电动机介绍

X 20 2f1L 2 为n 0 即s 1 时的转子漏抗。
转子每相电流：
I2
E2

R22

X
2 2
sE20 R22 (sX 20 ) 2
转子的功率因数为：
cos 2
R2

R22

X
2 2
R2 R22 (sX 20 ) 2
O
可见异步电动机 的转子电流和功 率
因数也都与转差率 s 有关，如图所示。
TN

T2

9550
PN nN
式中PN是电动机的额定功率，单位为 kW；nN是电动机的额定转速，单位是 r/min。
2.3 三相异步电动机的机械特性
T Tmax
Tq TN
n n0 a nN
b
O
sm
1s
(a) T=f(s)曲线
O
c
TN Tq Tmax T
(b) n=f(T)曲线
1．起动转矩
电动机刚起动（n=0，s=1）时的转矩称为起动转
矩。
Tq

K
R2U12
R22

X
百度文库2 20
2．额定转矩
电动机在额定负载下工作时的电磁 转矩称为额定转矩，忽略空载损耗转矩， 则额定转矩等于机械负载转矩。
1.2 旋转磁场的产生
把三相定子绕组接成星形接到对称 三相电源，定子绕组中便有对称三相电 流流过。
iA 2I p sin t iB 2I p sin(t 120) iC 2I p sin(t 120)
iA
A
ZX
iB C
Y
B
iC
i
iA
iB
iC
ωt
O
120° 240°
360°
I2，cos 2
I2
cos 2
1s
2.2 三相异步电动机的电磁转矩
三相异步电动机的电磁转矩 T 是由旋转磁场的每极磁通
与转子电流 I2 相互作用而产生的，故电磁转矩与转子电 流的有功分量 I 2 cos 2 及定子旋转磁场的每极磁通 成正
比，即：
T K T I 2 cos 2
cos
式中 KT 2 的表达
是 一 个与 式及 与
电动 机 结构 有关 的 常数 。将 I2 U1 的关系式代入上式，得三相异
、 步
电动机电磁转矩公式的另一个表示式：
T K
s
R2U
2 1
R22 (sX 20 ) 2
式中 K 是一常数。可见电磁转矩 T 也与转差率 s 有关，
并且与定子每相电压 U1 的平方成正比，电源电压对转矩影 响较大。同时，电磁转矩 T 还受到转子电阻 R2 的影响。
电动机介绍
内容
1 三相异步电动机的结构及转动原理 2 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 3 三相异步电动机的运行与控制 4 三相异步电动机的选择与使用 5 单相异步电动机 6 直流电动机
1 三相异步电动机的结构 及转动原理
1.1 三相异步电动机的结构
三相异步电动机由定子和转子构成。定子和转 子都有铁心和绕组。定子的三相绕组为AX、 BY、CZ。转子分为鼠笼式和绕线式两种结构。 鼠笼式转子绕组有铜条和铸铝两种形式。绕线 式转子绕组的形式与定子绕组基本相同，3个 绕组的末端连接在一起构成星形连接，3个始 端连接在3个铜集电环上，起动变阻器和调速 变阻器通过电刷与集电环和转子绕组相连接。
no
×
·F ·
× F ×n ·
电动机在正常运转时，其转速n总是稍低于 同步转速no，因而称为异步电动机。又因为 产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的， 所以也称为感应电动机。
异步电动机同步转速和转子转速的差值与 同步转速之比称为转差率，用s表示，即：
s no n 100% no
转差率是异步电动机的一个重要参数。异 步电动机在额定负载下运行时的转差率约为 1%~9%。
忽略R1和X1上的压降，则： U1 E1
U1 E1 4.44 f1N1m
2．转子电路分析
e2

i2 R2

(e 2 )

i2 R2

L 2
di2 dt
E2 I2R2 (E 2 ) I2R2 jI2 X 2
i1
+ u1 －
e1 eσ 1
i2 e2 eσ 2
A
A
A
×
·
Y×
·Z Y
× Z Y·
Z
× C
· BC · ·
X (a) ω t = 0°
X (b) ω t = 120°
BC
×B ×
X (c) ω t = 240°
结论：
(1)在对称的三相绕组中通入三相电流，可以
产生在空间旋转的合成磁场。
(2)磁场旋转方向与电流相序一致。电流相
序为A-B-C时磁场顺时针方向旋转；电流相序为
n0
1500
2 三相异步电动机的电 磁转矩和机械特性
2.1 三相异步电动机的电路分析
1．定子电路分析
i1
i2
u1 i1R1 (e1) (e1)

i1R1

L 1
di1 dt

N1
d dt
+ u1 －
e1 eσ 1
e2 eσ 2
U1 I1R1 (E1) (E1) I1R1 jI1X1 (E1)

f2

p(no n) 60

no n no

pno 60
sf1
E2 4.44 f2N2m 4.44sf1N2m sE20
E 20 4.44 f1 N 2 m 为n 0 即s 1 时的转子电动势。
X 2 2L2 2f2L 2 2sf1L 2 sX20
A-C-B时磁场逆时针方向旋转。
(3)磁场转速(同步转速)与电流频率有关，改
变电流频率可以改变磁场转速。对两极(一对磁
极)磁场，电流变化一周，则磁场旋转一周。同
步转速no与磁场磁极对数p的关系为：
no

60 f1 p
r/min
1.3 三相异步电动机的转动原理
静止的转子与旋转磁场之间 有相对运动，在转子导体中产 生感应电动势，并在形成闭合 回路的转子导体中产生感应电 流，其方向用右手定则判定。 转子电流在旋转磁场中受到磁 场力F的作用，F的方向用左手 定则判定。电磁力在转轴上形 成电磁转矩。电磁转矩的方向 与旋转磁场的方向一致。
例：有一台 4 极感应电动机，电压频率为 50 Hz，
转速为 1440 r／min，试求这台感应电动机的转差率。 解：因为磁极对数p 2 ，所以同步转速为：
no

60 f1 p

60 50 2
1500 r/min
转差率为：
s no n 100% 1500 1440 100% 4%