第五章 异步电机(总结)
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8第五章(异步电机基本知识)
i A 2 I cos t
iB 2 I cos(t 120 )
0
iC 2I cos(t 240 )
0
规定电流为正时，由绕组的末端流进，首端流出。
3 F ph 2
Y A Z B C Y C X A Y C X
30
X
3 F ph 2
0
A
Z
B
Z
B
t 0
iA I m 1 iB I m 2 1 iC I m 2
5、异步电动机的基本结构 6、异步电动机的额定值主要有功率、电压、电流、 转速等。
PN 3U N I N cos NN
异步电机能不能工作在s=0的状态？什么是 异步电动机工作的必要条件？ 异步电动机的转向主要取决于什么？如何使 一台异步电动机反向旋转？ 一转子绕组开路绕线式异步电动机，定子绕 组通入三相交流电流，旋转磁场正转，此时 电机会（ ） A正转 B反转 C不会旋转
PN 3U N I N cos NN
4、额定频率fN。我国工业频率为50Hz
5、额定转速。指电动机在额定运行状态时，电动机轴转 速。单位r/min
二、技术数据
1、额定温升0 。指电机在额定状态下运行时，绕组、铁心 等部分允许的温度升高。 2、额定效率N、额定功率因数cosN。效率和功率因数是衡 量电机质量的技术指标，涉及电机制造成本和运行费用，国家 对其有严格的规定。 3 、起动电流倍数Ist/IN和起动转矩倍数Tst/TN。这两个指标 是衡量电机起动性能好坏的标准，国家对其也有明确的规定。 一般中小型电机Ist /I N=5~7,Tst/TN=0.7~2.2
B
同步发电机
异步电动机
1、电动势频率
一 对 极 时
第五章 异步电机(总结)
第六章 同步电机
一、同步电机的定义。 二、了解同步电机的基本结构、冷却方式以及励磁方
式。 三、同步电机的额定值。 四、同步发电机的空载运行特性，空载电动势（励磁
电动势）。
五、同步电机电枢反应 （1）时空矢量图。 （2）电枢反应的定义，电枢反应的性质与
负载的关系。 （3）双反应理论。
六、隐极以及凸极同步发电机的电动势平衡方程式、 等值电路以及相量图（不考虑饱和程度影响），利 用相量图进行空载电动势以及相关的计算；电枢反 应电抗以及同步电抗的物理意义，电压变化率的定 义以及利用相量图进行电压变化率的计算。
Pem : Pmec : pcu2 1:1 s : s
八、电磁转矩的三种表达式。 物理表达式p240页式（5.81）。 参数表达式P241页式（5.83）、（5.84）。 实用表达式p244页 (5.93)。
TN
9.55 PN nN
Tem max
kmTN sN
n1 nN n1
sm sN (km
七、同步发电机的运行特性的定义，运行特性曲线 的形状以及成形原因；运行特性在参数计算中的应 用；短路比的定义以及短路比的实际意义。
八、投入并联的条件以及方法（准确同步法和自同 步法的定义以及特点）；如何用相灯法判断并网条 件。
九、同步发电机的功率和转矩平衡方程式。 （1）功率和转矩平衡方程式； （2）充分理解隐极以及凸极同步电机的功角特 性p329页式（6.72）和式（6.73）。要求记忆 并能进行电磁功率以及功角、过载倍数等的计 算； （3）内功率因数角Ψ、功率因数角、功率角（ 功角）θ的定义。功率角在时间上的意义以及在 空间的意义。 （4）有功功率的调节方法； （5）静态稳定的定义，比整步功率的定义以及 比整步功率与静态稳定的关系，过载倍数的定 义以及计算；
第五章-异步电机教学提纲
，转子绕组中的感应电动势和电流的频率为： f2p(n6 10n)n1n 1np 61n 0s1f
转子旋转时的感应电动势和漏抗分别为：
E 2 s 4 .4f2 4 N 2 kN 2 M s2 E
X2s2f2L2sX 2
二、定、转子磁动势仍然相对静止
定子电流的频率为 f1 ，定子磁动势的转速为
n1
F m m
.
E2
.
.
2
E 2
R2 jX2
4、电动势R2
.
I1
.
U1
f1
.
n0
I2
.
E1
.
E2
f1
m1N 1k N 1
m2 N 2kN 2
转子不动时的定、转子电路图
.
.
.
.
.
.
U 1 E1 E1 I 1 R1 E1 I 1 Z1
.
.
.
E 2 I 2 (R2 jX 2 ) I 2 Z2
总结：
E2'keE2
.
.
I 2 '
I2 ki
R
' 2
kekiR2
X
' 2
keki
X2
7、折算后的基本方程式
.
..
.
..
U 1 E 1 E 1 I1R 1 E 1 I1Z 1
.
.
E
' 2
I
' 2
(
R
' 2
jX
' 2
)
.
.
.
I0
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' 2
.
.
E1
E
转子旋转时的感应电动势和漏抗分别为：
E 2 s 4 .4f2 4 N 2 kN 2 M s2 E
X2s2f2L2sX 2
二、定、转子磁动势仍然相对静止
定子电流的频率为 f1 ，定子磁动势的转速为
n1
F m m
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.
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4、电动势R2
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转子不动时的定、转子电路图
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总结：
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7、折算后的基本方程式
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)
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.
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I0
I1
I
' 2
.
.
E1
E
第五章异步电机
原因：起动时 n=0 ，转子导条切割磁力线速度很大。
转子感应电势
转子电流
定子电流
影响： 频繁起动时造成热量积累 大电流使电网电压降低
电机过热
影响其他负载工作
二、三相异步机的起动方法：
（1） 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。
（2） 降压起动。 Y－ 起动
自耦降压起动 （3）转子串电阻起动。
T U2
单位 （N .m）
5.3.2 机械特性
T
K
sR2 U12 R22 (sX 2s )2
在U1 及R 2 一定时， T 仅随 S 变化
将 s n1 n 代入上式 n1
得特性曲线：
得特性曲线：
T T f (S)
n n f (T )
n
s1
0
1
T
最大转速n=n1时
启动时n=0
三个重要转矩
启动前的漏磁感抗
5 转子功率因数
cos2
R2
R22 X 22
R2 R22 (sX 2s )2
6 定子电流和定子功率因数
空载时，转子电流约为零，定子电流很小主要用来励磁。 当带上负载后，转子电流增加，定子电流随之增加，这 一点与变压器类似。
电动机的功率因数即为定子功率因数，功率因数角即为 U1 与 I1 的夹角。
Tst
K
R2U
2 1
R22
X
2 20
R2 Tst
第五章 异步电机
5.1 三相异步电动机的结构与工作原理 5.2 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 5.3 三相异步电动机的启动、调速和制动
5.1 三相异步电动机的结构及工作原理
电动机的分类 交流电动机
异步电机学习总结
异步电机学习总结异步电机的工作原理：定子绕组产生旋转磁场以及转子绕组形成闭合回路,这是异步电动机运行的必要条件。
定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场（转速为同步转速）,旋转磁场与定子绕组存在转速差，转子绕组切割磁感线产生感应电势.感应电势在闭合的转子绕中产生感应电流,通电导线在磁场中受安培力产生转矩。
问题（1）：笼型转子中由于各导条之间短路，那么笼型转子等效电路图应该怎么画，电流方向怎么判断？？？异步电机的三种工作转态：电动机运行发电机运行制动转态运行。
电动机运行和制动转态都很好理解，这两种转态下电机转子感应出的电流和产生的转矩都一致，只是电动机运行时是由于转矩产生的转速，而制动状态下是强制电机转子反转这时候的转矩就相当于制动转矩了。
问题（2）：异步发电运行时由于定子仍然接着电网，电网给定子供电产生旋转磁场，电机又通过发电给电网供电，那么电机和电网之间的电流方向是什么样呢？？？异步电动机的电势平衡：在定子绕组产生的旋转磁场同时切割定子和转子绕组。
定子的电势平衡：外加电压=主磁通感应电势+漏磁通感应电势转子的电势平衡：主磁场感应电势=阻抗上的压降异步电机的磁势平衡：转子磁势的转速，首先由转速与频率关系得出旋转磁场相对于转子的转速，由于旋转磁场的转速转向是由超前电流的相转到落后电流的相且转子电势是定子基波旋转磁通切割转子绕组产生的，因而转子磁势转向与主磁通方向相同，加上转子自身也在旋转所以两个转速叠加可得转子磁势在空间的转速相同磁势平衡主要是电机定子产生的主磁通始终不变，当电机带负载运行时，由于转子中有感应电流在空间中产生和定子磁势同转速旋转的磁势，在转子磁势的影响下主磁通由于电压平衡方程可知主磁通是基本不变的，所以此时的定子电流应该改变，从而保持主磁通不变，定子磁势包含两个分量：一个抵消转子磁势，与转子磁势大小相等方向相反，一个产生主磁通用来感应电势与电源电压平衡。
功率平衡：输入功率=定子铜损+定子铁损+电磁功率（转子铜损+机械功率（输出功率+机械损耗））异步电动机的转差率S等于转子铜损与电磁功率之比，转子电阻越大转子铜损越大，异步电机的转转差率也就越大转矩平衡:输出转矩=电磁转矩-机械损耗阻力矩-附加损耗阻力矩。
第五章 异步电机
1． 异步电动机的转子有哪两种类型，各有何特点? 答：一种为绕线型转子，转子绕组像定子绕组一样为三相对称绕组， 可以联结成星形或三角形。绕组的三根引出线接到装在转子一端轴上的 三个集电环上，用一套三相电刷引出来，可以自行短路，也可以接三相 电阻。串电阻是为了改善起动特性或为了调节转速． 另一种为鼠笼型转于。转子绕组与定子绕组大不相同，在转子铁心 上也有槽，各槽里都有一根导条，在铁心两端有两个端环，分别把所有 导条伸出槽外的部分都联结起来，形成了短路回路，所以又称短路绕 组。
1. ★绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是设计得与定子 相同，鼠笼型异步电机的转子相数、极对数又是如何确定的呢? 与鼠笼条的数量有关吗？
答：鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数；转子极对 数是靠定子绕组磁动势感应而得的，因此它始终与定子绕组的极对数相 等，与鼠笼转子的导条数无关．
2. 三相异步电动机的堵转电流与外加电压、电机所带负载是否有 关?关系如何？是否堵转电流越大堵转转矩也越大?负载转矩的 大小会对起动过程产生什么影响？
额定转速时的电磁转矩 最大转矩为
起动电流为
起动线电流 起动转矩
2. 一台、八极的三相感应电动机，额定转差率sN=0.043，问该机的 同步转速是多少？当该机运行在时，转差率是多少？当该机运 行在时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多 少？
解 同步转速 额定转速 当时，转差率 当时，转差率 当电动机起动时，，转差率
答：堵转电流与外加电压成正比关系，与负载大小无关。 若电机参数不变，则堵转电流越大，堵转转矩也越大。
负载转矩的大小会对起动时间的长或短产生影响。
五、计算
1. 一台三相感应电动机，额定功率，额定电压，型接法，额定转 速，定、转子的参数如下： ； 。
1. ★绕线型异步电机转子绕组的相数、极对数总是设计得与定子 相同，鼠笼型异步电机的转子相数、极对数又是如何确定的呢? 与鼠笼条的数量有关吗？
答：鼠笼型异步电机转子相数就是鼠笼转子上的导条数；转子极对 数是靠定子绕组磁动势感应而得的，因此它始终与定子绕组的极对数相 等，与鼠笼转子的导条数无关．
2. 三相异步电动机的堵转电流与外加电压、电机所带负载是否有 关?关系如何？是否堵转电流越大堵转转矩也越大?负载转矩的 大小会对起动过程产生什么影响？
额定转速时的电磁转矩 最大转矩为
起动电流为
起动线电流 起动转矩
2. 一台、八极的三相感应电动机，额定转差率sN=0.043，问该机的 同步转速是多少？当该机运行在时，转差率是多少？当该机运 行在时，转差率是多少？当该机运行在起动时， 转差率是多 少？
解 同步转速 额定转速 当时，转差率 当时，转差率 当电动机起动时，，转差率
答：堵转电流与外加电压成正比关系，与负载大小无关。 若电机参数不变，则堵转电流越大，堵转转矩也越大。
负载转矩的大小会对起动时间的长或短产生影响。
五、计算
1. 一台三相感应电动机，额定功率，额定电压，型接法，额定转 速，定、转子的参数如下： ； 。
第五章 三相异步电动机
4.2 三相异步电动机的启动
所谓三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入 电网开始转动时起，到达额定转速为止这一段过程。 根据上一节的分析知，三相异步电动机在启动时启动转矩 Tst 并 不大，但转子绕组中的电流 I很大，通常可达额定电流的 4～ 7倍， 从而使得定子绕组中的电流相应增大为额定电流的4～7倍。这么 大的启动电流将带来下述不良后果。 （1）启动电流过大使电压损失过大，启动转矩不够使电动机 根本无法启动。 （2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使 用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作、跳闸。 （4）使电网电压产生波动，进而形成影响连接在电网上的其 他设备的正常运行。 因此，电动机启动时，在保证一定大小的启动转矩的前提下， 还要求限制启动电流在允许的范围内。
（三）旋转磁场的转速
定子磁场的转速称为同步转速，大小为： f1 —电网频率； P —磁极对数
60 f1 n1 p
同步转速与极对数之间对应关系 (f1=50HZ)
极对数 p 同步转速 n1（r/min）
1 3000
2 1500
3 1000
4 750
5 600
6 500
二、三相异步电动机的转动原理
7、转速
8、绝缘等级
A
E
120
B 130
极限温度（0C） 105
9. 工作制
铭牌上的“工作制”又称“定额”，按规定分为“连续” （代号为S1）、“短时”（代号为S2）和“断续”（代 号为S3）等。连续工作制的含义为该电动机可以按铭牌上 标定的功率长时间连续运转，而温升不会超过允许值。
10. 防护等级
二、三相电动机的铭牌数据
要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。今以 Y132M-4型电动机为例，来说明铭牌上各个数 据的意义。
第5章 三相异步电动机的基本原理(电机及拖动基础)
第五章三相异步电动机的基本原理主要讲授内容：三相异步电动机的工作原理、结构、运行特性、等效电路、参数测量、转矩转差的关系等，是必须掌握的内容，使本课程的重点。
是在现代工业中正被大量应用的机电能量转换装置，是后续课程《电力拖动》课程的基础。
讨论：三相异步电动机What？三相异步电动机的用途、结构？How？三相异步电动机的工作原理？第一节三相异步电动机的结构及额定参数一、异步电动机的主要用途和分类用途：异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。
异步电动机的优点：结构简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高和具有适用的工作特性。
采用现代电力电子功率器件和计算机技术可得到良好的调速性能。
已经取代直流电动机，成为应用广泛的调速系统。
异步电动机的缺点：功率体积比较小。
功率因数较差。
直接接电网运行时，必须从电网里吸收滞后的励磁电流，使它的功率因数总是小于１。
通过控制器可以使这一缺点得到改善。
异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势、电流，从而产生电磁转矩。
所以，异步电机又叫感应电机。
二、异步电动机的分类从不同角度看，有不同的分类法：（1）按定子相数分有①单相；②三相异步电动机。
（2）按转子结构分有①绕线式；②鼠笼式。
后者又包括单鼠笼、双鼠笼和深槽式异步电动机。
此外，根据电机定子绕组上所加电压的大小，又有高压、低压异步电动机之分。
从其它角度看，还有高起动转矩、高转差率、高转速异步电机等等。
异步电机也可作为异步发电机使用。
单机使用时，常用于电网尚未到达的地区，又没有同步发电机的情况，或用于风力发电等特殊场合上。
在异步电动机的电力拖动中，异步电机回馈制动时，即运行在异步发电机状态。
风叶铁心绕组轴承滑环绕线电动机转子笼型绕组导条端环1、异步电动机的定子：异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。
（1）定子铁心：是电动机磁路的一部分，装在机座里。
第五章异步电机
三相异步电动机的基本工作原理与结构
5.1.2三相异步电动机的基本工作原理 一1、基本工作原理 1、电生磁：三相对称绕组通 往三相对称电流产生圆形旋转 磁场。 2、磁生电：旋转磁场切 割转子导体感应电动势和 电流。 3、电磁力：转子载流（有功分 量电流）体在磁场作用下受电磁 力作用，形成电磁转矩，驱动电 动机旋转。 W1
电 机 学
第五章异步电机
第五章异步电机
三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简单、制 造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以广泛应用。 但是，功率因数低、起动和调速性能差。 5.1 三相异步电动机的基本类型和基本结构 5.2 异步电机的基本工作原理 5.3 异步电机的运行特性 5.4 三相异步电机的启动与调速 5.5 单相异步电机
鼠笼转子照片 在转子铁芯每个槽中放置导体，在铁芯两端放 置两个端环，把所有导体伸出槽外的部分与端 环连接起来
绕线式绕组
与定子绕组相似的对称三相绕组，一般接成星型。 将三个出线端分别接到转轴上三个滑环上，再通过 电刷引出电流。可以在转子回路接入附加电阻
鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：
鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改 变电动机的机械特性。
2 转子绕组短路电磁关系
实际电机气隙中的旋转磁场是由F2与F1共同建立 的。F2与F1可以空间矢量合成为一等效励磁的 磁动势Fm。即
.
→ Bm → Фm
+I1R1 U1
.
1
.
I1 I2
.
.
E1
.
F1 Fm F2 Bm
m 2
.
.
N1 E1 N2 E2
E2
第5章 异步电动机变频调速系统
带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下图中的 b 线，无补偿的
控制特性则为a 线。
2014年5月18日星期日
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第5章
• 带压降补偿的恒压频比控制特性
Us Us
N
b —带定子压降补
偿
a —无补偿
O
f 1N
图5-1 恒压频比控制特性
f1
2014年5月18日星期日
第5章
第五章 异步电机变频调速系统
第一节 交流电动机变频调速的基本理论
第二节正弦波脉宽调制(SPWM)
2014年5月18日星期日
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第5章
概
述
异步电机的变压变频调速系统一般简称为变频调速 系统。由于在调速时转差功率不随转速而变化，调速范 围宽，无论是高速还是低速时效率都较高，在采取一定 的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲 美。因此现在应用面很广，是本书的重点。
2014年5月18日星期日
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第5章
（一） 变压变频调速的基本控制方式
• 定子每相电动势
E1 4.44 f1 N1k w Φ m
f1 —定子频率，单位为Hz； N1 —定子每相绕组串联匝数； Kw —基波绕组系数；
（5-1）
式中：E1 —气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，单位为V；
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第5章
常用的交-交变压变频器输出的每一相都是一个由正、 反两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路。 也就是说，每一相都相当于一套直流可逆调速系统的 反并联可逆线路（下图a）。
第5章异步电动机二
第五章 异步电动机（二）—— 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机
以变压器的运行理论为基础，分析异步电动 机运行时的电磁物理过程，导出电动势和磁动势 的平衡方程式，画出相量图，求出真等效电路。 最后分析它的电磁转矩和运行性能。
§5-1 三相异步电动机运行时的电磁过程
一、异步电动机空载运行时的物理情况
N1 N2 为定子、转子绕组一相串联的匝数
f1
是定子通电频率。
Kw 是绕组因数。
在这种运行状态下，转子绕组中呈有感应电动势，
但由于开路转子电流的为？不会产生电磁转矩，转子 呈禁止不动的（ ）n。 0同此转子绕组切割磁场的速 度和定子绕组相同。
由于定子电流除了产生磁通 m 之外，还产生定 子漏磁通 1 ，它必然在定子绕组中产生漏电动势和 变压器一样用漏抗压降来表示：
U1
I0 F10
I2 F2 0
1 E1 Fm0 m
E1 E 20
二、异步电动机负载运行时的物理情况
特点 转子绕组中出线电流,这一电流也要形成磁动
势和磁场。 （一） 转子磁动势的分析
转子磁动势 F2也是一个旋转磁动势，并在空间 按正弦规律分布，以绕线式异步电动机为例。
（二）绕组归算
用一个相数、每相串联的匝数以及绕组因数 和定子绕组一样的绕组代替经过频率归算后的转 子绕组。
归算后转子各量的归算值用加“ ′”表示。
1、转子电流的归算
根据转子磁动势不变，可得
0.9
m1 2
N1Kw1 p
I2
0.9
m2 2
N2Kw2 p
I2
I I I m2N2Kw2
F1 F2 Fm Bm (m )
或
F1 Fm (F2 )
以变压器的运行理论为基础，分析异步电动 机运行时的电磁物理过程，导出电动势和磁动势 的平衡方程式，画出相量图，求出真等效电路。 最后分析它的电磁转矩和运行性能。
§5-1 三相异步电动机运行时的电磁过程
一、异步电动机空载运行时的物理情况
N1 N2 为定子、转子绕组一相串联的匝数
f1
是定子通电频率。
Kw 是绕组因数。
在这种运行状态下，转子绕组中呈有感应电动势，
但由于开路转子电流的为？不会产生电磁转矩，转子 呈禁止不动的（ ）n。 0同此转子绕组切割磁场的速 度和定子绕组相同。
由于定子电流除了产生磁通 m 之外，还产生定 子漏磁通 1 ，它必然在定子绕组中产生漏电动势和 变压器一样用漏抗压降来表示：
U1
I0 F10
I2 F2 0
1 E1 Fm0 m
E1 E 20
二、异步电动机负载运行时的物理情况
特点 转子绕组中出线电流,这一电流也要形成磁动
势和磁场。 （一） 转子磁动势的分析
转子磁动势 F2也是一个旋转磁动势，并在空间 按正弦规律分布，以绕线式异步电动机为例。
（二）绕组归算
用一个相数、每相串联的匝数以及绕组因数 和定子绕组一样的绕组代替经过频率归算后的转 子绕组。
归算后转子各量的归算值用加“ ′”表示。
1、转子电流的归算
根据转子磁动势不变，可得
0.9
m1 2
N1Kw1 p
I2
0.9
m2 2
N2Kw2 p
I2
I I I m2N2Kw2
F1 F2 Fm Bm (m )
或
F1 Fm (F2 )
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机
等效电路法是分析异步电动机的重要手段。在异步电动机中， 作等效电路遇到的两大障碍是： (1)定转子电路的频率不相同； (2)定转子边的相数，匝数，绕组系数等不相等。 （一）频率归算 频率归算—— 保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的 参数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在这里，就是用 一个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。
异步电动机空载运行时，建立气隙磁场Bm的励磁磁场Fm0就是定 子绕组产生的三相基波合成磁动势F10即Fm0=F10
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 空载的情况下：n≈ns, I2≈0
当电机带有机械负载后：n<ns, I2增大。 （一）转子磁动势分析 不论转子是绕线型还是笼 型，转子磁动势F2都是一种旋 转磁动势。
f2 60 60 ns sf1
f2为转差频率，转子电流形成的转子磁 动势F2的旋转方向与F1的旋转方向相同， 它相对于转子的转速为Δ n，而相对于 定子的转速为Δ n+n=ns
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 （二）磁动势平衡 转子磁动势F2与定子磁动势F1相对静止，得到合成磁动势F1+F2 负载时 F1 F2 Fm Bm (m )
RΩ 为转子电阻的外加电阻
E1 Im Zm Im (Rm jXm )
Zm为表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻 抗；Xm称为励磁电抗；Rm为反映铁耗的励磁电阻。 E1 jI1 X1 E2s jI2 X 2s
定子漏电抗 转子漏电抗
E2s j4.44 f 2 N2kW 2m j4.44 f1N2kW 2m s
异步电动机的负载运 行时的电磁关系
异步电动机空载运行时，建立气隙磁场Bm的励磁磁场Fm0就是定 子绕组产生的三相基波合成磁动势F10即Fm0=F10
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 空载的情况下：n≈ns, I2≈0
当电机带有机械负载后：n<ns, I2增大。 （一）转子磁动势分析 不论转子是绕线型还是笼 型，转子磁动势F2都是一种旋 转磁动势。
f2 60 60 ns sf1
f2为转差频率，转子电流形成的转子磁 动势F2的旋转方向与F1的旋转方向相同， 它相对于转子的转速为Δ n，而相对于 定子的转速为Δ n+n=ns
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 （二）磁动势平衡 转子磁动势F2与定子磁动势F1相对静止，得到合成磁动势F1+F2 负载时 F1 F2 Fm Bm (m )
RΩ 为转子电阻的外加电阻
E1 Im Zm Im (Rm jXm )
Zm为表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻 抗；Xm称为励磁电抗；Rm为反映铁耗的励磁电阻。 E1 jI1 X1 E2s jI2 X 2s
定子漏电抗 转子漏电抗
E2s j4.44 f 2 N2kW 2m j4.44 f1N2kW 2m s
异步电动机的负载运 行时的电磁关系
电机学 异步电机
5.2异步电机的基本工作原理
当异步电机定干绕组接到三相电源上时， 定子绕组中将流过三相对称电流，隙中将 建立基波旋转磁动势，从而产生基波旋转 磁场，其同步转速决定于电网频率和绕组 的极对数
这个基波旋转磁场在短路的转子绕组（若是 笼型绕组则其本身就是短路的，若绕线式转子则 通过电刷短路）中感应电动势并在转子绕组中产 生相应的电流，该电流与气隙中的旋转磁场相互 作用而产生电磁转矩。由于这种电磁转矩的性质 与转速大小相关，下面将分三个不同的转速范围 来进行讨论。
电机学
异步电机
第五章 异步电机
异步电机是一种交流电机，也叫感应电
机，主要作电动机使用。异步电动机广泛 用于工农业生产中，例如机床、水泵、冶 金、矿山设备与轻工机械等都用它作为原 动机，其容量从几千瓦到几千千瓦。日益 普及的家用电器，例如在洗衣机、风扇、 电冰箱、空调器中采用单相异步电动机， 其容量从几瓦到几千瓦。在航天、计算机 等高科技领域，控制电机得到广泛应用。 异步电机也可以作为发电机使用，例如小 水电站、风力发电机也可采用异步电机。
将式（5．13）、式（5．14）代人式 （5．1）中，得到
式（517）表明，在al。一0时，转子磁动势人的 大小、性质与a1。＝0时相同，即转子自动势矢 量民与al。无关，只是转于绕组相电动势、相电 流相对于a。。一0的工况均滞后了a1。电角度 （见式（5．15》。；这对研究转子的电气性能
无任何影响。庐于转子是通过转子磁动势而影响 走子，因此可以认定a；。等于任何值时定子方各
放置两个瑞环，分别把所有的导体伸出粮
外部分与端环联接起来。如果去掉铁心， 则剩下来的绕组的形状就像一个松鼠笼子。 这种笼型绕组可以用钢条焊接而成，见图4， 也可以用铝浇铸而成，见图5。
第五章三相异步电动机基本工作原理和结构(精)
图（a）为转子电流与电动势同相位，由”左手电动机”定则确定各导体在磁场中所 受电磁力的方向，由小箭头表示，可见，电磁转矩方向与转向相同。 图（b）为转子电流与电动势有相位差（如电流滞后电动势一相位角 Ψ2，当正对 着磁极轴线的转子导体电动势达最大值时，则电流达最大值的转子导体还在逆磁 场旋转方向并距前述导体一空间电角度 Ψ2 的地方，同样可判得转子各导体在磁 场中所受电磁力的方向，可见，转子大部分导体所产生的电磁转矩方向与转向 。 E2 1 。 。I2 ψ2 I2
第五章 三相异步电动机基本工作原理和结构 5-1 三相异步电动机为什么会转，怎样改变它的极性？ 答：（1）电生磁：定子三相绕组通以三相正弦交流电流产生一个以同步速 n1、 转向与相序一致（顺时针方向）的旋转磁场。假定此瞬间旋转磁场极性由上到下 （如图所示） （2）（动）磁生电：由电磁感应理论：静止的转子绕组切割定子旋转磁场而感 应电动势，其方向由”右手发电机”定则确定，如图所示（转子上面三个导体为 ⊙ ,下面三个导体为⊕ ）。由于转子绕组自身闭合，便有电流通过，并假定电流 与电动势同相（即为有功分量电流）。 (3) 电磁力（矩）
பைடு நூலகம்
相同，只有小部分导体电磁转矩方向与转向相反，因此，当转子电流与电动势的 相位差时，电动机总电磁转矩将减小。 5-3 试述“同步”和“异步”的含义？ 答： “同步”和”异步”是个相对概念，是指交流旋转电动机的转速 n 对旋转磁场的 转速 n1 而言，若 n= n1 为同步电机，n≠n1 为异步电机。 5-4 何谓异步电动机的转差率？在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么 情况下转差率小于 1 或大于 1？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状 态？ 答：异步电机转差率 s 是指旋转磁场转速 n1 与转子转速 n 之间的转速差（n1-n） 与旋转磁 s= 场转速 n1 的比率，即 当 n< n1 时，转差率为正（s>0），n> n1 时转差率为负（s<0）； 当 n1>n>0 时，转差率 s<1；当 0>n>∞时，转差率 s>1; 当+∞>s>1 时为电磁制动运行状态，当 1>s>0 时为电动机运行状态，当 0>s>-∞时 为发电机运行状态。 5-5 假如一台接到电网的异步电动机用其它原动机带着旋转，使其转速高于旋转 磁场的转速，如图 5-9 所示，试画出转子导体中感应电动势、电流和相序的方 向。这时转子有功电流和定子旋转磁场作用产生的转矩方向如何？如把原动机去 掉，情况又会怎样？ 答：当转子由电动机驱动，且 n>n1，此时转子导体以逆时针方向切割旋转磁场 （相对切割速度为 n-n1）,而感应电动势 e2 方向如图所示（由”右手发电机”定则 判定）,其相序由转子导体的切割方向决定，由于转子导体切割旋转磁场在时间上 有先后顺序，如将先切割 N 极轴线的一相定义为 U 相，则后切割的那两相（互差 1200 空间电角度）分别为 V 相和 W 相，可见，其相序与转向相反，如图所示。 如果电流 i2 与电动势 e2 同相（即有功分量电流），则转子有功电流和旋转磁场 相互作用产生电磁力，并形成转矩 Tem，由”左手电动机”定则判得，其方向与转 子转向相反，为制动 n1-nn1。 s= 性质转矩。实际上，此时电动机已处于发电运行状态（ 掉，转速将下降，不再大于 n1 了，这时因为已处于发电机运行的电机在旋转过 程中，绕组电阻有铜损耗，通风、轴承、磨擦等有机械损耗，致使转速逐渐下 降，直至 n<n1，电磁转矩方向反过来，这台电机重新在电网电源的支持下进入到 电动机运行状态。
异步电机总结
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转子磁势相对转子转速为： n2
60 f2 p
s 60 f1 p
sn1
n1 n
转子磁势 F2 相对定子的转速： n2 n n1 转子磁势 F2 与定子磁势 F1 仍然同速同
向旋转，故相对静止。
转子侧电动势平衡： E2s 2 f2N2kN 2m sE2 ， 式中 E2 对应于定子频率的 转子相绕组电动势，即转子不转时，主磁通仍为 m 时转子相动势。 X2S sX2 , X 2 对应为定子频率 f1 转子漏电抗。
I2
I2 ki
E2' E2
N1kN1 N2kN 2
ke
根据有功功率和无功功率折算前后相等，易知：R2 ' keki R 2 X2 ' keki X 2
（2），频率折算：用一个静止的转子来代替旋转的转子，保证 F2 不变，定子各物理
量不发生任何变化，对电网等效。采取的方法：在将旋转的转子堵住的同时，
2[R1
1 R12 xk 2 ]
TemN
m1 pU12 2 f1
R2 ' sN
(R1
R2
' sN
)2
xk 2
过载能力:
Kt
Tem max TemN
xk x1 x2 '
学习体会：通过对异步电机的学习，大致了解了生产运行中的异 步电动机的工作原理，在学习过程中要学会等效模型的思想， 考虑比如折算等过程前后表达式代表的含义，这样才能比较好 的理解整个过程。在学习过程中我认为应该学会抓住线索，比 如以能量的传递为线索，又或者以气隙磁场的平衡为线索等。 但是对于异步电机的启动与制动等问题，将在课外时间多加以 了解。
第5章 异步电动机恒压频比(VF)控制
5.1.2交-直-交电压型方波逆变器的工作原理
180º导电型方波逆变器中晶闸管的导通顺序是 VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1 各触发信号相隔60º的电角度，在任意瞬间有三 只晶闸管同时导通，每只晶闸管导通时间为180º电 角度所对应的时间，两只晶闸管的换流是在同一支 路内进行。从波形图可以求出相电压的有效值Uan和 线电压的有效值Uab分别为
图5-6 给定积分器原理电路
2.函数发生器（GF）
功能--是实现调速时V/f协调所需要的函数关系，它的工 作原理示于图5-7 中。 对运算放大器A的虚地点列电流平衡方程式，可推导出函 数发生器输出Uo和输入Ui之间的关系式为
R R R R 2 p 2 2 p 2 U U U o k i R R 1 5
在实际应用中,由于负载大小不同,需要的 补偿量也不一样,应该给用户留有选择的余地。 在通用变频器中,作为一个参数,用户可以设定 一个合适的补偿量。 在基频以上调速时,受电源能力和电机耐压 的限制,电压不再能继续随频率上升,通常的作 法是保持Us=UsN，这将迫使磁通随频率上升成 反比地下降,相当于直流电动机弱磁升速。 如果电动机在不同转速时所带的负载都能 使电流达到额定值,则转矩基本上随磁通变化。 所以概括地总结为：基频以下,恒磁通意味着恒 转矩；基频以上,弱磁升速意味着恒功率,类似 直流电动机。
5.1.4 逆变器的电压控制方式
1.晶闸管移相调压
2.斩波调压
5.1.4 逆变器的电压控制方式
图5-4 方波逆变器的电压调节 a) 可控整流 b) 斩波调压
5.2 速度开环交-直-交电压型变频调速系统
它的特点是结构简单，用于调速性能要求不高或功率较大的 场合，例如风机、水泵、输送带传动等。
第五章 三相异步电机的降压启动控制
参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
2.目前中国生产的三相异步电动机，功率在4kW以下的绕组一 般采用Y形接法，4kW以上的都采用△形接法。此时，可以考虑 降压启动。
△
二、时间继电器控制Y-△降压启动控制
请输入有关机
二、时间继电器控制Y-△降压启动控制
插入Y-△降压启动原理图
根据上面的原理图选择合适的实物元器件安装并调试时间继 电器控制Y-△降压启动控制线路
第五章 三相异步电动机的降压启动控制
电动机的降压启动控制
1. 电动机的降压启动是在电源电压不变的情况下， 降低启动时加在电动机定子绕组上的电压，限制启动 电流，当电动机转速基本稳定后，再使工作电压恢复 到额定值。
2. 三相异步电动机常用的降压启动方法有：定子 绕组串电阻（或电抗器）降压启动；Y-△降压启动； 自耦变压器降压启动等。
4+ ×2=4+7.4×2=18.8（S）
小常识
1.为什么要用星三角降压起动？ 通常规定，电源容量在180千伏安以上，电动机容量在7千瓦以下的三 相异步电动机可采用直接启动。判断一台电动机能不能直接启动，还可 以以下的经验公式来确定：
电动机全压启动电流（ 安） 3 电源变压器的容量（千 伏安） 电动机的额定电流（安 ） 4 4 电动机的额定功率（千 瓦）
凡不满足直接启动条件的均须用降压启动。
三、自耦变压器减压起动的控制
请输入有关机
电机学答案第5章(20210215003606)
5． 6 试证明转子磁动势相对于定子的转速为同步速度 n 1。
第五章 异步电机5． 1 什么叫转差率？如何根据转差率来判断异步机的运行状态？转差率为转子转速n 与同步转速 n 1 之差对同步转速 n 1 之比值 s n1n1ns 0 为发电机状态。
0 s 1 为电动机状态， s 1 为电磁制动状态。
5．2 异步电机作发电机运行和作电磁制动运行时， 电磁转矩和转子转向之间的关系是否一 样？怎样区分这两种运行状态？发电机运行和电磁制动运行时，电磁转矩方向都与转向相反，是制动转矩；但发电机 的转向与旋转磁场转向相同，转子转速大于同步速，电磁制动运行时，转子转向与旋 转磁场转向相反。
5．3 有一绕线转子感应电动机，定子绕组短路， 在转子绕组中通入三相交流电流，其频率为 f 1，旋转磁场相对于转子以 n 1 60f 1/ p （ p 为定、转子绕组极对数）沿顺时针方向旋转，问此时转子转向如何？转差率如何计算？假如定子是可转动的， 那么定子应为顺时针旋转 （与旋转磁场方向相同） 但因定子固定不动不能旋转，所以转子为逆时针旋转。
sn1n1n （ n 为转子转速）5． 4 为什么三相异步电动机励磁电流的标幺值比变压器的大得多？在额定电压时异步机空在电流标么值为 30﹪左右，而变压器的空载电流标么值为 50﹪左右。
这是因为异步机在定子和转子之间必须有空隙，使转子能在定子内圆内自动 转动，这样异步机的磁路磁阻就较大，而变压器磁路中没有气隙，磁阻小，因此，相 对变压器而言，异步电动机所需励磁磁动势大，励磁电流大。
5．5 三相异步电机的极对数 p 、同步转速 n 1、转子转速 n 、定子频率 f 1 、转子频率 f 2 、转差率 s 及转子磁动势 F 2 相对于转子的转速 n 2 之间的相互关系如何？试填写下表 中的空格。
60f1 n1 nn1 P1s 1n1f2F&2 相对于转子的转速n2 n1 n F&2相对于定子的转速n1为保持T em不变，I2 I1 易烧毁电机。
异步电动机理论知识
一、异步电动机负载时的物理情况 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 I1A I1B I1C ， 这个对称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 n0 旋转的旋转磁动势 F 。由旋转磁 1 动势 F 建立气隙主磁场 Bm。这个旋转磁场切割定、 1 转子绕组，分别在定、转子绕组内感应出对称定子电 动势和转子电动
二、基本方程式 （一）磁动势平衡方程式
F1 F2 Fm
m1 N1kw1 F1 0.9 I1 2 p m1 N1kw1 Fm 0.9 Im 2 p m2 N 2 kw2 F2 0.9 I2 2 p
m1 N1kw1 m2 N 2 kw2 m1 N1kw1 0.9 I1 0.9 I 2 0.9 Im 2 p 2 p 2 p m2 N 2 kw 2 I1 I2 Im m1 N1kw1
势。即E1A E1B E1C和E2a E2b、 2c 、 、 、 E 若转子绕组闭合，转子回路有对称三相电流
I 2a
I 2b 、I 2c 通过，于是在气隙磁场和转子电流的相互作用
下，产生了电磁转矩，转子顺旋转磁场方向转动。在空 载情况下，异步电动机所受阻转矩很小，则其转速接近 同步转速，即n n0 ，在这样情况下，可以认为旋转磁 场不切割转子绕组，则 E2s 0 （下标S表示转子电动势 的频率与定子电动势的频率不同），
m2 N 2 kw2 1 I2 I2 I2 m1 N1k w1 ki
m1 N1k w1 ki m2 N 2 k w 2 为异步电动机的电流比。
② 转子电势 由转子总视在功率保持不变，得出：
m1 E I m2 E2 I 2
/ / 2 2
N1kw1 E E2 ke E2 N 2 kw 2
二、基本方程式 （一）磁动势平衡方程式
F1 F2 Fm
m1 N1kw1 F1 0.9 I1 2 p m1 N1kw1 Fm 0.9 Im 2 p m2 N 2 kw2 F2 0.9 I2 2 p
m1 N1kw1 m2 N 2 kw2 m1 N1kw1 0.9 I1 0.9 I 2 0.9 Im 2 p 2 p 2 p m2 N 2 kw 2 I1 I2 Im m1 N1kw1
势。即E1A E1B E1C和E2a E2b、 2c 、 、 、 E 若转子绕组闭合，转子回路有对称三相电流
I 2a
I 2b 、I 2c 通过，于是在气隙磁场和转子电流的相互作用
下，产生了电磁转矩，转子顺旋转磁场方向转动。在空 载情况下，异步电动机所受阻转矩很小，则其转速接近 同步转速，即n n0 ，在这样情况下，可以认为旋转磁 场不切割转子绕组，则 E2s 0 （下标S表示转子电动势 的频率与定子电动势的频率不同），
m2 N 2 kw2 1 I2 I2 I2 m1 N1k w1 ki
m1 N1k w1 ki m2 N 2 k w 2 为异步电动机的电流比。
② 转子电势 由转子总视在功率保持不变，得出：
m1 E I m2 E2 I 2
/ / 2 2
N1kw1 E E2 ke E2 N 2 kw 2
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异步电机
一、了解异步电机的基本结构。
二、理解异步电机的基本工作原理，转差率的概念以及
转差率与异步电机运行状态之间的关系。
三、了解异步电机的额定值。
四、转子静止时的异步电机的电磁物理过程、电动势平衡
方程式、磁动势平衡方程式、绕组归算的定义、原则以及
方法。
五、转子旋转时的异步电机。
1、转子旋转时转子绕组的感应电动势、电抗的大小
十二、同步发电机的不对称运行 （1）正、负、零序阻抗以及特效电路，特别
是隐极以及凸极同步电机的负序电抗的特效电路。 （2）单相对中点短路、两线短路时的短路电
流，p349式（3.110）和p351式（6.117），三相 对称短路单相对中点短路、两线短路时的短路电流 的比较。
（3）同步电机不对称运行时对发电机、负载 以及通讯设备（高频干扰）的影响，不对称运行的 不利影响的原因――负序电流。减小不对称运行的 影响的方法：加装阻尼绕组
k
2 m
1)
三种电磁转矩的表达式要求记忆并会应用。
4、固有机械特性和降压的人为机械特性、定子串电阻 的人为机械特性以及转子串电阻的机械特性之间的关 系（定子电压、定子漏阻抗、转子电阻对机械特性的 影响）
九、异步电动机的工作特性的定义以及各特性曲线的 形状。 十、三相异步电动机的起动。
十、无功功率的调节； （1）V（U）形曲线的定义以及成形原因，V形 曲线的物理意义； （2）同步电机无功功率的调节方法。
十一、同步电动机和调相机 （1）了解同步发电机到同步电动机的过渡。 （2）了解同步电动机的电压平衡方程式、相量图 、功角特性、有功功率的调节以及无功功率的调 节方法。 （3）同步电动机的起动方法。 （4）了解同步调相机的作用。
以及频率与转Biblioteka 率的关系。2、定、转子磁动势相对静止的概念，磁动势平衡
在异步电机机电能量转换中的实际意义。 3、频率折算的定义、原则以及方法，电阻
1
s
s
R2
的物理意义。
4、异步电机的基本方程式、T型等值电路、简化 等值电路以及相量图。 六、异步电机的激磁参数以及短路参数的测定，机械损 耗以及铁耗的分离。 七、异步电动机的功率、转矩平衡方程式，特别注意。
Pem : Pmec : pcu2 1:1 s : s
八、电磁转矩的三种表达式。 物理表达式p240页式（5.81）。 参数表达式P241页式（5.83）、（5.84）。 实用表达式p244页 (5.93)。
TN
9.55 PN nN
Tem max
kmTN sN
n1 nN n1
sm sN (km
1、鼠笼式异步电动机的起动方法以及各起动方法 的特点，起动电流倍数以及起动转矩倍数的定义， 降压起动时起动电流以及起动转矩变化的规律。
2、高起动转矩异步电动机改善起动性能的原理。 3、绕线式异步电动机的起动的方法以及起动特点 。
十、异步电动机的调速、制动方法及其特点。
十一、单相异步电动机的机械特性的特点以及起动方 法。
第六章 同步电机
一、同步电机的定义。 二、了解同步电机的基本结构、冷却方式以及励磁方
式。 三、同步电机的额定值。 四、同步发电机的空载运行特性，空载电动势（励磁
电动势）。
五、同步电机电枢反应 （1）时空矢量图。 （2）电枢反应的定义，电枢反应的性质与
负载的关系。 （3）双反应理论。
六、隐极以及凸极同步发电机的电动势平衡方程式、 等值电路以及相量图（不考虑饱和程度影响），利 用相量图进行空载电动势以及相关的计算；电枢反 应电抗以及同步电抗的物理意义，电压变化率的定 义以及利用相量图进行电压变化率的计算。
七、同步发电机的运行特性的定义，运行特性曲线 的形状以及成形原因；运行特性在参数计算中的应 用；短路比的定义以及短路比的实际意义。
八、投入并联的条件以及方法（准确同步法和自同 步法的定义以及特点）；如何用相灯法判断并网条 件。
九、同步发电机的功率和转矩平衡方程式。 （1）功率和转矩平衡方程式； （2）充分理解隐极以及凸极同步电机的功角特 性p329页式（6.72）和式（6.73）。要求记忆 并能进行电磁功率以及功角、过载倍数等的计 算； （3）内功率因数角Ψ、功率因数角、功率角（ 功角）θ的定义。功率角在时间上的意义以及在 空间的意义。 （4）有功功率的调节方法； （5）静态稳定的定义，比整步功率的定义以及 比整步功率与静态稳定的关系，过载倍数的定 义以及计算；
十三、同步电机的突然短路 （1）掌握分析突然短路的方法：超导体回路的磁 链守恒原理。 （2） 三相突然短路时定、转子回路中的电流分 量以及对应关系，各自衰减的时间常数，短路电 流的表达式以及表达式中各分量的物理意义。 （3）同步电机的瞬态参数的物理意义以及各自的 等效电路，超瞬变电抗、瞬变电抗以及稳态电抗 的大小关系及其原因。 （4）了解突然短路的影响。
一、了解异步电机的基本结构。
二、理解异步电机的基本工作原理，转差率的概念以及
转差率与异步电机运行状态之间的关系。
三、了解异步电机的额定值。
四、转子静止时的异步电机的电磁物理过程、电动势平衡
方程式、磁动势平衡方程式、绕组归算的定义、原则以及
方法。
五、转子旋转时的异步电机。
1、转子旋转时转子绕组的感应电动势、电抗的大小
十二、同步发电机的不对称运行 （1）正、负、零序阻抗以及特效电路，特别
是隐极以及凸极同步电机的负序电抗的特效电路。 （2）单相对中点短路、两线短路时的短路电
流，p349式（3.110）和p351式（6.117），三相 对称短路单相对中点短路、两线短路时的短路电流 的比较。
（3）同步电机不对称运行时对发电机、负载 以及通讯设备（高频干扰）的影响，不对称运行的 不利影响的原因――负序电流。减小不对称运行的 影响的方法：加装阻尼绕组
k
2 m
1)
三种电磁转矩的表达式要求记忆并会应用。
4、固有机械特性和降压的人为机械特性、定子串电阻 的人为机械特性以及转子串电阻的机械特性之间的关 系（定子电压、定子漏阻抗、转子电阻对机械特性的 影响）
九、异步电动机的工作特性的定义以及各特性曲线的 形状。 十、三相异步电动机的起动。
十、无功功率的调节； （1）V（U）形曲线的定义以及成形原因，V形 曲线的物理意义； （2）同步电机无功功率的调节方法。
十一、同步电动机和调相机 （1）了解同步发电机到同步电动机的过渡。 （2）了解同步电动机的电压平衡方程式、相量图 、功角特性、有功功率的调节以及无功功率的调 节方法。 （3）同步电动机的起动方法。 （4）了解同步调相机的作用。
以及频率与转Biblioteka 率的关系。2、定、转子磁动势相对静止的概念，磁动势平衡
在异步电机机电能量转换中的实际意义。 3、频率折算的定义、原则以及方法，电阻
1
s
s
R2
的物理意义。
4、异步电机的基本方程式、T型等值电路、简化 等值电路以及相量图。 六、异步电机的激磁参数以及短路参数的测定，机械损 耗以及铁耗的分离。 七、异步电动机的功率、转矩平衡方程式，特别注意。
Pem : Pmec : pcu2 1:1 s : s
八、电磁转矩的三种表达式。 物理表达式p240页式（5.81）。 参数表达式P241页式（5.83）、（5.84）。 实用表达式p244页 (5.93)。
TN
9.55 PN nN
Tem max
kmTN sN
n1 nN n1
sm sN (km
1、鼠笼式异步电动机的起动方法以及各起动方法 的特点，起动电流倍数以及起动转矩倍数的定义， 降压起动时起动电流以及起动转矩变化的规律。
2、高起动转矩异步电动机改善起动性能的原理。 3、绕线式异步电动机的起动的方法以及起动特点 。
十、异步电动机的调速、制动方法及其特点。
十一、单相异步电动机的机械特性的特点以及起动方 法。
第六章 同步电机
一、同步电机的定义。 二、了解同步电机的基本结构、冷却方式以及励磁方
式。 三、同步电机的额定值。 四、同步发电机的空载运行特性，空载电动势（励磁
电动势）。
五、同步电机电枢反应 （1）时空矢量图。 （2）电枢反应的定义，电枢反应的性质与
负载的关系。 （3）双反应理论。
六、隐极以及凸极同步发电机的电动势平衡方程式、 等值电路以及相量图（不考虑饱和程度影响），利 用相量图进行空载电动势以及相关的计算；电枢反 应电抗以及同步电抗的物理意义，电压变化率的定 义以及利用相量图进行电压变化率的计算。
七、同步发电机的运行特性的定义，运行特性曲线 的形状以及成形原因；运行特性在参数计算中的应 用；短路比的定义以及短路比的实际意义。
八、投入并联的条件以及方法（准确同步法和自同 步法的定义以及特点）；如何用相灯法判断并网条 件。
九、同步发电机的功率和转矩平衡方程式。 （1）功率和转矩平衡方程式； （2）充分理解隐极以及凸极同步电机的功角特 性p329页式（6.72）和式（6.73）。要求记忆 并能进行电磁功率以及功角、过载倍数等的计 算； （3）内功率因数角Ψ、功率因数角、功率角（ 功角）θ的定义。功率角在时间上的意义以及在 空间的意义。 （4）有功功率的调节方法； （5）静态稳定的定义，比整步功率的定义以及 比整步功率与静态稳定的关系，过载倍数的定 义以及计算；
十三、同步电机的突然短路 （1）掌握分析突然短路的方法：超导体回路的磁 链守恒原理。 （2） 三相突然短路时定、转子回路中的电流分 量以及对应关系，各自衰减的时间常数，短路电 流的表达式以及表达式中各分量的物理意义。 （3）同步电机的瞬态参数的物理意义以及各自的 等效电路，超瞬变电抗、瞬变电抗以及稳态电抗 的大小关系及其原因。 （4）了解突然短路的影响。