三相异步电动机的电磁转矩

三相异步电动机的电磁转矩

由三相异步电动机的转动原理可知，驱动电机旋转的电磁转矩是由转子导体中的电流与旋转磁场每极磁通相互作用而产生的，因此电磁转矩。

由于转子电路是一个交流电路，有电阻和感抗的存在，滞后（相位差），则转子电流中的有功分量与旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，故

，kr．是与电动机结构有关的常数类比：三相异步电动机的电磁关系与变压器相似。

定子电路和转子电路相当于变压器的原、副绕组，如下图示，其旋转磁场的主磁通将定子和转子交链在一起。

对电动机而言，一般副边是短接的，形成回路电流。

当定子绕组接上三相电源电压（相电压）时，则有三相电流（相电流）通过。定子三相电流产生旋转磁场，其磁通通过定子和转子铁芯闭合。这磁场不仅在转子每相绕组中感应出电动势（由此

产生电流），而且在定子每相绕组中也要感应出电动势（实际上三相异步电动机中的旋转磁场是由定子电流和转子电流共同产生的）。此外，还有漏磁通，在定子绕组和转子绕组中感应出漏磁电动势和。

1、定子电路

定子每相电路的电压方程和变压器原绕组电路的一样，即

。

相量式如下

和变压器一样，也可得出和

注：如果考虑电动机定子绕组按一定规律沿定子铁芯内圆周分布而引入的绕组系数，则公式可写为，一般。

定子部分产生的旋转磁场转速。

2、转子电路

转子每相电路的电压方程为

此式中转子电路的各个物理量对电动机的性能都有影响，分述如下：

（1）转子频率

因为旋转磁场和转子间的相对转速为（），所以转子频率为

显然，与转差率s有关，也就是与n有关。

当，即时（电动机起动初始瞬间），转子与旋转磁场间的相对转速最大，转子导条被旋转磁场切割的最快。所以这时最高，。

（2）转子电动势

转子电动势的有效值为：

当，即时，转子电动势为：

这时，转子电动势最大。则有，可见转子电动势与转差率s有关。

（3）转子感抗

转子感抗与转子频率有关，即

当，即时，转子感抗为

这时，转子感抗最大。则有，可见转子感抗

与转差率s有关。

（4）转子电流

转子每相电路的电流

可见转子电流也与转差率s有关。当s↑，即转速n↓时，转子与旋转磁场间的相对旋速增加↑，转子导体切割磁通的速度提高，于是↑，也↑。

当，即时，；

当s很小时，，即与s近似地成正比；

当s接近1时，。

（5）转子电路的功率因数

由于转子有漏磁通，相应的感抗为，因此比滞后角，因而转子电路的功率因数为

当s↑，↑，于是↑，即↓。

当s很小时，。

当s接近1时，，即两者之间近似地有双曲线的关系，如上图示。

由上述可知，转子电路的各个物理量如电动势、电流、频率、

感抗及功率因数等都与转差率有关，亦即与转速有关。因此当一定时，，那么上式可改写为

系数合成（电磁转矩的最终公式）

显然，其中，为加在每相定子绕组上的电压。