技能培训专题 电气工程师 专业基础 感应电动机（二）.doc

27.2.3感应电动机的基本原理 （1）．极数（磁极对数p） 三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关。 当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端之间相差1200空间角时，产生的旋转磁场具有一对极，即p=1； 当每相绕组为两个线圈串联，绕组的始端之间相差600空间角时，产生的旋转磁场具有两对极，即p=2； 同理，如果要产生三对极，即p=3的旋转磁场，则每相绕组必须有均匀安排在空间的串联的三个线圈，绕组的始端之间相差400（=1200/p）空间角。极数p与绕组的始端之间的空间角q的关系为： （2）．转速n 三相异步电动机旋转磁场的转速n0与电动机磁极对数p有关，它们的关系是： 由上式可知，旋转磁场的转速n0决定于电流频率f1和磁场的极数p。对某一异步电动机而言，f1和p通常是一定的，所以磁场转速n0是个常数。 （3）．转差率s 电动机转子转动方向与磁场旋转的方向相同，但转子的转速n不可能达到与旋转磁场的转速n0相等，否则转子与旋转磁场之间就没有相对运动，因而磁力线就不切割转子导体，转子电动势、转子电流以及转矩也就都不存在。也就是说旋转磁场与转子之间存在转速差，因此我们把这种电动机称为异步电动机，又因为这种电动机的转动原理是建立在电磁感应基础上的，故又称为感应电动机。 旋转磁场的转速n0常称为同步转速。 转差率s——用来表示转子转速n与磁场转速n0相差的程度的物理量。即： 转差率是异步电动机的一个重要的物理量。 当旋转磁场以同步转速n0开始旋转时，转子则因机械惯性尚未转动，转子的瞬间转速n=0，这时转差率S=1。转子转动起来之后，n>0，（n0-n）差值减小，电动机的转差率S<1。如果转轴上的阻转矩加大，则转子转速n降低，即异步程度加大，才能产生足够大的感受电动势和电流，产生足够大的电磁转矩，这时的转差率S增大。反之，S减小。异步电动机运行时，转速与同步转速一般很接近，转差率很小。在额定工作状态下约为0.015~0.06之间。 （4）．三相异步电动机的定子电路与转子电路 三相异步电动机中的电磁关系同变压器类似，定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组（一般是短接的）相当于副绕组。给定子绕组接上三相电源电压，则定子中就有三相电流通过，此三相电流产生旋转磁场，其磁力线通过定子和转子铁心而闭合，这个磁场在转子和定子的每相绕组中都要感应出电动势。 27.2.4 感应电动势的额定值 额定功率：额定运行状态下的轴上输出功率，单位：kW。 ·额定电压：额定运行状态下加在定子绕组上的线电压，单位：V。 ·额定电流：额定运行状态下电动机定子绕组的线电流，单位：A。 ·额定转速：额定运行状态下电动机的转速，单位：r/min。 ·额定频率：电动机电源电压标准频率。 27.3 感应电动势的运行原理、基本方程与等值电路 27.3.1 磁动势关系 空载时，异步电机定子三相绕组流入三相电流产生旋转磁场，旋转磁场转速为，。空载时电动机转速近似同步转速，转子中无电流很小，可近似认为转子电流为零，气隙中仅此旋转磁场。 负载时，电动机转速将下降，从降至，此时定子电流将增大，转子绕组中也有电流流过，也将产生转子磁动势并建立转子磁场，若转子转速为，则定子旋转磁场与转子绕组的相对速度为，转子感应电流的频率为 转子电流产生的旋转磁动势相对转子的转速为 转子电流产生的旋转磁动势相对定子的转速为 由此可见，转子电流产生的旋转磁动势的转速与定子电流产生的旋转磁动势的转速相同，都等于同步转速，它们在空间始终保持相对静止，与转子的实际转速大小无关。气隙磁场由转子磁场和定子磁场合成。这样，异步电机定、转子磁场与变压器初级、次级磁场一样，都符合磁动势平衡原则 与变压器相似，与的大小和相位是通过磁动势平衡关系联系的。转子不动时，定、转子绕组有相同的极数，因此定、转子电流产生的基波旋转磁动势有相同的转速，转子旋转磁动势对定子旋转磁动势产生去磁作用，二者共同作用产生主磁通，由此产生定子感应电动势故正比于，又由定子电压平衡式，当电机端电压一定，也基本不变，从而决定基波磁通和励磁电流。 一般定子绕组与转子绕组有相同的极数，但可有不同相数。设定子绕组有相，转子绕组有相，则 定子绕组磁动势 转子绕组磁动势 合成磁动势 磁动势平衡式为 即 27.3.2 电动势关系 27.3.3 基本方程式与等值电路 27.3.3.1 频率的归算—等效静止转子 转子转动后转子回路的参数的频率为，而定子回路参数的频率仍为，两者