74三相异步电动机转子旋转时的电磁关系

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三相异步电动机的运行原理要点

n
p
n1 60
sf1
转子转动后的基本方程式
E2s 4.44 f2 N2kdp2m 4.44sf1N2kdp2m sE2
X 2s 2 f2L 2 2 sf1L 2 sX 2
转子感应电势以及转子漏电抗均与转差率成正比。
二、定、转子磁动势关系
1、定子磁动势 F1
2、转子旋转磁动势 F2
五．等效电路
T形等效电路
等效机械负载的附加电阻
各参数的物理意义：
定子铁耗的等效电阻
定子绕组的电阻r1、漏抗x1
对应主磁通的励磁电抗
转子绕组归算后的电阻r’2、漏抗x’2
R '2 s
6. 磁动势，磁通正方向：由定子指向转子；
7. 假设转子位置超前定子位置任意电角度 0（0 0 3600）。
二、转子绕组开路时的基本电磁关系
定子绕组接三相对称电源上，转子绕组开路，相当于变压器空载运行。
说明：上图中 Es1 为定子绕组感应的漏电动势，X1 为定子绕组漏电抗，其物理意义和分析方法类同于变压器中对漏电动势和漏电抗。
幅值：
F2
3 2
4
2 2
N2kdp2 p
I2s
转向：由电流相序决定，为逆时针旋转；
转速：
n2
60 f2 p
60sf1 p
sn1
瞬间位置：
当转子绕组哪相电流达最大值，转子磁动势正好位于该相绕组轴线上。
3、励磁磁动势幅值
转向：二者相对于定子都为逆时针旋转；转速：
转子转动后，由转子电流所产生的转子基波旋转磁势相对
（3）E2的大小和相位：
e2
d2 dt
1N2kdp2m sin

三相绕线式异步电动机各种运行状态下的机械特性

三相绕线式异步电动机各种运行状态下的机械特性原理简述机械特性是指其转速与转矩间的关系，一般表示为。

由于三相异步电动机的机械特性呈非线性关系，所以函数表达式以转速为自变量，转矩为因变量，写为更为方便。

又因转差率s也可以用来表征转速，而且用s表示的机械特性表达式更为简洁，所以对三相异步电动机一般用来表示机械特性，同时将作为横坐标，这样和原的图形是一致的。

一、三相异步电动机机械特性的表达式三相异步电动机机械特性的表达式一般有三种：1．物理表达式其中为异步电机的转矩常数；为每极磁通；为转子电流的折算值；为转子回路的功率因数。

2．参数表达式其中。

3．实用表达式其中为最大转矩，为发生最大转矩时的转差率。

三种表达式其应用场合各有不同，一般物理表达式适用于定性分析与及间的关系，参数表达式可以分析各参数变化对电动机运行性能的影响，而实用表达式最适合用于进行机械特性的工程计算。

二、三相异步电动机的机械特性1．固有机械特性固有机械特性是指异步电动机在额定电压、额定频率下，电动机按规定方法接线，定子及转子回路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性，如图15-1所示。

图15-1 三相异步电动机的固有机械特性下面对机械特性上反映其特点的几个特殊点进行分析：（1）起动点：其特点是：，，起动电流；（2）额定运行点：其特点是：，，；（3）同步速点：其特点是：，，，，点是电动状态与回馈制动的转折点；（4）最大转矩点：电动状态最大转矩点，其特点是：，；回馈制动最大转矩点，其特点是：，；由公式可以看出，。

2．人为机械特性由三相异步电动机机械特性的参数表达式可见，异步电动机的电磁转矩在某一转速下的数值，是由电源电压、频率、极对数及定转子电路的电阻、电抗、、、决定的。

因此人为的改变这些参数，就可得到不同的人为机械特性。

现介绍改变某些参数时人为机械特性的变化：（1）降低电压不变，不变，因为，，，所以降低电压时，、、均减小，其人为机械特性见图15-2。

三相异步电动机运行时的电磁关系要点

当电动机带上负载时，转子感应电动势和电流的频率 f2 应为
p(n1 n) pn1 n1 n f2 sf1 60 60 n1
问题：转子磁动势是怎样的一个磁动势？（分析见课件P17-23）结论：转子磁动势是旋转磁动势，与定子磁动势保持相对静止。
异步电动机负载运行时，定子磁动势与转子磁动势共同建立气
静止参数静止参数
等效静止时转子电流频率为 f 1
※第10章第1节
E 2
1 s r2 s
三相异步电动机运行时的电磁关系 ※
r1 jx1
r2 jx2
U 1
I 1
定子侧
E 1
E 2
I 2
转子侧
附加电阻：消耗
(1 s)r2 s
的功率等效于实际电机转子产生
※第10章第1节
三相异步电动机运行时的电磁关系 ※
不变 1、频率折算：I 2
旋转时转子电流频率为 f 2 s f1
E 2s I 2s r2 jx2s
sE 2 r2 jsx2
I 2 E 2 r2 jx2 s r2 jx2
旋转参数
旋转参数
f1
f 2 f1
的总机械功率。
2、绕组折算
转子绕组相数m2 匝数N2 绕组系数kN2
※第10章第1节
功率守恒磁势守恒
定子绕组相数m1 匝数N1 绕组系数kN1
三相异步电动机运行时的电磁关系 ※
绕组折算关系：（1）转子电流的折算——折算前后转子磁动势不变
I2 m2 k N 2 N 2 I2 I2 m1k N 1 N1 ki
三相异步电动机运行时的电磁关系 ※

异步电动机原理

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7.2.2 磁通及磁动势
当三相异步电动机的定子绕组接到三相对称的电源上时，定子绕组里就会有三相对称电流流过，三相电流的有效值分别用I0A、IOB、IOC 表示。
由于对称，只考虑A相的电流即可。为了简单起见，A相电流下标中的A也不标出，用I0表示，并画在图7-10(a)的时间参考轴上。
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异步电机
交流电机主要包括异步电机和同步电机两大类；两类电机在结构上既具有共同之处，又各有其自身特点。共同之处在于定子铁心和绕组，不同之处在于转子结构和绕组。本篇主要介绍异步电机的结构、异步电动机的运行分析、异步电动机的机械特性、异步电机的起动、制动和调速。
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7.1 异步电动机结构、额定数据与工作原理

7.1.3.1 异步电动机的型号
电机产品的型号一般采用大写印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中汉语拼音字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉字，再用该汉字的第一个拼音字母组成。例如Y系列三相异步电动机表示如下：
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Y 100 L 1 —2
异步电动机
极数铁心长度代号
根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。
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7.2 三相异步电动机转子不转、转子绕组开路时的电磁关系
7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6
退出
正方向的规定磁通及磁动势感应电动势励磁电流电压方程式等值电路
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7.2 三相异步电动机转子不转、转
主要内容：
7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4
退出

第二节三相异步电动机的电磁转矩和机械特性

第二节三相异步电动机的电磁转矩和机械特性三相异步电动机转轴上产生的电磁转矩是决定电动机输出的机械功率大小的一个重要因素，也是电动机的一个重要的性能指标。

一、三相异步电动机的转矩特性1、电磁转矩的物理表达式三相异步电动机的工作原理告诉我们，电磁转矩是旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生的，设旋转磁场每极的磁通量用Φ表示，它等于气隙中磁感应强度平均值与每极面积的乘积。

Φ表示了旋转磁场的强度。

设转子电流用I2表示。

根据电磁力定律，电磁转矩T em应与Φ成正比、与I2也成正比，即T em∝Φ·I2。

此外转子绕组是一个感性电路，转子电流I2滞后于感应电动势E2，它们之间的相位差角是。

考虑到电动机的电磁转矩对外做机械功，与有功功率相对应。

因此电磁转矩T em还与转子电路的功率因数cos有关，即与转子电流的有功分量I2cos(与E2同相位的电流分量)成正比。

总结以上分析，可列出异步电动机的电磁转矩方程式中KT是一个与电动机本身结构有关的系数。

该公式是分析异步电动机转矩特性的重要依据。

2、转矩特性电磁转矩与转差率之间的关系T em＝(S)称为电动机的转矩特性。

可以推得式中KT’、转子电阻R2、转子不动时的感抗X20都是常数，且X20远大于R2。

由于上式用电机定、转子绕组中的电阻、电抗等参数反映电磁转矩T em和转差率S之间的关系，所以上式又称之为电磁转矩的参数表达式。

由转矩的表达式(4-5)可知，转差率一定时，电磁转矩与外加电压的平方成正比，即T em∝U12。

因此，电源电压有效值的微小变动，将会引起转矩的很大变化。

当电源电压U1为定值时，电磁转矩T em是转差率S的单值函数。

图4-13画出了异步电动机的转矩特性曲线。

二、三相异步电动机的机械特性当电源电压U1和转子电路参数为定值时，转速n和电磁转矩T的关系n=f（T）称为三相异步电动机的机械特性。

机械特性曲线可直接从转矩特性曲线变换获得。

将图4-15中的转矩特性曲线顺时针转动90°，并将s换成n就可以得到三相异步电动机的机械特性曲线，如图4-16所示。

三相异步电动机械特性及各种运行状态

n
n0
a1
O
T
－n0
机械功率Pm
第十章异步电动机的电力拖动
(2) 转子反向的反接制动 ——下放重物
① 制动原理
n
定子相序不变，转子电路串联对称电阻 Rb。低速提 a 点惯性 b 点(Tb＜TL)，升重物
n↓ c 点 ( n = 0，Tc＜TL )
n0
a
b
e TL
Oc
1 T
在TL 作用下 M 反向起动
由参数表达式可知，改变定子电压U1、定子频率f1、极对数p、定子回路电阻 r1和电抗x1、转子回路电阻r2ˊ和电抗 x2ˊ，都可得到不同的人为机械特性。
（1）降低定子电压的人为机械特性
在参数表达式中，保持其它参数不变，只改变定子电压U1的大小，可得改变定子电压的人为机械特性。
讨论电压在额定值以下范围调节的人为特性（为什么？）
Pe = m1—I2'—2 R定2'子＋s 发Rb出'＜电0功率，向电源回馈电能。
Pm=
(1－s ) ——
轴Pe上＜输0入机械功率(位能负载的位能)。
PCu2 = Pe－Pm
|Pe | = |Pm|－PCu2
—— 机械能转换成电能(减去转子铜损耗等)。
第十章异步电动机的电力拖动
制动效果 Rb →下放速度。
第十章异步电动机的电力拖动
(3) 能耗制动过程 —— 迅速停车 2
① 制动原理
b
n
a1
制动前：特性 1。
制动时：特性 2。
a 点惯性 b 点 (T＜0，制动开始)
O TL
T
n↓ 原点 O (n = 0，T = 0)，制动过程结束。

三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机的工作原理文章目录旋转磁场产生原理旋转磁场的方向旋转磁场的转速三相异步电动机的工作原理是根据电磁感应原理而工作的，当定子绕组通过三相对称交流电，则在定子与转子间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和电流，转子导体的电流在旋转磁场的作用下，受到力的作用而使转子旋转。

下面，我们分析旋转磁场的产生，电动机的旋转、转差率及转向。

旋转磁场产生原理三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电角度，如下图所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图（b）（c）所示。

下面我们以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置。

下图（b）所示，假设电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入（用〇中间加个×表示），末端流出（用“⊙”表示），当电流为负值时，与此相反。

（a）简化的三相绕组分布图（b）按星形连接的三相绕组接通三相电源（c）三相对称电流波形图（d）两极绕组的旋转磁场在ωt=0的瞬间，iu=0，iv为负值，iw为正值，如图（c）所示，则V相电流从V2流进，V1流出，而W 相电流从W1流进，W2流出。

利用安培右手定则可以确定ωt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如图d①所示。

可见这时的合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向为一致，上方北极，下方是南极。

在ωt=π/2时，经过了四分之一周期，iu由零变为最大值，电流由首端U1流入，末端U2流出；iv仍为负值，U相电流方向与（1）时一样；iw也变为负值，W相电流由W1流出，W2流入，其合成磁场方向如图d②所示，可见磁场方向已经较ωt=0时按顺时针方向转过90°。

应用同样的分析方法可画出ωt=π,ωt=2/3*π,ωt=2π时的合成磁场，分别如图d③，④，⑤所示，由图中可明显地看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共计转过360°，即旋转了一周。

三相异步电动机转子旋转时的电磁关系

，

即为电流关系了。
例题7-6
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7.4.5 基本方程式、等值电路和时空向量图

与异步电动机转子绕组短路并把转子堵住不转时相比较，在基本方程式中，只有转子绕组回路的电压方程式有所差别,在转子回路里增加了一项电阻，其值为：

于是得到异步电动机转子旋转时的基本方程式：
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证明了两个电流角完全相等。
和
的有效值以及初相
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分析一下这两个有效值相等的电流它们的频率如何
和
图7-22
转子绕组频率的折合
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两个电流的频率虽然不同，由于有效值和相位相等，在产生转子旋转磁通势的幅值和相位上又都是一样的。

转子电路虽然经过这种变换，但是从定子边看转子旋转磁通势并没有发现任何不同。这就是转子电路的频率折合，即把转子旋转时实际频率为的电路，变成了转子不转，频率为的电路。

定、转子磁动势及磁动势关系
1．定子磁动势当异步电机旋转起来后，定子绕组里流过的电流为，产生旋转磁通势。 2．转子旋转磁动势

（1）幅值:当异步电动机以转速旋转时，由转子电流产生的三相合成旋转磁动势的幅值为
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（2）转向转子已经旋转起来，有一定的转速，由于是电动机状态，转子旋转的方向与气隙旋转磁密

是转子转速为
时，转于绕组的相电动势；
是上述情况下转子的相电流；

是转子转速为时，转子绕组一相的漏电
抗。
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第20讲三相异步电动机的电磁关系

2 X 2 3( 3I 2 I2 2 m 2 ) ke ki X 2 2 m2 I 2 X2 ki m2
四、基本方程式、等效电路和相量图
当异步电动机转子堵转时的基本方程式如下：
U 1 E1 I1 ( R1 jX 1 ) E1 I 0 ( Rm jX m ) E1 E 2 I2 ( R2 jX 2 ) E2 I0 I1 I 2
二、磁通和磁通势
2、主磁通1 和定子漏磁通 s1 主磁通：通过气隙同时铰链着定转子两个绕组的磁通。
定子漏磁通：不铰链转子绕组而只铰链定子绕组的磁通，分
为槽部漏磁通和端部漏磁通。气隙中每极主磁通为：
1
2

Bδ l
三、感应电动势
气隙中旋转的主磁通 1 在定、转子绕组中感应电动势有效值分别为：
第19讲三相异步电动机的电磁关系
（1）转子不转，转子绕组开路时的电磁关系
（2）转子堵转子时的电磁关系
第二节转子不转、转子绕组开路时的电磁关系
主要方法：
（1）相（矢）量图
（2）电压方程式
（3）等效电路
一、规定正方向
一台绕线式三相异步电动机，定转子都是Y接，转子绕组开路。规定正方向如图：
磁密、磁通和磁通势都是从定子出来进入转子为正方向；而且把定、转子空间坐标轴的纵轴选在A相绕组的轴线处。 A1和A2是定、转子空间坐标轴，可以重叠在一起。
F1 和 F2 ，他们的旋转方向相同，转速相等，只是一前一后，称为同步旋转。
1 的磁通势，从而在定子绕组和转子绕组中产此合成磁通势产生每极主磁通
F1 F2 F0
。
E1 和 E2 生感应电动势
一、磁通和磁通势
+j A1 , A2

三相异步电动机基本知识

cos 1
P2 PN 注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马” 拉“小车”的现象。
此外还有绝缘等级等参数，不一一介绍。
TKTΦmI2co2s
常数每极磁通
转子电流
转子电路的
cos2
TK TΦ m I2co2s
将其中参数代入：
I2
SE20 R22 (SX20)2
cos2
R2 R22 (SX20)2
U14.44 f1N1Φ m
得到转矩公式 TKR22s(sR2X20)2U12
三相电动机的机械特性
T f (S) n f (T )
Φ 同理得转子边： E24.44f2N2 m
E24.44f2N2Φm
f 2 ：转子感应电动势的频率 N 2 ：转子线圈匝数 f 2 取决于转子和旋转磁场的相对速度
f2n06n 0Pn0n 0n6 n00 PS1f
I2
E2
R
2 2
X
2 2
SE 20
R1
i1
u1
e1
e 1
e2
e 2 R2
R
2 2
n
n
TKR22s(sR2X20)2U12 0
其中 n0 (s1)
T
T st
则 TstKR22R(X 2 20)2U12
T st 体现了电动机带载起动的能力。若Tst TL 电机能
起动，否则将起动不了。
机械特性和电路参数的关系和电压的关系
TKR22s(sR2X20)2 U12
T ~U12
n
(s 0)
p=3
360° 180 120
3000(转/分）
1500(转/分） 1000(转/分）
电动机转速和旋转磁场同步转速的关系

三相异步电动机结构与工作原理

三相异步电动机结构与工作原理三相异步电动机实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。

电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。

把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。

在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。

它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。

对于各种电动机我们应该了解下列几个方面的问题：（1）基本构造；（2）工作原理；（3）表示转速与转矩之间关系的机械特性；（4）起动、调速及制动的基本原理和基本方法；（5）应用场合和如何正确使用。

三相异步电动机的结构与工作原理1．三相异步电动机的构造三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。

此外还有端盖、风扇等附属部分，如图5-1所示。

图5-1 三相电动机的结构示意图1）．定子三相异步电动机的定子由三部分组成：定子定子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片内圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放定子三相绕组AX、BY、CZ。

定子绕组三组用漆包线绕制好的，对称地嵌入定子铁心槽内的相同的线圈。

这三相绕组可接成星形或三角形。

机座机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁心和绕组2）．转子三相异步电动机的转子由三部分组成：转子转子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片外圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放转子三相绕组。

转子绕组转子绕组有两种形式：鼠笼式-- 鼠笼式异步电动机。

绕线式-- 绕线式异步电动机。

转轴转轴上加机械负载鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。

为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在0.2~1.0mm之间。

2．三相异步电动机的转动原理1）．基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图5-2所示。

三相异步电动机电磁转矩T与转子转速n的关系曲线

三相异步电动机电磁转矩T与转子转速n的关系曲线1.电动机的机械特性叙述：电动机的转子转速n与电磁转矩T的关系称为电动机的机械特性。

（1）起动点D起动点是电动机刚接通电源，转子尚未转动的瞬间，转子转速n=0，对应的转矩Tst为起动转矩。

（2）DC 段若起动转矩Tst大于转轴上的负载阻转矩时，电动机旋转起来，并在电磁转矩的作用下渐渐加速，电磁转矩随n的增大而增大。

（3）临界点C临界点上电动机的转矩TM为最大转矩。

（4）CA 段在CA段，随着转速的增大，电磁转矩反而渐渐减小。

（5）额定点B额定点是电动机的额定工作点，所对应的转矩TN为额定转矩。

此时，电磁转矩等于负载组转矩，电动机以额定转速nN稳定运转。

2.机械特性曲线的两个区域分析图像：（1）稳定运行区AC段异步电动机一经起动很快就进入机械特性曲线的AC段，并在其某一点上与负载平衡稳定运行。

若机械负荷增大，因阻力矩大于电磁转矩，电机转速n2下降，随转速n2下降，电磁转矩增大，当电磁转矩与阻力矩平衡时，电机以较低转速稳定运行。

若机械负荷减小，因阻力矩小于电磁转矩，电机转速n2上升，随转速n2上升，电磁转矩减小，当电磁转矩与阻力矩平衡时，电机以较高转速稳定运行。

异步电动机在AC段，其电磁转矩可以随负载的变化而自动调整，这种力量称为自适应负载力量。

（2）不稳定运行区CD段在CD段内，若机械负荷增大，电机转速n2下降，随转速n2下降，电磁转矩减小，转速进一步下降，直至停转。

所以电机在bc区段内不行能稳定运行。

3.三个典型转矩（1）额定转矩TN电机以额定转速运行时，电机转轴上输出的转矩。

说明电动机的长期运行力量。

（2）最大转矩TM说明电机短时过载力量。

过载力量：。

一般为2—2.2（3）起动转矩Tst电机起动时的转矩。

说明电动机的直接起动力量。

起动力量:。

一般为1.7—2.2。

第21讲三相异步电动机转子旋转时的电磁关系讲解

三、三相异步电机的等效电路
4）功率折算
频率折算前后，转子的铜耗应保持不变，折算前（转子旋转）转子产生的机械功率等于折算后（转子静止）转子串入的附加电阻上消耗的电能。因为折算前后转子电阻分别为R2和 R2/s，而有：
R2 1 s R2 R2 s s
1 s 2 1 s I R2 。 R2 ，其消耗功率为 2 转子电路增加了一个串入的附加电阻 s s
R2
E2s (f 2 )
jX 2s
R2 /s
jX 2
I 2s
E2 (f1 )
I2
关于上图说明：所谓等效指的是两个电路中的电流有效值相等。在图(a)中，电流I2s 是通过转子绕组旋转时产生的电动势E2s、转子绕组电阻R2、实际运行时的转子漏抗 X 2s 解得的。在图(b)中，I2是通过对静止的转子，气隙磁通切割转子绕组的速度为同步转速n1，转差率s=1，在转子绕组中感应电动势的频率为f1，可得 E2 4.44 f1 N2kdp20 而转子旋转时，转子电动势为：
E2s 4.44 f 2 N 2 kdp20 4.44 f1 N 2 kdp0 s
由此可得
2 3 I2 R2 2 R2 ke k i R2 m2 I 2 2 3 I2 X2 2 X 2 ke k i X 2 m2 I 2
和 X2 可得转子每相阻抗的折算值为：根据 R2
ke ki Z2 Z2
三、三相异步电机的等效电路
通过以上频率和绕组折算，负载运行时的三相异步电动机转子绕组的相数，每相有效串联匝数及转子电路参数都与定子绕组相同，并在此基础上推导出了异步电动机的基本方程式，由此可以变压器建立异步电动机的等效电路。
三相异步电动机转子旋转时的电磁关系

电机与拖动复习题--选择

一1. 直流电机公式nCE eaφ=和I CTaTeφ=中的磁通是指（）A 空载时每极磁通B 负载时每极磁通C 负载时所有磁极的磁通总和2. 一台并励电动机装拆时不慎，变动了电刷位置，以致负载增大时转速愈来愈高，其原因是（）。

A 电刷逆着电枢转向移动了β角B 电刷顺着电枢转向移动了β角C 励磁回路电阻太大D 电源电压越来越高3. 直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路已饱和，这时的电枢反应是。

（）A 有助磁作用而无去磁作用B 有去磁作用而无助磁作用C 有去磁和助磁作用D 无去磁和助磁作用4. 直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱和，这时的电枢反应是。

（）A 去磁B 助磁C 不去磁也不助磁5.一台直流发电机，在下列四种情况下，能发出直流电的是（）A 电枢固定，电刷与磁极同时同速旋转B 电刷固定，电枢与磁极同时同速旋转C 磁极固定，电刷与电枢同时同速旋转D 电刷、电枢与磁极同时同速旋转6.直流电动机电动势和电磁转矩的性质分别为（）A 电源电动势、驱动转矩B 电源电动势、制动转矩C 反电动势、驱动转矩D 反电动势、制动转矩7.直流发电机电动势和电磁转矩的性质分别为（）A 电源电动势、驱动转矩B 电源电动势、制动转矩C 反电动势、驱动转矩D 反电动势、制动转矩二8.一台直流电动机，若电刷逆电枢转向偏离几何中性线，则（）A 转速会升高B 转速会降低C 转速不变9.一台直流电动机，若电刷顺电枢转向偏离几何中性线，则（）A 转速会升高；B 转速会降低；C 转速不变10.要改变并励直流电动机的转向，可以（）A 增大励磁B 改变电源极性C 改接电枢绕组D 减小励磁11.如果并励直流发电机的转速升高20%，则空载时发电机的端电压将（）A 升高20%三B 升高大于20%C 升高小于20%D 不变12.直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）A 电枢绕组B 励磁绕组C 电枢绕组和励磁绕组13.直流电机电枢绕组内的电流是（）A 交流B 直流C 脉动直流D 零14.他励直流电动机采用电枢回路串电阻起动，起动前电枢回路起动电阻应放在（）。

三相异步电动机同步转速和磁极对数的关系

三相异步电动机同步转速和磁极对数的关系
三相异步电动机的同步转速和磁极对数之间存在一定的关系。

具体来说，三相异步电动机旋转磁场的转速与磁极对数和电源频率之间的关系为：
n1=60f/P，其中 n1 代表旋转磁场的转速，也称为同步转速；f 代表定子电源的频率；P 代表电动机的极对数。

由于电动机的转子必须与旋转磁场保持一定的转速差，才能产生相对运动并保持转子导体中的感应电流，从而产生转矩使电动机转动。

因此，转子的转速不可能等于旋转磁场的转速，而是一定小于旋转磁场的转速。

所以，同步转速与磁极对数的关系是：同步转速与电源频率成正比，与电动机的极对数成反比。

也就是说，在其他条件不变的情况下，磁极对数越多，同步转速越低；反之，磁极对数越少，同步转速越高。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询电机工程师。

三相异步电动机等效电路及解析

7.2 三相异步电动机的空载运行三相异步电动机的定子与转子之间是通过电磁感应联系的。

定子相当于变压器的一次绕组,转子相当于二次绕组，可仿照分析变压器的方式进行分析。

7.2.1 空载运行的电磁关系当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过对称三相交流电流，三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布，并以同步转速n 1弦转的磁动势F 1。

由旋转磁动势建立气隙主磁场。

这个旋转磁场切割定、转子绕组，分别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势，转子绕组电动势和转子绕组电流。

空载时，轴上没有任何机械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了摩擦、风阻的阻转矩，所以是很小的.电机所受阻转矩很小，则其转速接近同步转速，n ≈n 1，转子与旋转磁场的相对转速就接近零，即n 1—n ≈0。

在这样的情况下可以认为旋转磁场不切割转子绕组，则E 2s ≈0（“s"下标表示转子电动势的频率与定子电动势的频率不同），I 2s ≈0.由此可见，异步电动机空载运行时定子上的合成磁动势F 1即是空载磁动势F 10，则建立气隙磁场B m 的励磁磁动势F m 0就是F 10，即F m 0=F 10，产生的磁通为Φm 0.励磁磁动势产生的磁通绝大部分同时与定转子绕组交链，这部分称为主磁通，用φm 表示,主磁通参与能量转换，在电动机中产生有用的电磁转矩。

主磁通的磁路由定转子铁心和气隙组成，它受饱和的影响，为非线性磁路.此外有一小部分磁通仅与定子绕组相交链，称为定子漏磁通φ1σ.漏磁通不参与能量转换并且主要通过空气闭合，受磁路饱和的影响较小，在一定条件下漏磁通的磁路可以看做是线性磁路。

为了方便分析定子、转子的各个物理量,其下标为“1”者是定子方，“2”者为转子方。

异步电动机在正常工作时的一些电磁关系在转子不转时就存在，利用转子不动时分析有助于理解其电磁过程。

一、转子不转时(转子绕组开路）异步电动机内的电磁过程转子绕组开路时,转子电流为零，定子电势和转子电势的大小、频率1E •、2E •和1f ;1）转子绕组开路，定子绕组接三相交流电源，定子绕组中产生三相对称正弦电流（空载电流），形成幅值固定的气隙旋转磁场，旋转速度为1160f n p =; 2）由于转子不动,旋转磁场在定子绕组、转子绕组中感生频率均为1f 的正弦电动势； 11111222224.444.44{N N E j f k N E j f k N =-Φ=-Φ （7.2)式中k N1、 N 1 ——定子每相有效串联匝数。

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（1）幅值:当异步电动机以转速旋转时，由转子
电流产生的三相合成旋转磁动势的幅值为
F2
34
2
2 2
N2kdp2 p
I2s
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（2）转向
n 转子已经旋转起来，有一定的转速，由于是
电动机状态，转子旋转的方向与气隙旋转磁密
B 同方向，仅仅是转子的转速小于气隙旋转
磁密的转速。
站在转子上看气隙旋转磁密。它相对于转子的转
方向旋转。
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（3）转速
定子旋转磁动势 F1 相对于定子绕组的转速为 n 1
转子旋转磁动势
速为 n 2
F2
相对于转子绕组的逆时针转
转子本身相对于定子绕组有一逆时针转速n
于是，转子旋转磁动势 F2 相对于定子绕组的转
速为
n2ns1 nnn1n1 nn1nn1
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I2
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再考虑转子绕组的相数、匝数折合，F2 为
I2 s
和
I2
图7-22 转子绕组频率的折合
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两个电流的频率虽然不同，由于有效值和相位相等，在产生转子旋转磁通势的幅值和相位上又都是一样的。
转子电路虽然经过这种变换，但是从定子边看转子旋转磁通势并没有发现任何不同。这就是转子电路的频率折合，即把转子旋
转时实际频率为 f 2 的电路，变成了转子不转，频率为 f 1 的电路。
转子旋转时转子绕组中感应电动势为
E2s4.4f42N2kd2 p144s14 fN2kd2 p1sE 2
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E 2 是转子不转时转子绕组中感应电动势。
电动势 E 2 并不是异步电机堵转时真正的电动势,
因为电机堵转时，气隙主磁通Φ1的大小要发生变化。
转子漏抗 X 2 s 是对应转子频率 f 2 时的漏电抗。
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在频率变换的过程中，除了电流有效值保持不变外，转子电路的功率因数角也没有发生任何变化。即
2arX c R 2 2st garsc R 2X 2 t garR cX 22 tsg
I 证明了两个电流 I2 s 和角完全相等。
的有效值以及初相
2
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分析一下这两个有效值相等的电流它们的频率如何
74三相异步电动机转子旋转时的电磁关系
7.4.1 转差率 7.4.2 转子电动势 7.4.3 定、转子磁动势及磁动势的关系 7.4.4 转子绕组频率的折合 7.4.5 基本方程式、等值电路和时间空间
空间相量图 7.4.6 鼠笼转子
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74三相异步电动机转子旋转时的电磁关系
7.4.1 转差率
n 产生的三相合成旋转磁动势 F2 ，它相对于转子
绕组的转速用 2 表示为
n2
60f2 p
60s1f p
sn1
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（4）瞬间位置当转子绕组哪相电流达正最大值时，正好位于该
相绕组的轴线上。 3．合成磁动势（1）幅值定、转子磁势的幅值仍为前面分析的结果。（2）转向定、转子磁势二者的转向相对于定子都为逆时针
例7-4、7-5
通过磁通势相联系，只要
保持转子旋转磁通势的大小不变，即每极安匝不
变就行，至于电流的频率是多少无所谓.
变换I2s
E2s R2jX2s
sE2 （频率为 R2jsX 2
f2）
R2 s
E2 jX2
I2
（频率为 f 1 ）
它与转子不转时转子漏电抗 X 2 (对应于频率
50Hz)的关系为
X
X 2s = s 2
X X 正常运行的异步电动机， 2s
2。
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7.4.3 定、转子磁动势及磁动势关系
1．定子磁动势 F1
当异步电机旋转起来后，定子绕组里流过的电流
为 2．转I1子旋，转产磁生动旋势转磁F通2 势 F1 。
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以上这种把图7-22 ( a )折合成 ( b ) 电路，即所
谓频率折合。
把转子绕组的相数、匝数以及绕组系数都折合到定子边，转子回路的电压方程式则变为
E2 I2(Rs2 jX2)
当异步电动机转子电路进行了频率折合后，转子
旋转磁通势的幅值可写成
F2
m2 2
4
2 2
N2kdp2 p
把定子旋转磁动势与转子旋转磁动势按向量的办
法加起来，得到一个合成的总磁动势，仍用 F0
来表示。即 F 1F 2F 0
异步电动机运行时的励磁磁动势,对应的电流是
励磁电流。对于一般的异步电动机， I 0 的大小
约为（20～50）% I N 。
可见，定子旋转磁动势与转子旋转磁动势，它们相对定子来说，都是同转向，以相同的转速一前一后旋转着，称为同步旋转。
s n1 n n1
s是一个没有量纲的数，它的大小也能反映电动机转子的转速。
正常运行的异步电动机，转子转速接近于同步转
速，转差率很小，一般 s0.0~ 10.0。5
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7.4.2 转子电动势
当异步电动机转子以转速恒速运转时，转子回路的电压方程式为
E 2 sI2 s(R 2jX 2 s)
速为 (n1 n) ，转向为逆时针方向。这样，由气
隙旋转磁密在转子每相绕组感应电动势，产生电流的相序，仍为
A2 B2 C2
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由转子电流产生的三相合成旋转磁动势的转向，相对于转子绕组而言，仍为逆时针方向旋转。
（3）转速
转子电流 I2s 的频率为 f 2 ，显然由转子电流的
转子绕组与气隙旋转磁密之间有相对运动，才能在转子绕组里感应电动势、电流，产生电磁转矩。可见，异步电动机转子转速总是小于同步转速的。
当异步电动机转子的转速为某一确定值时，这时产生的电磁转矩恰好等于作用在电机转轴上的负载转矩，转子的转速便会稳定运行恒定的转速下。
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把同步转速和电动机转子转速二者之差与同步转速的比值叫做转差率（也叫转差或者滑差），用 s表示。
E 2 s 是转子转速为 n时，转于绕组的相电动势；
是上述情况下转子的相电流；
I2 s 是转子转速为时，转子绕组一相的漏电
抗X。2 s
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转子以转速恒速旋转时，转子绕组的感应电动势、电流和漏电抗的频率（下面简称转子频率）用
f 2 表示.
在电动机转子上的频率为
f2p 62n 0 p(n 6 1n 0 )p 61n 0 n 1 n 1nf1s