列整齐机械强度高

可组成较多的并联支路

缺点

嵌线困难

用铜量大

第 4章 三相异步电动机4.3交流电机绕组的感应电动势4.3.1 线圈的感应电动势及短距系数

一、一根导体的电动势

二、整距绕组的电动势

每个整距绕组由 Nc个相同和线匝组成，每个整距线圈的电动势 :

1 1 14 44y (y ) c t cE N E . fN

电动势频率 :60

pnf

电动势大小 : 12 221cE . fΦ

电动势波形 : Blve 随时间变化的波形取决于气隙磁密在空间的分布波形

第 4章 三相异步电动机三、短距线圈的电动势

每个短距线圈的电动势 :

1 4 44 1 1( ) c yE . fN Φ ky y

称为短距系数：线圈短距时电动势比整距时打的一个折扣．

09011

1

y (y τ)y

y (y τ)

E yk sin( )

E τ

第 4章 三相异步电动机4.3.2 线圈组的感应电动势及分布系数 一组线圈由 q个线圈组成 ,若 q个线圈为集中绕组时 ,各线圈电动势大小相等、相位相同，线圈组电动势为 :

1 1 1 14.44q (q= ) c yE = fqN k

若 q个线圈为分布绕组 ,放在 q个槽内 ,各线圈电动势大小相同 ,相位相差 α电角度 ,电动势为 :

1 1 1 1 14 44 4 441 1( ) c y q cE . fqN k k . fqN kq q w

11

1

2

2

q (q>1)q

q (q=1)

qasinE

k = =aE qsin

称为基波分布系数 :线圈组电动势等于集中线圈组电动势打的一个折扣 .

称为基波绕组系数。

1 1 1w y qk = k k

第 4章 三相异步电动机4.3.3 一相绕组的基波感应电动势

一绕组有 2a条支路，一条支路由若干个线圈组路串联组成。一相绕组的基波电动势为一条支路的基波电动势

11 14.44p wE = fNk

一、一相绕组的基波电动势

对单层绕组：2

cpqNN =

a

对双层绕组： c2 pqNN =

2a

第 4章 三相异步电动机二、短距绕组、分布绕组对电动势波形的影响

090

2

24 44

k sin( )

sink

sin

E . fNk k

y

q

p y q

y

q

q

对 V次谐波：

1ν ν

ν ν

ν νν

p νp τ τν

n n α ναp n

f νf60

第 4章 三相异步电动机改善电动势波形的方法 :

001

py E,k,y 时采用

.k y 尽可能小让 0

（１）采用短距绕组来削弱高次谐波

（２）采用分布绕组来削弱高次谐波尽可能小让 qk

１．改善主磁极磁场的分布２．改善交流绕组的构成，削弱谐波电动势

３．采用Ｙ接线消除线电动势中的三及其倍数的奇次谐波

005

455 py E,k,y 时

第 4章 三相异步电动机4.4 交流电机绕组的磁动势4.4.1 单相绕组的磁动势一、整距集中绕组的磁动势 一台两极气隙均匀的交流电机 ,一个整距绕组通入交流电流 ,线圈磁动势在某瞬间的分布如图 ,由全电流定律得 :

iNiHdl c 忽略铁心磁阻 , 磁动势完全降落在两个气隙上 .每个气隙的磁动势为 :

tt sinFsinINiNf cmcccc 2

1

2

1

空间分布为矩形波 ,随时间按正弦规律变化 .变化频率为电流频率。 空间位置不变而幅值和方向随时间变化的磁动势称为脉动磁动势。

第 4章 三相异步电动机矩形波磁动势可能分解为基波和一系列高次谐波 :

1 3

3( , ) sin cos sin cos ... sin cos ...c c c cf x t F t x F t x F t x

基波磁动势为 :

1

4 20 9

2c c c c cF N I . N I

1 1( , ) sin cosc cf x t F t x

基波磁动势最大值为 :

整距绕组基波磁动势在空间按余弦分布，幅值位于绕组轴线，空间每一点的磁动势大小按正弦规律变化——仍然为脉动磁动势。

第 4章 三相异步电动机二、单相脉动磁动势

1 、整距分布绕组的磁动势

cqycyqp Ikk)qN(kFF 11111 20.92

每个绕组由 q 个线圈串联构成，依次在定子圆周空间错开槽距角α, 绕组的基波磁动势为 q个线圈基波磁动势的空间矢量和：

111 qcq kqFF

2 、一组双层短距分布绕组的基波磁动势

双层短距分布绕组的基波磁动势为两个等效绕组基波磁动势的相量和，用短距系数计及绕组短距的影响：

第 4章 三相异步电动机3 、相绕组的磁动势

每个极下的磁动势和磁阻构成一条分支磁路。若电机有 p对磁极，就有 p条并联的对称分支磁路，所以一相绕组的基波磁动势就是该绕组在一对磁极下线圈所产生的基波磁动势，若每相电流为 Ip:

xcostsinIp

Nk.xcostsinFt)(x,f p

1wpp

9011

单相绕组的基波磁动势是在空间按余弦规律分布，幅值大小随时间按正弦规律变化的脉动磁动势。

第 4章 三相异步电动机三、单相脉动磁动势的分解

即一个脉动磁动势可以分解成两个幅值大小相等的磁动势。

1 1 1 1

1 1

1 1

2 2p p p

+ -p p

f (x,t) F sin cos x F sin( x) F sin( x)

= f (x,t)+ f (x,t)

pt t t

先分析 )xtsin(F)t,x(f pp

11 2

1

取幅值点分析2

xt

;x,t22

0 时

;x,t 02

时

;x,t22

时

x

t)(x,f 1p

2

2

第 4章 三相异步电动机综上分析

。)t,x(f,x)t,x(f)( pp

向旋转磁动势称为正故轴正方向移动朝随着时间推移

111

。)t,x(f)( p 势幅值的一半的幅值为单相基波磁动12

min)/(60

)/(2

2

)/(2)3(

1 rp

fsr

p

f

p

fn

smfdt

dxv

旋转速度

线速度为

。x,)t,x(f)t,x(f pp 的负方向只是旋转方向是性质基本一致的性质与 11

第 4章 三相异步电动机可见

(1)单相绕组的基波磁动势为脉动 ,它可以分解为大小相等、转速相同而转身相反的两个旋转磁场。

(2)反之 ,满足上述性质的两个旋转磁动势的合成即为脉动磁动势。

（ 3）由于正方向或反方向的旋转磁动势在旋转过程中，大小不变，两矢量顶点的轨迹为一圆形，所以这两个磁动势为圆形旋转磁动势。

第 4章 三相异步电动机4.4.2 三相绕组基波合成磁动势——旋转磁动势

三相的合成磁动势：

取 U相绕组轴线位置作为空间坐标原点、以相序的方向作为 x的参考方向、 U相电流为零时作为时间起点，则三相基波磁动势为：

)xtsin(F)xtsin(F)xcos()tsin(Ff

)xtsin(F)xtsin(F)xcos()tsin(Ff

)xtsin(F)xtsin(FxcostsinFf

pppW

pppV

pppU

3

4

2

1

2

1

3

2

3

23

4

2

1

2

1

3

2

3

22

1

2

1

1111

1111

1111

1 1 1

3

2 pf (x,t) = F sin( t- x) = F sin( t- x)

可见：三相合成磁动势也是一个圆形旋转磁动势。

交流电机三相对称绕组 , 通入三相对称电流，磁动势是三相的合成磁动势。

第 4章 三相异步电动机 为了分析旋转磁动势的旋转方向，设三相对称电流按余弦规律变化， U 相电流最大时为计时点，电流取首进尾出为正，电流波形和各时刻旋转磁动势的位置如图所示：

U2U1

W2 V1

W1V2

1n

第 4章 三相异步电动机用图解法分析——不同时刻三相合成磁动势

合成磁动势的转向是从载有超前电流的相转到载有滞后电流的相。

第 4章 三相异步电动机

产生圆形旋转磁动势的条件：一是三相或多相对称绕组；二是三相或多相对称电流。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形旋转磁动势。

三相对称绕组通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆形旋转磁动势，它有以下主要性质(1) 幅值是单相脉动磁动势最大幅值的 3/2倍。(2)转向由电流相序决定 ,从载有超前电流相转到载有滞后电流相 .(3)转速决定于电流的频率和电机的磁极对数

p

fn

601

(4) 当某相电流达最大值时 ,旋转磁动势的波幅位置刚好转到该相绕组的轴线位置上

第 4章 三相异步电动机

4.5.1 空载运行时的电磁关系4.5 三相异步电动机的空载运行

一、主、漏磁通的分布 为了便于分析，根据磁通路径和性质不同，异步电动机的磁通分为主磁通和漏磁通。

主磁通同时交链定、转子绕组，其路径为：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙→定子铁心。主磁通起传递能量的作用。 除了主磁通以外的磁通称为漏磁通，它包括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。漏磁通只起电抗压降作用。

第 4章 三相异步电动机二、空载电流和空载磁动势

异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流。

.I,I

:I,

a

r

0

00

0

功分量损耗的有另一个是用来供给铁心的无功分量产生主磁通一是用来由两部分组成异步电动机空载电流与变压器一样

基波幅值为载磁动势产生的旋转磁动势为空三相空载电流 ,FI 00

0Ip

kNmF 1w11

0 0.92

.III ar 000 :即

.F，I，E，、,,,

000 22 于是乎为零转子之间相对速度几定接近同步速转子转速很高空载运行时

.II,I,II rar 00000 即基本为一无功性质电流所以由于

第 4章 三相异步电动机三、电磁关系

10RI

1 U ( )三相系 )(I 三相系统0 )(F 三相合成0

1E

0

1

1E

02 E

4.5.2 空载运行时的电压平衡方程一、感应电动势

与变压器一样 ,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势0

1111 4.44 wkNfjE

101 XIjE σ

可见，异步电动机空载时的电磁关系与变压器非常相似。

第 4章 三相异步电动机二、电压平衡方程与等效电路

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：

0111010110111 IZEXIjRIERIEEU

同样也有：

1 0 0m m mE = - I (R + jX ) = - I Z

根据上两式，可以作出空载时等效电路。

第 4章 三相异步电动机 尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似，但它们之间还是有差别的：

1）主磁场性质不同：异步电动机为旋转磁场，变压器为脉动磁场 .

4 ）由于存在气隙 ,异步电动机漏抗较变压器的大 .

;I,E,I,E) 00002 2222 变压器异步电动机空载时

%.~%%,~%%I,)

10230203 0

的仅为而变压器为异步电动机由于存在气隙

5)异步电动机通常采用短距和分布绕组 ,计算时需考虑绕组系数 ,变压器则为整距集中绕组 ,可认为绕组系数为 1.

第 4章 三相异步电动机

4.6.1 负载运行时的电磁关系

4.6 三相异步电动机的负载运行

11IR

1 1E

22IR 2 2E

)(1 三相系统U )(I 三相系统1

)(I 多相系统2

1F

2F0F 0

1E

sE2

第 4章 三相异步电动机4.6.2 转子绕组各电磁量一、转子电动势的频率

感应电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速度 ,故转子电动势的频率为 :

1 1 12 1

1 1 60

p(n - n) n - n pnf = = = sf

n n

转子不转时 , .ff,s,n 1210 理想空载时 , .f,s,nn 00 21

二、转子绕组的感应电动势转子旋转时的感应电动势 : 02222 444 ws kNf.E

转子不转时的感应电动势 : 02212 444 wkNf.E 二者关系为 : 2 2sE = sE

第 4章 三相异步电动机三、转子绕组的漏阻抗电抗与频率正比于 ,转子旋转时转子漏电抗 :

222 2 LπfX s

二者关系 : 2 2sX = sX .

转子绕组的漏阻抗 : 2222 jsXRjXRZ 2ss

四、转子绕组的电流转子绕组为闭合绕组 ,转子电流为

22

2

22

2

2

22 jsXR

Es

jXR

E

Z

EI

s

s

s

s

转子不转时转子漏电抗 :222 2 LπfX

当转速降低时 ,转差率增大 ,转子电流也增大 .

第 4章 三相异步电动机五、转子绕组的功率因数

22 2

2 2 2 22 2 2 2

R Rcos = =

R + X R + (sX)

转子功率因数与转差率有关 ,当转差率增大时 ,转子功率因数则减小。六、转子旋转磁动势

转子绕组流过三相或多相对称电流时产生圆形旋转磁动势 .

2222

2 902

Ip

kN.

mF w1) 幅值

2)转向 转子电流相序与定子旋转磁动势方向相同 ,转子旋转磁动势的方向与转子电流相序一致 .

1nnn)(nnn 12转子旋转磁动势相对定子的速度为 可见 ,无论转子转速怎样变化 ,定、转子磁动势总是以同速、同向在空间旋转，两者在空间上总是保持相对静止。

第 4章 三相异步电动机4.6.3 磁动势平衡方程

021 FFF

磁动势的平衡方程为：

可以改写为： LFF)F(FF 10201

.,F,F;

,F::L

主磁通的影响用来抵消转子磁动势对即它用平衡转子磁动势另一个是负载分量产生气隙磁通

它用来一个是励磁磁动势个分量定子旋转磁动势包括两表明210

0

写成磁动势幅值公式：

0111

2222

111 0.9

20.9

20.9

2I

p

kNmI

p

kNmI

p

kNm ww1w

:kNm

kNmk

w

wi 有两边除以电流变比

222

111 02

1 Ik

II

i

第 4章 三相异步电动机4.6.4 电动势平衡方程

根据基尔霍夫电压定律可写出定、转子侧电动势平衡方程：

1 1 1 1 1 1 1 1 1U = - E + I R + jI X = - E + I Z

2 2 2 2 2 2 2 20 s s s s= E - I R - jI X = E + I Z

:kEE: e之比称为电动势比与转子不转时电动势其中 21

22

11

2

1

w

we kN

kN

E

Ek

第 4章 三相异步电动机

4.7.1 折算4.7 三相异步电动机的等效电路和相量图

频率折算就是用一个等效的转子电路代替实际旋转的转子系统 ,而等效的转子回路应与定子电路有相同的频率。

一、频率折算

在折算的过程中，电机的电磁效应不变，因而有两个条件：一个是保持转子磁动势不变；二是转子回路的功率不变。

转子回路电流

21

2 s 2 s 2 22

2 s 2 s 2 22 2 2

E E sE EI = = = =

- sZ R + jX R + jsX R + jX + Rs

.F,

,Rs

s,

不变同时保持转子磁动势为定子频率就可以将转子频率折算

电阻在转子回路中串联一个用一个不转的转子并且可见

2

2

1

第 4章 三相异步电动机

222222s222 I)sXj(REsI)jX(REU s

2Rs

s1

实际的旋转转子轴上有机械损耗和机械功率输出。频率折算后，转子静止，没有机械损耗和机械功率输出，但电路中多了一个附加电阻 。根据能量守恒关系，该电阻消耗的功率等效机械损耗和机械功率之和——总的机械功率。

2

1R

s

s 从等效电路角度，可以把 看成是异步电

动机的”电阻负载”，其上的压降可以看成是转子回路的端

电压 :

第 4章 三相异步电动机二、绕组折算

。。

kN、mkN、m

w

w

同本相折算的方法与变压器基组

的实际转子绕及取代等效转子及绕组相同的定子绕组折算就是用一个和

222

111

122 EEkE e

i

22 k

II

22

22XkkXRkkRei

ei

4.7.2 等效电路

一、绕组后的基本方程

111111 XIjRIEU

222222 XIjRIEU

021 III

12 EE

01 I)jXR(E mm

222

1R

s

sIU

第 4章 三相异步电动机二、 T型等效电路和简化等效电路

由基本方程可以作出等效电路 :

T型等效电路 简化等效电路

第 4章 三相异步电动机从等效电路分析可知 :

;

,,I,Rs

s,s,nn,) '

电机相当于开路总机械功率近似为零理想空载时 0

102 220

;

,,Rs

s,s,n,) '

短路状态电机处于总机械功率为零电机不转时 0

1101 2

3)三相异步电动机的功率因数永远滞后；

4) 附加电阻不能用电感或电容来代替。

5)在等效电路中负载的变化是用转差率 s来体现的

第 4章 三相异步电动机4.7.3 相量图 按照基本方程和等效电路可以作出异步电动机的相量图。

。，

，、。U

I,

后的因数总是滞所以异步电动机的功率率

定的感性无功功电机需要从电源吸收一转子的漏磁通气隙中的主磁通和定

这是因为要建立和维持于电源电压总是滞后定子电流从相量图可见

1

1

。，，I，I

，s，n，，

械的转换实现由电能到机吸取更多的电功率电动机从电源随之增加增加使

增大转差率下降转速增加时当电动机机械负载还可见看出

12

第 4章 三相异步电动机

4.8.1 功率平衡和转矩平衡4.8 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡

异步电动机的功率和损耗有：一、功率平衡

输入功率 11111 cosIUmP

定子铁损 mFe RImp 201

电磁功率s

RImppPP

''

Fecuem22

2111

机械功率 ''MEC R

s

sImR

s

sImP 2

2212

222

11

输出功率 02 pPppPP MECadmecMEC

定子铜损 12111 RImpcu

转子铜损 ''cu RImRImp 2

2212

2222

第 4章 三相异步电动机在等效电路上表示功率和损耗：

1R 1X'2R '

2X

'2

1R

s

s1U1I

0I2I

mR

mX

1cup

Fep

2cup

MECP

1P

emP

第 4章 三相异步电动机

两个重要关系式

2cu

em

p= s

P1-MEC

em

P= s

P

可见，从气隙传递到转子的电磁功率分为两部分，一小部分变为转子铜损耗，绝大部分转变为总机械功率。转差率越大，转子铜损耗就越多，电机效率越低。因此正常运行时电机的转差率均很小。

第 4章 三相异步电动机二、转矩平衡

02 pPP MEC

即 02 TTT em

02 TTTem 或

1 1

1

1

s

s

MEC em emem

P ( )P PT

( )电磁转矩

在式 的两边同时除以机械角速度 得02 pPP MEC 60

2 n

电磁转矩从转子方面看，它等于总机械功率除以转子机械角速度；从定子方面看，它又等于电磁功率除以同步机械角速度。

第 4章 三相异步电动机4.8.2 三相异步电动机的工作特性一、转速特性

).P(fnffUU: NN 2 时和在定义

二、转矩特性).P(fTffUU: NN 22 时和在定义

三、定子电流特性

四、定子功率因数特性).P(fcosffUU: NN 21 时和在定义

五、效率特性).P(fffUU: NN 2 时和在定义

工作特性的曲线如图所示：

).P(fIffUU: NN 21 时和在定义