第10讲 4-2和4-3
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d e1 N 1 dt
它也是正弦量，其有效值为：
E1 4.44 f1 N1 4.44 fN 1
定子每相绕组中还要产生漏磁电动势
di1 eL1 LL1 dt
加在定子每相绕组上的电压也分成三个分量，即
di1 u1 i1 R1 ( e L1 ) ( e1 ) i1 R1 LL1 ( e1 ) dt
转子每相电路的电流为
I2
E2
2 R2
2 X2
SE20
2 R2 ( SX 20 )2
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。
T型等效电路
频率折算
绕组 折算
T型等效电路
等效电路的简化
复习旧课
交流电动机的基本组成有哪些？ 交流电动机的工作原理是什么？
4.2
三相异步电动机的额定参数
1.定子绕组的连接方式： 三相异步电动机的引出线
将定子三相绕组的六根
出线头都引出； 根据实际使用的需要， 可接成Y形或△形， 如图所示。
Y形接法
△形接法
电工专业标准规定： 定子绕组出线端的 首端是U1、V1、W1， 末端是U2、V2、W2
di 2 eL2 LL2 dt
因此，对于转子每相电路，有
di 2 e2 i2 R2 ( eL2 ) i2 R2 LL2 dt 如用复数表示，则为 E2 I 2 R2 ( E L2 ) I 2 R2 jI 2 X 2
式中，R2和X2——转子每相绕组的电阻和漏磁感抗
①电枢串电阻
②降低电枢电压
③减弱励磁磁通
小 结
• 什么是交流电动机的固有机械特性？
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机械特性。
• 交流电动机有哪些人为机械特性？
① 异步电动机定子降压的人为机械特性 ② 异步电动机定子串接电阻(电抗)的人为机械特性 ③ 异步电动机定子变频的人为机械特性 ④ 绕线式异步电动机转子串接电阻(电抗)的人为机械特性
P T 9.55 n
2 2
P
2
式中T：电动机的电磁转矩
T2：电动机的输出转矩
4.3 三相异步电动机的转矩与机械特性
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。
m sin t
定子每相绕组中产生的感应电动势为：
额定转速nN (r / min)
额定功率因数cos N 额定频率f N 额定效率 N
额定值的关系
PN 3 U N I N cosN ηN
3. 能流图：
输入定子电路的电功率
定子铁耗
定子铜损
P U1I1 cos1 1 3
输入转子的电磁功率
Pe P 1 P Cu1 P Fe1
U U ' 1 1 I2 ' , Z1 Z 2 r2 ' r1 s j X 1 X 2
电磁转矩是三相异步电动机最重要的物理量之一。
T KmI 2 cos 2
所以 T K
2 SR2U1 2 R2
( SX 20 )
如用复数表示，则为
U1 I1R1 ( EL1 ) ( E1 ) I1R1 jI1 X1 ( E1 )
由 于 R1 和 X1 较 小 ， 其 上
电压降与电动势 E1 比较
U1 E
U1 E1
起来，常可忽略，于是
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 d e2 N 2 E2 4.44 f 2 N 2 4.44SfN 2 dt 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
2f1 r1 r s X 1 X
' 2
m1 pU r s
2 ' 1 2 2
' 2 2
①定子降压
②定子串电抗
③定子变频
④转子串电阻
比较：交流电动机人为机械特性与直流电动机 人为机械特性
①定子降压 ②定子串电抗 ③定子变频 ④转子串电阻
参考：直流他励电动机的人为机械特性
p( n0 n ) n0 n pn0 f2 Sf1 60 n0 60
在 n=0 ，即S=1时，转子电动势
E 20 4.44 f1 N 2 E 2 SE 20
为转子最大电动势
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。
作业
P91 • 4.17
转矩特性 T = f （ s）
机械特性 n = f（T）
实际生产中把电磁转矩与转速的 关系称异步电动机的机械特性。
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 机械特性称为固有机械特性。
1、固有机械特性 四个重要特殊点： 机械特性 n = f（T） ① 理想空载点A T = 0，n = n0（S =0） ② 额定工作点B T = TN，n = nN（S=SN） ③ 启动工作点D T = Tst，n = 0（S =1） ④ 临界工作点C T = Tmax，n = nm（S = Sm）
电源为 正相序时
电源为 负相序时
2、人为机械特性
T
根据电磁转矩关系式 可以作出改变U、f 以及 在定子、转子电路串接电阻或电 抗 的人为机械特性。 ① 异步电动机定子降压的人为机械特性 ② 异步电动机定子串接电阻(电抗)的人为机械特性 ③ 异步电动机定子变频的人为机械特性 ④ 绕线式异步电动机转子串接电阻(电抗)的人为机械特性
电动机的机械功率
转子 铜损
Pm Pe PCu 2
电动机的输出功率
P2 Pm Pm
机械损失 功率
输出的机械 功率
4. 电动机的效率：输出功率与输入功率的比值。
P2 P 1 P P P 1 1
一般额定负载时的效率为0.7～0.9
若转子铜耗和机械效率损失忽略不计，则
铭牌：Y/△－定子绕组接法 380/220－不同接线 应加的线电压值
2.三相异步电动机的额定参数
额定电压U N (kV或V )
额定功率 PN (kW )
额定条件下转轴上 输出的机械功率.
额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压.
额定电流I N ( A)
在额定运行状态下流 入定子绕组的线电流.
额定 运行时电动机的转速
2 1
一般：2.0～2.2
起动时，s=1，代入公式：
m1 pU1 r2 起动 Tst 2 转矩 2f1 r1 r2, X 1 X 2
2 ,
2
起动转 矩倍数
KM
Tst 一般：1.8～2.0 TN
三相异步电动机的T-s曲线
二. 三相异步电动机的电磁转矩
转矩特性指电动机的电源电 压和频率一定时，电磁转矩 与转差率(转速)之间的关系。
s=0时，T=0
' 2 2
2f1 r1 r2' s X 1 X
m1 pU1 r2 s
2
当s， s0区间，Ts 当s继续至s1区间，T1/s
TN
r2, 临界转差率 sm T ' 最大转矩倍数 m max X1 X 2
最大转矩
m1 pU 过载能力 Tmax ' 4f1 X 1 X 2
2
K
SR2U 2
2 R2
( SX 20 )
2
……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。
T
最 大 转 矩 点
(1) 电动状态 (0<s<1) 2 '
它也是正弦量，其有效值为：
E1 4.44 f1 N1 4.44 fN 1
定子每相绕组中还要产生漏磁电动势
di1 eL1 LL1 dt
加在定子每相绕组上的电压也分成三个分量，即
di1 u1 i1 R1 ( e L1 ) ( e1 ) i1 R1 LL1 ( e1 ) dt
转子每相电路的电流为
I2
E2
2 R2
2 X2
SE20
2 R2 ( SX 20 )2
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。
T型等效电路
频率折算
绕组 折算
T型等效电路
等效电路的简化
复习旧课
交流电动机的基本组成有哪些？ 交流电动机的工作原理是什么？
4.2
三相异步电动机的额定参数
1.定子绕组的连接方式： 三相异步电动机的引出线
将定子三相绕组的六根
出线头都引出； 根据实际使用的需要， 可接成Y形或△形， 如图所示。
Y形接法
△形接法
电工专业标准规定： 定子绕组出线端的 首端是U1、V1、W1， 末端是U2、V2、W2
di 2 eL2 LL2 dt
因此，对于转子每相电路，有
di 2 e2 i2 R2 ( eL2 ) i2 R2 LL2 dt 如用复数表示，则为 E2 I 2 R2 ( E L2 ) I 2 R2 jI 2 X 2
式中，R2和X2——转子每相绕组的电阻和漏磁感抗
①电枢串电阻
②降低电枢电压
③减弱励磁磁通
小 结
• 什么是交流电动机的固有机械特性？
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机械特性。
• 交流电动机有哪些人为机械特性？
① 异步电动机定子降压的人为机械特性 ② 异步电动机定子串接电阻(电抗)的人为机械特性 ③ 异步电动机定子变频的人为机械特性 ④ 绕线式异步电动机转子串接电阻(电抗)的人为机械特性
P T 9.55 n
2 2
P
2
式中T：电动机的电磁转矩
T2：电动机的输出转矩
4.3 三相异步电动机的转矩与机械特性
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。
m sin t
定子每相绕组中产生的感应电动势为：
额定转速nN (r / min)
额定功率因数cos N 额定频率f N 额定效率 N
额定值的关系
PN 3 U N I N cosN ηN
3. 能流图：
输入定子电路的电功率
定子铁耗
定子铜损
P U1I1 cos1 1 3
输入转子的电磁功率
Pe P 1 P Cu1 P Fe1
U U ' 1 1 I2 ' , Z1 Z 2 r2 ' r1 s j X 1 X 2
电磁转矩是三相异步电动机最重要的物理量之一。
T KmI 2 cos 2
所以 T K
2 SR2U1 2 R2
( SX 20 )
如用复数表示，则为
U1 I1R1 ( EL1 ) ( E1 ) I1R1 jI1 X1 ( E1 )
由 于 R1 和 X1 较 小 ， 其 上
电压降与电动势 E1 比较
U1 E
U1 E1
起来，常可忽略，于是
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 d e2 N 2 E2 4.44 f 2 N 2 4.44SfN 2 dt 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
2f1 r1 r s X 1 X
' 2
m1 pU r s
2 ' 1 2 2
' 2 2
①定子降压
②定子串电抗
③定子变频
④转子串电阻
比较：交流电动机人为机械特性与直流电动机 人为机械特性
①定子降压 ②定子串电抗 ③定子变频 ④转子串电阻
参考：直流他励电动机的人为机械特性
p( n0 n ) n0 n pn0 f2 Sf1 60 n0 60
在 n=0 ，即S=1时，转子电动势
E 20 4.44 f1 N 2 E 2 SE 20
为转子最大电动势
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。
作业
P91 • 4.17
转矩特性 T = f （ s）
机械特性 n = f（T）
实际生产中把电磁转矩与转速的 关系称异步电动机的机械特性。
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 机械特性称为固有机械特性。
1、固有机械特性 四个重要特殊点： 机械特性 n = f（T） ① 理想空载点A T = 0，n = n0（S =0） ② 额定工作点B T = TN，n = nN（S=SN） ③ 启动工作点D T = Tst，n = 0（S =1） ④ 临界工作点C T = Tmax，n = nm（S = Sm）
电源为 正相序时
电源为 负相序时
2、人为机械特性
T
根据电磁转矩关系式 可以作出改变U、f 以及 在定子、转子电路串接电阻或电 抗 的人为机械特性。 ① 异步电动机定子降压的人为机械特性 ② 异步电动机定子串接电阻(电抗)的人为机械特性 ③ 异步电动机定子变频的人为机械特性 ④ 绕线式异步电动机转子串接电阻(电抗)的人为机械特性
电动机的机械功率
转子 铜损
Pm Pe PCu 2
电动机的输出功率
P2 Pm Pm
机械损失 功率
输出的机械 功率
4. 电动机的效率：输出功率与输入功率的比值。
P2 P 1 P P P 1 1
一般额定负载时的效率为0.7～0.9
若转子铜耗和机械效率损失忽略不计，则
铭牌：Y/△－定子绕组接法 380/220－不同接线 应加的线电压值
2.三相异步电动机的额定参数
额定电压U N (kV或V )
额定功率 PN (kW )
额定条件下转轴上 输出的机械功率.
额定运行状态时加在 定子绕组上的线电压.
额定电流I N ( A)
在额定运行状态下流 入定子绕组的线电流.
额定 运行时电动机的转速
2 1
一般：2.0～2.2
起动时，s=1，代入公式：
m1 pU1 r2 起动 Tst 2 转矩 2f1 r1 r2, X 1 X 2
2 ,
2
起动转 矩倍数
KM
Tst 一般：1.8～2.0 TN
三相异步电动机的T-s曲线
二. 三相异步电动机的电磁转矩
转矩特性指电动机的电源电 压和频率一定时，电磁转矩 与转差率(转速)之间的关系。
s=0时，T=0
' 2 2
2f1 r1 r2' s X 1 X
m1 pU1 r2 s
2
当s， s0区间，Ts 当s继续至s1区间，T1/s
TN
r2, 临界转差率 sm T ' 最大转矩倍数 m max X1 X 2
最大转矩
m1 pU 过载能力 Tmax ' 4f1 X 1 X 2
2
K
SR2U 2
2 R2
( SX 20 )
2
……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。
T
最 大 转 矩 点
(1) 电动状态 (0<s<1) 2 '