3.4 三相异步电动机的负载运行
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负载运行时，除了定子电流 I1 产生一个定子磁动 还产生转子磁动势F ，它的磁极 势F1外，转子电流 I 2 2 对数与定子的磁极对数始终是相同的，而总的气隙磁 动势则是 F1 与 F2 的合成。转子磁动势相对转子的旋转 f s 60 f sn 速度为n 60 ，若定子旋转磁场为顺时针方向，由 p p 于 nn1 ，因此感应而形成的转子电动势或电流的相序 也必然按顺时针方向排列。由于合成磁动势的转向决 定于绕组中电流的相序，所以转子合成磁动势 F2的转 向与定子磁动势 F1 的转向相同，也为顺时针方向，于 是转子磁动势 F2在空间的（即相对于定子）的旋转速 度为 n2 n sn1 n n1 （3-8） 即等于定子磁动势F1在空间的旋转速度，也就是 说，无论异步电动机的转速如何变化，定、转子磁动 势总是相对静止的。
3.4.4 电压平衡方程式
根据前面分析异步电动机负载时的定、转子电路中， 转子电路的频率为 f2且转子电路自成闭路，对外输出电 压为零，如图3.14所示。 由以上电路图可列出定子电路的电动势平衡方程式 E I R jI X E I R j X U （3-15） 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 转子电路的电动势平衡方程式 I (R jX ) I z E （3-16） 2s 2s 2 2s 2s 2s 式中 z2s为转子绕组在转差率为S时的漏阻抗 z2s＝R2＋j X2s
3.4 三相异步电动机的负载运行
3.4.1 负载运行时的电磁关系 当电动机从空载到负载运行瞬时，电动机轴上机 械负载转矩突然增加，使转矩关系失去平衡，电动机 转速下降，其转向仍与气隙旋转磁场的转向相同。因 此气隙磁场与转子的相对转速为 n n1 n sn1 ，n也 就是气隙旋转磁场切割转子绕组的速度增加，于是转 差率 s 增大，在转子绕组中感应出电动势的频率 f2 pn spn f sf ）增大，电动势E2增大，转子绕组 （ 60 60 中产生的电流I2增大，电磁转矩Tm也增大，当电磁转 矩增大到与负载转矩和空载转矩相平衡时，电动机将 以低于同步转速n1的速度n稳定旋转。
3.4.3 磁动势平衡方程
当异步电动机空载运行时，主磁通是由定子绕组的空载磁动 势单独产生的；异步电动机负载运行时，气隙中的合成旋转磁场 的主磁通，是由定子绕组磁动势和转子绕组磁动势共同产生的， 这一点和变压器相似。由电磁关系可知，定转子磁动势在空间相 对静止，因此可以合并为一个合成磁动势，即 F0 F1 F2 （3-13） 式中F0称励磁磁动势，它产生气隙中的旋转磁场。该式称为 异步电动机的磁动势平衡方程式，它也可以写成 F1 F0 ( F2 ) （3-14） 可以认为定子电流建立的磁动势有两个分量：一个是励磁分 量F0用来产生主磁通；另一个是负载分量（-F2）用来抵消转子 磁动势的去磁作用，以保证主磁通基本不变。这就是异步电动机 的磁动势平衡关系，使电路上无直接联系的定、转子电流有了关 联，定子电流随转子负载转矩率为；
f2 spn pn 1 sf1 60 60
即转子电动势的频率f2与转差率s成正比，所以转 子电路和变压器的二次绕组电路具有不同的特点。 （2）转子旋转时转子绕组的电动势E2s E2 s 4.44 f 2 k w2m 4.44sf1k w2m sE2 （3-9） 上式表明，转子电动势大小与转差率成正比。 当转子不动时，s =1，E2s=E2，转子电动势达到最大， 即转子静止时的电动势；当转子转动时，E2s随 s的减 小而减小。E2为转子电动势的最大值（也称堵转电动 势）。
（3）转子电抗X2s
X 2 s 2 f 2 L 2 2sf1 L 2 sX 2
（3-10）
式中 L2——转子绕组的每相漏电感 X2——转子静止时的每相漏电抗， X 2 2 f1 L 2 上式表明转子电抗的大小与转差率成正比，当转子不动时，s ＝1，X2s=X2，转子电抗达到最大即转子静止时的电抗 X2。当转 子转动时X2s随s的减小而减小。 （4）转子电流I2s 由于转子电动势和转子漏抗都随s而变，并考虑转子绕组电阻 R2，故转子电流I2s也与s有关，即 E2s sE2 I 2s 2 2 2 （3-11） R2 X2 R2 sX 2 2 s 上式说明转子电流随 s 的增大而增大，当电动机启动瞬间， s=1为最大，转子电流也为最大；当转子旋转时，s 减小，转子 电流也随之减小。
（5）转子电路的功率因数 cos 2 由于转子每相绕组都有电阻和电抗是一感性电 路。转子电流滞后于转子电动势2角度，其功率因数 R2 为 cos 2 2 （3-12） R2 sX 2 2 上式说明转子功率因数随s的增大而减小。必须 注意 cos 2只是转子的功率因数，若把整个电动机作 为电网的负载来看，其功率因数指的是定子功率因数， 二者是不同的。
图4.14 异步电动机的定、转子电路
2 2 1 1 2
3.4.2 转子绕组各电磁量特点 在前面已提到；当三相异步电动机负载运行时，由 于轴上机械负载转矩的增加，原空载时的电磁转矩无法 平衡负载转矩，电动机开始降速，磁场与转子之间的相 对运动速度加大，转子感应电动势增加，转子电流和电 磁转矩增加，当电磁转矩增加到与负载转矩和空载制动 转矩相平衡时，电动机就以低于空载时的转速而稳定运 行。由此可见，当负载转矩改变时，转子转速n或转差 率s随之变化，而s的变化引起了电动机内部许多物理量 的变化。
负载运行时，除了定子电流 I1 产生一个定子磁动 还产生转子磁动势F ，它的磁极 势F1外，转子电流 I 2 2 对数与定子的磁极对数始终是相同的，而总的气隙磁 动势则是 F1 与 F2 的合成。转子磁动势相对转子的旋转 f s 60 f sn 速度为n 60 ，若定子旋转磁场为顺时针方向，由 p p 于 nn1 ，因此感应而形成的转子电动势或电流的相序 也必然按顺时针方向排列。由于合成磁动势的转向决 定于绕组中电流的相序，所以转子合成磁动势 F2的转 向与定子磁动势 F1 的转向相同，也为顺时针方向，于 是转子磁动势 F2在空间的（即相对于定子）的旋转速 度为 n2 n sn1 n n1 （3-8） 即等于定子磁动势F1在空间的旋转速度，也就是 说，无论异步电动机的转速如何变化，定、转子磁动 势总是相对静止的。
3.4.4 电压平衡方程式
根据前面分析异步电动机负载时的定、转子电路中， 转子电路的频率为 f2且转子电路自成闭路，对外输出电 压为零，如图3.14所示。 由以上电路图可列出定子电路的电动势平衡方程式 E I R jI X E I R j X U （3-15） 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 转子电路的电动势平衡方程式 I (R jX ) I z E （3-16） 2s 2s 2 2s 2s 2s 式中 z2s为转子绕组在转差率为S时的漏阻抗 z2s＝R2＋j X2s
3.4 三相异步电动机的负载运行
3.4.1 负载运行时的电磁关系 当电动机从空载到负载运行瞬时，电动机轴上机 械负载转矩突然增加，使转矩关系失去平衡，电动机 转速下降，其转向仍与气隙旋转磁场的转向相同。因 此气隙磁场与转子的相对转速为 n n1 n sn1 ，n也 就是气隙旋转磁场切割转子绕组的速度增加，于是转 差率 s 增大，在转子绕组中感应出电动势的频率 f2 pn spn f sf ）增大，电动势E2增大，转子绕组 （ 60 60 中产生的电流I2增大，电磁转矩Tm也增大，当电磁转 矩增大到与负载转矩和空载转矩相平衡时，电动机将 以低于同步转速n1的速度n稳定旋转。
3.4.3 磁动势平衡方程
当异步电动机空载运行时，主磁通是由定子绕组的空载磁动 势单独产生的；异步电动机负载运行时，气隙中的合成旋转磁场 的主磁通，是由定子绕组磁动势和转子绕组磁动势共同产生的， 这一点和变压器相似。由电磁关系可知，定转子磁动势在空间相 对静止，因此可以合并为一个合成磁动势，即 F0 F1 F2 （3-13） 式中F0称励磁磁动势，它产生气隙中的旋转磁场。该式称为 异步电动机的磁动势平衡方程式，它也可以写成 F1 F0 ( F2 ) （3-14） 可以认为定子电流建立的磁动势有两个分量：一个是励磁分 量F0用来产生主磁通；另一个是负载分量（-F2）用来抵消转子 磁动势的去磁作用，以保证主磁通基本不变。这就是异步电动机 的磁动势平衡关系，使电路上无直接联系的定、转子电流有了关 联，定子电流随转子负载转矩率为；
f2 spn pn 1 sf1 60 60
即转子电动势的频率f2与转差率s成正比，所以转 子电路和变压器的二次绕组电路具有不同的特点。 （2）转子旋转时转子绕组的电动势E2s E2 s 4.44 f 2 k w2m 4.44sf1k w2m sE2 （3-9） 上式表明，转子电动势大小与转差率成正比。 当转子不动时，s =1，E2s=E2，转子电动势达到最大， 即转子静止时的电动势；当转子转动时，E2s随 s的减 小而减小。E2为转子电动势的最大值（也称堵转电动 势）。
（3）转子电抗X2s
X 2 s 2 f 2 L 2 2sf1 L 2 sX 2
（3-10）
式中 L2——转子绕组的每相漏电感 X2——转子静止时的每相漏电抗， X 2 2 f1 L 2 上式表明转子电抗的大小与转差率成正比，当转子不动时，s ＝1，X2s=X2，转子电抗达到最大即转子静止时的电抗 X2。当转 子转动时X2s随s的减小而减小。 （4）转子电流I2s 由于转子电动势和转子漏抗都随s而变，并考虑转子绕组电阻 R2，故转子电流I2s也与s有关，即 E2s sE2 I 2s 2 2 2 （3-11） R2 X2 R2 sX 2 2 s 上式说明转子电流随 s 的增大而增大，当电动机启动瞬间， s=1为最大，转子电流也为最大；当转子旋转时，s 减小，转子 电流也随之减小。
（5）转子电路的功率因数 cos 2 由于转子每相绕组都有电阻和电抗是一感性电 路。转子电流滞后于转子电动势2角度，其功率因数 R2 为 cos 2 2 （3-12） R2 sX 2 2 上式说明转子功率因数随s的增大而减小。必须 注意 cos 2只是转子的功率因数，若把整个电动机作 为电网的负载来看，其功率因数指的是定子功率因数， 二者是不同的。
图4.14 异步电动机的定、转子电路
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3.4.2 转子绕组各电磁量特点 在前面已提到；当三相异步电动机负载运行时，由 于轴上机械负载转矩的增加，原空载时的电磁转矩无法 平衡负载转矩，电动机开始降速，磁场与转子之间的相 对运动速度加大，转子感应电动势增加，转子电流和电 磁转矩增加，当电磁转矩增加到与负载转矩和空载制动 转矩相平衡时，电动机就以低于空载时的转速而稳定运 行。由此可见，当负载转矩改变时，转子转速n或转差 率s随之变化，而s的变化引起了电动机内部许多物理量 的变化。