5.3三相异步电动机的转矩特性和机械特性 三相异步电动机的定子电路 三相异步电动机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。 定子绕组接上三相电源电 压(相电压为n1)时,则有三 Oely 相电流通过(相电流为1) 定子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,这磁场不仅在转子每 相绕组中要感应出电动势e2, S 而且在定子每相绕组中也要感 应出电动势e1
5．3 三相异步电动机的转矩特性和机械特性 一、三相异步电动机的定子电路 三相异步电动机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。 定子绕组接上三相电源电 压（相电压为u1）时，则有三 相电流通过（相电流为i1）， 定子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，这磁场不仅在转子每 相绕组中要感应出电动势e2， 而且在定子每相绕组中也要感 应出电动势e1
设定子和转子每相绕组的匝数分别为N和N2,如图所示电路 图是三相异步电动机的一相电路图。 R1 R 旋转磁场的磁感应强度沿定子与转子间空气隙的分布是近于按 正弦规律分布的,因此,当其旋转时,通过定子每相绕相的磁通也 是随时间按正弦规律变化的, p=④ m sing t
设定子和转子每相绕组的匝数分别为N1和N2，如图所示电路 图是三相异步电动机的一相电路图。 旋转磁场的磁感应强度沿定子与转子间空气隙的分布是近于按 正弦规律分布的，因此，当其旋转时，通过定子每相绕相的磁通也 是随时间按正弦规律变化的， = m sin t
定子每相绕组中产生的感应电动势为:=-M 它也是正弦量,其有效值为:E1=444N=444④ 式中,f为e1的频率。 因为旋转磁场和定子间的相对转速为m,所以f= 它等于定子电流的频率,即f=f d 定子每相绕组中还要产生漏磁电动势CL1 LI dt
定子每相绕组中产生的感应电动势为： t e N d d 1 1 = − 它也是正弦量，其有效值为： E1 = 4.44 f 1N1 = 4.44 fN1 式中，f1为e1的频率。 因为旋转磁场和定子间的相对转速为n0，所以 60 0 1 pn f = 它等于定子电流的频率，即 f = f 1 定子每相绕组中还要产生漏磁电动势 t i e L d d 1 L1 = − L1
加在定子每相绕组上的电压也分成三个分量,即 l1=i1R1+(-en1)+(-e1)=i1R1+L11+(-e1) dt 如用复数表示,则为 U1=1R1+(-EL1)+(-E1)=1R1+j1X1+(-E1) 式中,R和X1(X1=2nAL1为定子每相绕组的电阻和漏磁感抗 由于R1和X1较小,其上电压降与电动势E1比较起来,常可忽略 于是 U1=-E U,≈E
加在定子每相绕组上的电压也分成三个分量，即 ( ) d d ( ) ( ) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 L1 e t i u = i R + −eL + −e = i R + L + − 如用复数表示，则为 ( ) ( ) j ( ) 1 1 1 1 1 1 1 1X1 E1 U = I R + −EL + −E = I R + I + − 式中， R1 和 X1 ( X1 = 2 f1LL1 )为定子每相绕组的电阻和漏磁感抗。 由于R1和X1较小，其上电压降与电动势E1比较起来，常可忽略， 于是 • • U1 = − E U1 E1
、三相异步电动机的转子电路 旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为 2 2 dt 其有效值为E2=4442N2④=444N2① 式中,/为转子电动势e2或转子电流i2相对于旋转磁场的频率 因为旋转磁场和转子间的相对转速为n0-n 、如二)_n-nPl=Sf1 60 60 在m=0,即S=1时,转子电动势为 E20=444fN2①为转子最大电动势 E =SE 20 可见转子电动势E2与转差率S有关
二、三相异步电动机的转子电路 旋转磁场在转子每相绕组中感应出的电动势为 t e N d d 2 2 = − 其有效值为 E2 = 4.44 f 2N2 = 4.44SfN2 式中，f2为转子电动势e2或转子电流i2相对于旋转磁场的频率. 因为旋转磁场和转子间的相对转速为 n0 -n 1 0 0 0 0 2 60 60 Sf pn n p( n n ) n n f = − = − = 在 n=0 ，即S=1时，转子电动势为 E20 = 4.44 f1N2 为转子最大电动势 E2 = SE20 可见转子电动势E2与转差率S有关
和定子电流一样,转子电流也要产生漏磁通,从而在转子每相 绕组中还要产生漏磁电动势。 2 L2 2 因此,对于转子每相电路,有 e2=2k+(-212)=22+12 如用复数表示,则为E2=I2R2+(-EL2)=2R2+2X2 式中,R2和X转子每相绕组的电阻和漏磁感抗 X2=2n2L2=2mS/1L12 在m=0,即S=1时,转子感抗为 20=2df1L2为转子最大感抗 X=SX 20 可见转子感抗E2与转差率S有关
和定子电流一样，转子电流也要产生漏磁通，从而在转子每相 绕组中还要产生漏磁电动势。 t i e L d d 2 L2 = − L2 因此，对于转子每相电路，有 t i e i R e i R L d d ( ) 2 2 = 2 2 + − L2 = 2 2 + L2 如用复数表示，则为 2 2 2 2 2 2 2 2 E = I R + (−EL ) = I R + jI X 式中，R2和X2——转子每相绕组的电阻和漏磁感抗 2 2 2LL2 2 Sf1LL2 X = f = 20 2 1LL2 X = f X2 = SX20 在 n=0 ，即 S=1 时，转子感抗为 为转子最大感抗 可见转子感抗E2与转差率S有关
转子每相电路的电流为 SE R2+ R2+(SX20) 可见转子电流2也与转差率S有关。当S增大,即转速n降低时, 转子与旋转磁场间的相对转速增加,转子导体被磁力线切割的速度 提高,于是E2增加,2也增加
转子每相电路的电流为 2 20 2 2 20 2 2 2 2 2 2 R ( SX ) SE R X E I + = + = 可见转子电流I2也与转差率S有关。当S增大，即转速n降低时， 转子与旋转磁场间的相对转速增加，转子导体被磁力线切割的速度 提高，于是E2增加，I2也增加
、转矩特性 电磁转矩(以下简称转矩)是三相异步电动机最重要的物理量 之一。机械特性是它的主要特性。 T=Kml CoS 2 S4441N2④ 因为 R2+(SX2}2 所以T=K R+(SX)2K SR, U2 SrU 转矩特性 R2+(SX20 式中,K与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数; U1、U—定子绕组电压,电源电压; R2转子每相绕组的电阻; X20—电动机不动(S=1)时转子每相绕组的感抗
三、转矩特性 电磁转矩（以下简称转矩）是三相异步电动机最重要的物理量 之一。机械特性是它的主要特性。 m 2 2 T = K I cos 2 20 2 2 1 2 2 4 44 R ( SX ) S . f N I + = 所以 2 20 2 2 2 2 2 20 2 2 2 2 1 R ( SX ) SR U K R ( SX ) SR U T K + = + = 因为 ……转矩特性 式中，K——与电动机结构参数、电源频率有关的一个常数； U1 、U——定子绕组电压，电源电压； R2——转子每相绕组的电阻； X20 ——电动机不动（S=1）时转子每相绕组的感抗
四.机械特性 在异步电动机中,转速=(1-S)m,为了符合习惯画法,可将 曲线换成转速与转矩之间的关系曲线,即称为异步电动机的机械特 性 1.固有机械特性 异步电动机在额定电压和额定频率下,用规定的接线方式, 定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有 (自然)机械特性。 SraU 根据T= R2 +SYy/5=10-n 三相异步电动机的固有机械特性曲线如图所示
四．机械特性 在异步电动机中，转速 n=(1-S)n0，为了符合习惯画法，可将 曲线换成转速与转矩之间的关系曲线，即称为异步电动机的机械特 性。 1．固有机械特性 异步电动机在额定电压和额定频率下，用规定的接线方式， 定子和转子电路中不串联任何电阻或电抗时的机械特性称为固有 （自然）机械特性。 根据 2 20 2 2 2 2 R ( SX ) SR U T + = 0 0 n n n S − = 三相异步电动机的固有机械特性曲线如图所示
从特性曲线上可以看出, 其上有四个特殊点可以决定特性 曲线的基本形状和异步电动机的 运行性能,这四个特殊点是: (1)T=0,n=m1,S=0 电动机处于理想空载工作点,此时电动机的转速为理想空载转 速
从特性曲线上可以看出， 其上有四个特殊点可以决定特性 曲线的基本形状和异步电动机的 运行性能，这四个特殊点是： (1)T = 0,n = n0 ,S = 0 电动机处于理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转 速