三相感应电动机的运行原理

F2 0.9
2
p
I2
式中
m2——转子绕组的相数； N2——转子绕组的每相串联匝数； Kω 2——转子绕组的基波绕组因数；
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转子电流的频率为sf1，转子绕组的极对数p2=p1
60 f 2 60 f1 n2 s sn1 转子合成磁动势相对转子的旋转速度： p2 p1
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式中
Z1——定子漏阻抗， Z1 R1 jX 1
电动机的空载电流则较 大在小型感应电动机中，I0 甚至可达到额定电流的60%。
感应电动机空载时的等效电路
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对于一定的电动机，当 频率f1一定时，U1∝Ф m。由 此可见，在感应电动机中， 若外施电压一定，主磁通Ф m 大体上也为一定值，这和变 压器的情况不同。
第六章 三相感应电动机的运行原理
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6.1 三相感应电动机的空载运行 6.2 三相感应电动机的负载运行 6.3 感应电动机的功率和电磁转距
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6.4 三相感应电动机的工作特性
6.5 三相感应电动机的参数测定
6.1 三相感应电动机的空载运行
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三相感应电动机的定转子电路间没有直接的电的联系，它们之
间的联系是通过电磁感应关系而实现的，这一点和变压器相似。
转子绕组相当于变压器的二次绕组
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定子绕组相当于变压器的一次绕组
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6.1.1 空载电流和空载磁动势
空载电流 I 0 : 电动机空载，定子三相绕组接到对称的三相电源 时，在定子绕组中流过的电流。
定子空载磁动势的幅值： 若不计谐波磁动势，三相空载电流所产生的合成 磁动势的基波分量的幅值 I 0 N1 它以同步速n1的速度旋转。 励磁磁动势：空载时的定子磁动势F0 励磁电流： 空载时的定子电流 I 0 空载电流 I 0
E2 s I 2 Z 2 0
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E1 4.44 f1 N1 K1 m
三、 磁动势平衡 定子磁动势F1和转子磁动势F2在空间相对静止，合并为一个 合成磁动势Fm Fm——励磁磁动势，它产生气隙中的旋转磁场 感应电动机的磁动势平衡方程式： F1=-F+Fm
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合成磁动势F2的转向与定子磁动势F1的转向相同为顺时针方向 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
即等于定子磁动势F1在空间的旋转速度。
无论感应电动机的转速n如何变化，定子磁动势F1与转子磁 动势F2总是相对静止的。 旋转电机能够正常运行的必要条件：定转子磁动势相对静止
一、 转子磁动势的分析 对称多相系统：由气隙磁场感应所产生的导条电动势和导条电流 也就构成相应的对称多相系统。 感应电动机其转子绕组都是一个对称的多相系统 电机其定转子极数必须相等，这样才能产生恒定的平均电磁 转矩 转子合成磁动势F2：是一个旋转磁动势， 若不计谐波磁动 势，则转子磁动势的幅值为： m2 N 2 K 2
负载运行时：电动机将以低于同步速n1的速度n旋转 转向则仍与气隙旋转磁场的转向相同 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 转子绕组中感应出电动势，产生电流，其频率为
pn1 pn f2 s sf1 60 60
感应电动机，一般s=0.02-0.06，当f1=50Hz时，f=仅为（13）Hz 除了定子电流 I1 产生一个定子磁动势F1外，转子电流 I 2 还 产生一个转子磁动势F2， 而总的气隙磁动势则是F1和F2的 合成。
主磁通Φm 定子漏磁 通
非线性磁路 一定条件下可以看作 线性磁路
不参与
较小
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参与能量转 换 参与
受饱和的影 响 较大
磁路
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6.1.2 空载时的定子电压平衡关系
设定子绕组上每相所加的端电压为U1 ，相电流为 I 0 ，主磁通 Φm在定子绕组中感应的每相电动势为 E1，定子漏磁通在每相绕组 中感应的电动势为 E ，定子绕组的每相电阻为 R1 1
I 0 I op I oq
有功分量 I op 用来供给空载损耗，包括空载时的定子 铜损耗、定子铁心损耗和机械损耗。 无功分量 I oq 用来产生气隙磁场，也称为磁化电流
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F0 1.35
p
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K1
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主磁通Φ m：
励磁磁动势产生的磁通绝大部分同时与定转子绕组相交链
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电动机中产生有用的电磁转矩 磁路由定转子铁心和气隙组成 定子漏磁通： 一小部分磁通仅与定子绕组相交链 不同
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因为 E1 I 0 Z1 ，可近似地认为 U1 E1 或 U1 E1
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电压方程式可改写为：U1 E1 I 0 ( R1 jX 1 ) E1 I 0 Z1
6.2 三相感应电动机的负载运行
6.2.1 负载运行时的物理情况
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二、 电动势平衡方程式 负载时定子的电动势平衡方程式：
U1 E1 I1 R1 jX 1 E1 I1Z1
注意：负载时主磁通Φm乃是由定转子磁动势共同作用所产生 负载时转子电动势E2 s的频率为 f 2 sf1 ，大小为 E2 s 4.44 f 2 N 2 K 2 m 感应电动机的转子电路自成闭路，端电压U2=0，所以 转子的电动势平衡方程式： E2 s I 2 Rr jX 2 s 0 式中 I 2 ——转子每相电流； Rr ——转子每相电阻，对绕线型转子还应包括外加电阻； X 2 s 2 f 2 L 2 。 X 2——转子每相漏电抗， s Z 2 为转子每相漏阻抗 其中 L 2 为转子每相漏电感； E2 s I 转子电流的有效值： 2 2 Rr2 X 2s
电动机空载时每相定 子电压平衡方程式：
U1 E1 E 1 I 0 R1
与变压器的分析方法相似
E1 I 0 Rm jX m
耗的等效电阻，Xm为励磁电抗，与主磁通Φm相对应。
式中 X 1 ——定子漏磁电抗，与漏磁通Φσ1相对应。
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式中 Rm jX m Z m ——励磁阻抗，其中Rm为励磁电阻，是反映铁