三相异步电动机的电磁转矩_New
1.1.2三相异步电动机的转矩特性和机械特性
Tst
随着电压的减小而大大地减小
改变电源电压时的人为特性如图所示： 改变电源电压时的人为特性如图所示：
三、转矩特性 电磁转矩（以下简称转矩） 电磁转矩（以下简称转矩）是三相异步电动机最重要的物理量 之一。机械特性是它的主要特性。 之一。机械特性是它的主要特性。
km1 pU 12 R2 s T= = Km1Φ I 2 cos ϕ 2 2 2 2 2πf1[ R2 + ( sX 20 ) ]
因为
I2 = S 4.44 f1 N 2Φ R2 + ( SX 20 )2
p( n0 − n ) n0 − n pn0 f2 = = = Sf1 60 n0 60
在 n=0 ，即S=1时，转子电动势为 时 E 20 = 4.44 f1 N 2Φ E 2 = SE 20 为转子最大电动势
可见转子电动势 与转差率S有关 有关。 可见转子电动势E2与转差率 有关。 电动势
和定子电流一样，转子电流也要产生漏磁通 漏磁通， 和定子电流一样，转子电流也要产生漏磁通，从而在转子每相 绕组中还要产生漏磁电动势。 绕组中还要产生漏磁电动势。 di 2 eL2 = − LL2 dt 因此，对于转子每相电路， 因此，对于转子每相电路，有 转子每相电路
（1）降低电动机电源电压 时的人为特性 ）降低电动机电源电压U1时的人为特性
60 f n0 = p n0 − nm R2 = Sm = X 20 n0 U2 Tmax = K 2 X 20 R2U 2 Tst = K 2 2 R2 + X 20 λ = Tmax TN
设定子和转子每相绕组的匝数分别为N1和 ， 设定子和转子每相绕组的匝数分别为 和 N2，如图所示电路 图是三相异步电动机的一相电路图 三相异步电动机的一相电路图。 图是三相异步电动机的一相电路图。
三相异步电动机的电磁转矩和机械特性
利用先进的传感器、控制器和算法，实现三相异 步电动机的智能控制，提高电机响应速度和运行 稳定性。
集成化设计
将电机、减速器和控制器等部件集成在一起，形 成紧凑、高效的一体化系统，降低整体能耗和成 本。
面临的挑战与问题
效率与能耗
尽管三相异步电动机在许多领域已经取得了显著的节能效果，但在 高负载、高转速等极端工况下，仍存在较大的能耗和效率提升空间 。
电磁转矩的大小取决于定子电流的幅值、频率、电动机的磁路结构、转子电阻以 及气隙长度等因素。
电磁转矩的影响因素
定子电流
电源频率
定子电流的大小直接影响电磁转矩的大小 。随着电流幅值的增加，电磁转矩将增大 。
电源频率的变化也会影响电磁转矩的大小 。随着频率的升高，旋转磁场的转速增加 ，导致转子电流和电磁转矩的增大。
改变转差率调速
通过改变转差率的大小来调节 电动机的转速，实现有级调速 。
改变极对数调速
通过改变电动机的极对数来调 节转速，实现有级调速。
转子电阻调速
通过改变电动机转子电阻的大 小来调节转速，实现有级调速
。
控制策略与实现
矢量控制
通过控制电动机的励磁和转矩来实现 精确控制，常用在高性能的调速系统 中。
负载转矩
负载转矩的变化对电动机的转速和转矩也有显著 影响，负载增大，转速下降，转矩增大。
电机参数
电机的参数如电阻、电感等也会影响机械特性， 这些参数的变化会导致电动机性能的变化。
机械特性的应用场景
调速控制
通过改变电源电压或频率，可以实现对电动机转速的精确控制， 广泛应用于各种需要调速的场合。
负载匹配
三相异步电动机可以通过直接启 动、降压启动或软启动等方式启
电工技术：三相异步电动机的转矩与机械特性
二、机械特性
2.人为机械特性
人为地改变电动机地任一个参数（如U1、f1、p、定子回路电阻或电抗、转子 回路电阻或电抗)的机械特性称为人为机械特性。
R2 m1 p U s T 2 R2 ' 2 2f1 ( R1 ) ( X1 X 2 ) s
2 1
二、机械特性
一、电磁转矩
2.参数表达式
Pem T 1
2 m1 I 2
R2 2 R2 m1 pU1 S S 2 2f 1 R2 2 2f 1 R1 ＋ X 1 X 2 p S
T与电源参数（Ｕ1、f1）、结构参数（R、X、m、p）和运行参数（s）有关。 参数表达式用来分析或计算参数的变化对三相异步电动机运行性能的影响。
适用于绕线型异步电动机。
三相异步电动机的人为机械特性很多：
• 降低定子端电压的人为特性； • 改变转子回路的电阻的人为特性；
• 改变定转子回路电抗的人为特性；
• 改变极数后的人为特性； • 改变输入频率的人为特性等 一般重点研究降低定子端电压的人为特性和改变转子回路电阻的人为特性。
二、机械特性
（1） 降ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时的人为机械特性
一、电磁转矩
3.实用表达式
2Tmax T S Sm Sm S
TN 9.55 PN nN
实用表达式应用于工程计算中。 通过铭牌数据求取电动机转矩的方法。
Tmax
PN mTN 9.55m nN
S m S N m 2 m 1
二、机械特性
电动机电磁转矩与转速之间的关系曲线，称为电动机的机械特性。
电压下降： • 理想空载速度不变； 定子电压 变化
第22讲 三相异步电动机的功率和电磁转矩
。定
I1 I 0 子电流特性曲线如图。
三相异步电动机的工作特性
三、功率因数特性 cos1 f (P2 )
异步电动机运行时需要从电网吸收 无功电流进行励磁，所以I1电流总是滞后 电源电压U1，功率因数 cos1 1 。空载时 ，定子电流为I0，基本为励磁电流，此时 功率因数为 cos1 0.1--0.2 左右。当负载 P2增大时，励磁电流I0保持不变，有功 电流随着P2的增大而增大，使 cos1 增大，接近额定负载时，功 cos1 0.76 0.9 左右。如超过额定功率后负载进一步 率因数最高， 增大，转速下降速度加快，s上升较快，使 R/s 下降较快，转 子电流有功分量所占比例下降，使定子电流有功分量比例也下 降，从而使 cos1反而减小，曲线如图。
T f (P2 ) 也为一直线。电磁转矩特性曲线如图。
R/s2
三相异步电动机的工作特性
五、效率特性 f (P2 )
根据效率公式，有
p P2 P1 p 1 P1 P1 P2 p
当P2变化时，效率η的变化取决于损耗 p的变化。而 损耗:
p p
Cu1
pCu1 pFe pCu2
pm+ps P2
P1
PM
Pm
异步电动机功率平衡流程图
二、三相异步电动机的转矩关系
异步电动机传输给转轴的总机械功率Pm就是电磁转矩T与 转轴机械角速度Ω的乘积，即
Pm T T
同时还可以表示为： T Pm Pm
Pm
2 n 60
Pm PM 2 n1 1 (1 s ) 60
2 ) P1k 3 I1k ( R1 R2
从而可求得：短路阻抗：
机电控制及自动化复习题
1. 已知某台电动机电磁功率为9kW ，转速为n=900r/min ，则其电磁转矩为（ ）A.10 N.mB.30 N.mC.100 N.mD.300/πN.m2. 三相异步电动机的电磁转矩与（ ）A.电压成正比B.电压平方成正比C.电压成反比D.电压平方成反比3. 电气控制电路中自锁环节的功能是保证电动机控制系统 （ ）A.有点动功能B.有定时控制功能C.起动后连续运行功能D.自动降压起动功能4. 电机的反馈制动是指（ ）A.通过测速发电机的反馈信号，控制好制动速度B.通过速度继电器的反馈作用，在电机速度接近零时恰好撤消制动力矩C.电机速度降低的过程中，电机绕组中有电能反馈到电源D.电机制动时，动能转变为电能消耗在外部电阻上5. 三相异步电动机反接制动的优点是（ ）A.制动平稳B.能耗较小C.制动迅速D.定位准确6. ＰＩＤ控制器中，P 的含义是（ ）A . 前馈 B. 积分C. 微分D. 比例7. 地铁机车使用的直流电机，启动阶段需要较大的牵引力，当达到一定速度后，牵引力较小，速度能迅速上升，该电机使用的励磁方法为 （ ）A.他励B.串励C.并励D.复励2021年 X 月江苏省高等教育自学考试 083218901机电控制及自动化（含实践） 一、 单项选择题（每小题1分，共15分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。
8. 下列不属于三相异步电动机的组成结构的是（）A.铁心B.定子绕组C.换向器D.笼型转子9. 用光电编码器进行角度测量时，为识别转向，采用两个光电变换器，并使其产生的电信号在相位上相差（）A.900B. 1200C.1500D.180010. 当需要改变电动机的转向时,可改变交流电动机供电电源的（）A. 电压B. 电流C. 相序D. 频率11.一台长期工作的电机额定电流为14A，则其保护熔断器熔体电流可选取（）A. 14AB. 30AC. 60AD. 140A12.每1秒发出一个脉冲的1秒时钟指令是( )A. M800B.M8002C.M8013D.M801513.吊车在匀速提升重物时，对电机而言，其负载的机械特性属于（）A.恒功率B.直线型C.恒转矩D.离心机型14. 直流电机如果不配制弱磁保护，则电机运行时发生弱磁会导致（）A.电机过流烧毁B.电机过压绝缘击穿C.电网电压下降D.电机飞车事故15.电动机三相定子绕组在空间位置上彼此相差( )A.60°电角度B.120°电角度C.180°电角度D.360°电角度16.三相异步电动机反接制动时，采用对称制电阻接法，可以在限制制动转矩的同时也限制（）A.制动电流B.起动电流C.制动电压 D .起动电压17. 自耦变压器的最大优点是输出电压（）A.大于原边电压B.固定电压C.可以调节D.降低18.多台电动机实现顺序控制的是（）A.主电路B.控制电路C.信号电路D.主电路和控制电路共同19. 下列元件中,开关电器有（）A.组合开关B.接触器C.行程开关D.时间继电器20. 分析电气控制原理时应当( )A.先机后电B.先电后机C.先辅后主D.化零为整21. C650卧式车床的停止按钮按下后一直不松开，则主轴电机（）A.反接制动B.能耗制动C.自然减速D.继续运行22. 普通三相异步电动机作为变频电机使用，则不宜在很低转速长期运行，因为（）A.发热量大，散热条件差B.伴随额定电压下降，输出功率低C.异步电机在低速时功率因数低D.最大转矩降低，易堵转23. 通常电压互感器二次绕组的额定电压均选用（）A.110VB.220VC.380VD.100V24.ＰＩＤ控制器中，Ｄ的含义是（）A . 前馈 B.积分C.微分D.比例25.用来感测主电路线路电流的变化时,电流继电器线圈接入主电路的方式是（）A. 并联B. 串联C. 串并联D. 旁路26.在中，X021接通后，M0、M1、M2的结果是（）。
三相异步电动机的功率和电磁转矩
3I22 R2
1
s
s
R2
3I 2 2
R2 s
（3-32）
电磁功率除去转子绕组上的损耗，就是等效负载电
阻
1 s
s
R2上 的损耗，这部分等效损耗实际上是传输给电动
机转轴上的机械功率，用PMEC表示。它是转子绕组中电
流与气隙旋转磁场共同作用产生的电磁转矩，带动转子
P2 PMEC pmec pad
（3-34）
转轴上可输见出异机步械电功动率机的运全行过时程，为从电源输入电功率P1到
P2 P1 ( pCu1 pFe pCu 2 pmec pad ) P1 p
（3-35）
功率关系可用图3.17来表示。从以上功率关系定量分析看出， 异步电动机运行时电磁功率Pem、转子损耗pCu2和机械功率PMEC三 者之间的定量关系是
以转速n旋转所对应的功率
PMEC
Pem
pCu2
3I 2 2
1 s
s
R2
(1
s)Pem
（3-33）
电动机运行时，还存在由于轴承等摩擦产生的机械
损 型电耗机pme的c及pa附d=加（损1～耗3p）ad%。P大N。型电机中pad约为0.5%PN，小
pad才转是子转的轴机上械实功际率输P出M的EC减功去率，机用械P损2表耗示pm。ec和附加损耗
Pem:PCu2:PMEC =1:s:(1-s) 也可写成下列关系式
（3-36）
Pem pcu2 PMEC
p sP
Cu 2
em
PMEC (1 s)Pem
（3-37）
上式表明，当电磁功率一定，转差率s越小，转子铜损耗越小，
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。
异步电动机的功率、转矩与运行性能
异步电动机的功率、转矩与运行性能三相异步电动机的功率与转矩关系一、功率关系异步电动机在负载时，负载时，P 1 从电源输入的电功率借助于气隙旋转磁场的作用，作用，从定子通过气隙P M 传送到转子，传送到转子，这部分功率称为电磁功率P mec再扣除转子的机械损耗pmec 再扣除转子的机械损耗P 和杂散损耗，可得转子轴 2 和杂散损耗p , 上输出的机械功率P2 上输出的机械功率消耗于定子绕组的电阻而变成铜耗pCu1消耗于定在转子电子铁心变阻上消耗为铁耗的铜耗pFepCu2pmec + p 正常运行时，转差率很小，正常运行时，转差率很小，转于中磁通的变化频率很低，于中磁通的变化频率很低，通常仅1~ 常仅~3Hz,所以转子铁耗，一般可略去不计。
因此，一般可略去不计。
因此，从传送到转子的电磁功率中扣除转子铜耗后，子铜耗后，可得转换为机械能的总机械功率功率方程式P = 3U1 I1 cos 1 1pcu1 = 3I R12 1PM : pCu 2 : Pm = 1: s : (1 s )可见，转速n越低，s越大，转子铜耗越大'2 2 ' 2pFe = 3I 02 RmR PM = P pCu1 pFe = 3I 1 s ' ' ' PM = 3E2 I 2 cos 2 = 3E2 I 2 cos 2′ ′ pcu 2 = 3I 22 R2 = sPMPm = PM pCu 2 = (1 s ) PM 转差功率P2 = Pm ( pm + pa )二、转矩关系功率等于相应的转矩与机械角速度的乘积。
功率等于相应的转矩与机械角速度的乘积。
P = T Pm = P2 + pm + paT = T2 + Tm + Ta = T2 + T0空载转矩电磁转矩电动机输出的机械转矩机械损耗转矩附加损耗转矩n Pm = (1 s ) PM = PM = PM 1 n1Pm PM = =T 1电磁转矩既等于总机械功率除以转子的机械角速度，电磁转矩既等于总机械功率除以转子的机械角速度，也等于电磁功率除以旋转磁场的同步角速度。
电机学第6章 三相异步电机的功率、转矩和运行性能
习 TN为额定负载转矩
TN=PN/ΩN
供学 ③ 起动点：s=1 ，n=0，转子 仅 静止，Tem= Tst 。
sm
R2
R12 X1σ X 2σ 2
Tmax
4f1 R1
m1 pU12
R12
X1σ
X
2 σ
2
2014/11/11
10
起动转矩的几个重要结论
用 Tst
2πf1[(R1
pm1U 12 R2' R2' )2 ( X1σ
很低；
用
使 • 随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升
高；
习 • 在额定功率附近，功率因数达到
最大值。
学
供 • 如果负载继续增大，则导致转子
漏电抗增大（漏电抗与频率成正比
仅 ），从而引起功率因数下降。
2014/11/11
16
五、效率特性
P2
用 P2 pcu1 pcu 2 pFe p pad
供学习使 Tem
Pem 1
m1 pU12
R2 s
2f1
R1
R2 s
2
X1σ
X
2 σ
2
仅 1. Tem与U12成正比。
2. f1↑→ Tem ↓。
3. 漏电抗Xk↑→ Tem↓。
第四节三相异步电动机的功率与电磁转矩
式中
U1——相电压； I1——相电流； R1——相定子绕组电阻；Rm—T=T2+T0
三、电磁转矩
1. 物理表达式
T=CTΦmI2 cosφ2
2. 参数表达式 （1）旋转磁场对定子绕组的作用
E1=4.44k1N1f1Φ m
U1≈E1=4.44k1N1f1Φ m
第四节 三相异步电动机的功率与电磁转矩
1．理解三相异步电动机功率的转换过程。 2. 掌握三相异步电动机的功率平衡方程式、转矩平衡方程 式以及电磁转矩的表达式。
一、三相异步电动机的功率
1．功率转换过程
功率传递的变化过程
2．功率平衡方程式
P1=Pem+Pcu1+PFe Pem = PΩ+PCu2
PΩ= P2+Pω+Ps
（2）旋转磁场对转子绕组的作用
1）转子绕组感应电动势及电流的频率
p(n1 n) p(n1 n)n1 f2 sf1 60 60n1
2）转子绕组感应电动势的大小
E2=4.44k2N2f2Φm=4.44k2N2sf1Φm=sE20 E20=4.44k2N2f1Φm
3）转子的电抗和阻抗
X2=2πf2L2
（3）转子电流和功率因数
I2 E2 Z2 sE20
2 R2 (sX 20 )2
2 2 2 Z 2 R2 X2 R2 ( sX 20 ) 2
（4）转矩的参数表达式
CsR2U12 T 2 2 f1 R ( sX ) 20 1
《电机拖动》期末复习判断题及答案
《电机拖动》期末复习判断题及答案1.直流电机电枢元件中的电势和电流都是直流的。
( × )2.直流电机的换向极主要是改善电机的换向。
( √ )3.一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。
（×）4.直流电动机串多级电阻起动。
在起动过程中，每切除一级起动电阻，电枢电流都将突变。
（√）5.提升位能负载时的工作点在第一象限内，而下放位能负载时的工作点在第四象限内。
（√）6.三相异步电动机的最大电磁转矩T max的大小与转子电阻r2阻值无关（√）。
7.直流电动机串多级电阻起动，在起动过程中，每切除一级起动电阻时，电枢电流都会突变。
（√）8.三相异步电动机进行降压起动时，与直接起动相比，起动电流变小，起动转矩变大。
（×）9.转差率S是分析异步电动机运行性能的一个重要参数，当电动机转速越快时，则对应的转差率也就越大。
（×）10.改变电流相序可以改变三相旋转磁通势的转向。
（√）11.直流电动机的人为特性都比固有特性软（×）12.热继电器既可作过载保护,又可作短路保护。
( × )13.三相异步电动机的转子旋转方向与旋转磁场旋转的方向相反。
( × )14.如果将直流电动机的电枢绕组和励磁绕组同时反接,就可使直流电动机反转。
( × )15.如交流电动机在正常工作时采用Y接线,那么就可采用Y-△起动。
( × )16.只要任意调换三相异步电动机的两个电源接线，就可以改变电动机的转向。
( √ )17.直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。
（×）18.不管异步电动机转子是旋转，还是静止，定、转子磁通势都是相对静止的。
（×）19.一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。
（×）20.一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。
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
返回
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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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填空、选择、判断与问答题(电机与拖动)
2p
条并联支路；若为单波绕组，其电枢电阻为
16、 直流电机的 U>Ea 时运行于
状态， U<Ea 时运行于
状态。
17、直流电机电枢磁场对空载主磁场的影响称为 电枢反应 。 18、并励直流发电机自励建压的条件有三个，它们是 。 19、一台并励直流发电机运行时的 Ea>U 说明这台电机运行在 态，此时电机的电流 I、Ia 和 If 之间的关系是 B：变压器 ： 1、一台变压器，原设计的频率为 50Hz，现将它接到 60Hz 的电网上运行，额定 电压不变，励磁电流将 降低 ，铁耗将 降低 。 。 状 ， ，
9、两极三相异步电动机额定频率 50Hz，额定转差率 0.04，其额定运行时转速为 r/min，转子电流频率为 r/min。 10、额定频率为 50Hz 的四极异步电动机，额定转差率为 0.036，其额定转速 Hz，转子磁动势相对于转子转速为
为 子为
，转子电流额定频率为 r/min，相对转子为
7、变压器负载运行时，负载增大，二次绕组的电流将____________，一次绕组 的电流将___________。 8、变压器在接纯电阻或感性负载时，外特性是 下倾 （下倾/上翘）的。
9、变压器负载运行时，负载增大，铁损耗将__不变_____，铜损耗将_减小___。 10、一台三相变压器的变比为 电压之比。 （线/相）
5、若改变三相异步电动机旋转方向，可改变输入电动机三相定子绕组的相序。 （ √ ）
6、把三相异步电动机中的定子电流相序任意调换其中的两相，都能使电动机反 转。 7、转子的转速越高，电枢中的电流越大。 8、 三相异步电动机正常运行时， 负载转矩增大时， 则转差率将增大。 （ （ （ √ ） ） ）
《电机与电气控制技术》自测题与答案
一、填空题1、变压器运行中，绕组中电流的热效应引起的损耗称为铜 损耗；交变磁场在铁心中所引起的 磁滞 损耗和 涡流 损耗合称为 铁 损耗。
其中 铁 损耗又称为不变损耗; 铜损耗称为可变损耗。
有功 分量很小, 无功 分量很大，因此空载的变压器，其感性的。
降压 变压器，在运行中副边绕组不允许 短路：电在运行中副绕组不允许 开路。
从安全使用的角度出发， 绕组都应可靠接地。
4、变压器是既能变换 电压、变换电流，又能变换阻抗的电气设备。
变压器 在运行中，只要 端电压的有效值 和 频率 不变，其工作主磁通①将基本维持不变。
5、三相变压器的原边额定电压是指其原边线电压 值，畐応力额定电压指 副边线电压值。
铁磁性材料一般可分为 软磁性材料:硬磁性材料和 电器的铁芯通常采用 软材料制作。
&自然界的物质根据导磁性能的不同一般可分为非磁性物质和铁磁性物质两大类。
其中 非磁性 物质内部无磁畴结构，而 铁磁性 物质的相对磁导率大大于9、 磁通 经过的路径称为磁路。
其单位有10、 发电厂向外输送电能时， 应通过 升压 变压器将发电机的出口电压讲行变换后 输送；分配电能时，需通过 降压 变压器将输送的 电能 变换后供应给用户。
二、判断题1、 变压器的损耗越大，其效率就越低。
2、 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁耗基本不变。
3、 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。
4、 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。
5、 防磁手表的外壳是用铁磁性材料制作的。
6、 变压器是只能变换交流电，不能变换直流电。
7、 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制作。
&自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。
9、无论何种物质，内部都存在磁畴结构。
第1章自测题2、变压器空载电流的 功率因数很低，而且是3、电压互感器实质上是一个 流互感器是一个升压变压器, 两种互感器在运行中，其 副边 6、变压器空载运行时，其 等于变压器的铁损耗。
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.是与电动机构造有关的常数类比：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，如下列图示，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。
正确理解异步电动机电磁转矩的不同表达式
正确理解异步电动机电磁转矩的不同表达式摘要：电磁转矩是三相异步电动机的最重要的物理量，电磁转矩对三相异步电动机的拖动性能起着极其重要的作用，直接影响着电动机的起动、调速、制动等性能。
正确理解电磁转矩的物理表达式，参数表达式和实用表达式，是正确分析电动机运行特性的关键。
正确运用电磁转矩的不同表达式，是正确计算电磁转矩和合理选择电动机的关键。
关键词:理解 电磁转矩 表达式以交流电动机为原动机的电力拖动系统为交流电力拖动系统。
三相异步电动机由于结构简单，价格便宜，且性能良好，运行可靠，故广泛应用于各种拖动系统中。
电磁转矩对三相异步电动机的拖动性能起着极其重要的作用，直接影响着电动机的起动、调速、制动等性能，其常用表达式有以下三种形式。
一、电磁转矩的物理表达式由三相异步电动机的工作原理分析可知，电磁转矩T 是由转子电流I2 与旋转磁场相互作用而产生的，所以电磁转矩的大小与旋转磁通Φ及转子电流的乘积成正比。
转子电路既有电阻又有漏电抗，所以转子电流I 2可以分解为有功分C 量I 2OSϕ2和无功分量I 2Sin ϕ2两部分。
因为电磁转矩T 决定了电动机输出的机械功率即有功功率的大小，所以只有电流的有功分量I 2COSϕ2才能产生电磁转矩，故电动机的电磁转矩为T=C T φm I 2COSϕ2 (1)式中，T —电磁转矩（N*m ） φm —每极磁通（Wb ） C T —异步电机的转矩常数上述电磁转矩表达式很简洁，物理概念清晰，可用于定性分析异步电动机电磁转矩T 与φm 和I 2COS ϕ2之间的关系。
二、电磁转矩的参数表达式在具体应用时，电流I 2 和COSϕ2都随转差率S 而变化，因而不便于分析异步电动机的各种运行状态，下面导出电磁转矩的参数表达式。
转子绕组中除了电阻R 2外，也存在着漏感抗X s2，且X s2 =SX 20 ,因此转子每相绕组内的 阻抗为()2202222222SX R X R Z s +=+= (2)旋转磁场在转子每相绕组中的感应电动势的有效值为E 2,且E 2=SE 20 , E 20为转子不动时的转子感应电动势，而转子每相绕组的电流()2202220222SE R SE Z E I +==(3)()2202222SX R R COS +=ϕ (4)把式(3)和式(4)代入式(1)可得()()2202222202220SX R R SX R SE C T T +∙+=φ化简可得式（5）()22022220SX R SR E C T T +=φ在分析异步电动机的电磁关系时可知， U ≈E 1 =4.44φ111F N K ,φ2212044.4K N F E =把这两式代入式（5）即可得电磁转矩的参数表达式()22022221SX R SR CU T +=其中C 是一个与电动机结构有关的常数，从式（6）中可以看出：电磁转矩与电源电压的平方成正比，所以电源电压的波动对电磁转矩的影响很大。
2.4 三相异步电动机的电磁转矩
12.4 三相异步电动机的电磁转矩教学目的要求：1、了解三相异步电动机的转矩公式。
2、掌握影响转矩因素并学会分析。
3、掌握Tst 、Tm 、TN 、λ、λst 的计算。
教学过程：一、三相异步电动机的电磁转矩1、转矩公式：T= =K T ：异步电动机的转矩常数与电动机的本身结构有关Ф：磁极磁通的平均值U 1：定子绕组的电压2、影响转矩的因素（1）T 与Ф成 比，还与I 2 cos Ф2成 比。
（U 1一定时，Ф基本不变）S ↗→I 2→cos Ф2T 是增大还是减小，视I 2 cos Ф2增减程度而定。
S 很小时，R 22>>(S X 20)2，T SS 很大时，R 22<<(S X 20)2，T SS=1，T 为（2）T 与U 12成 比，T U 12（R 2为常数）（3）T 还受R 2的影响。
3、转矩特性曲线图S（1）额定转矩T N ①指： 。
②T N = （N ·M ）2 P N : （KW ）n N : （r/min ）（2）最大转矩（T m ）①指： 。
②T m = （N ·M ）③当负载转矩超过 ，电动机就带不动了，发生 现象，致使电机烧坏。
④过载系数： 。
λm = （2.0~2.2）（3）启动转矩（T st ）①指： 。
②T st = （N ·M ）③启动系数： 。
λst = （1.7~2.2）∴三相异步电动机在稳定运行范围内， <S< （nm<n<n0），并具主动适应负载的能力，稳定运行时，T=T C三相异步电动机能否启动所应满足的条件：T stI st = （无要求，则不考虑）4、曲线变化（1）U 1↗ T stT mS mS （n ）→（n-n 0） →I 2 →I 1 。
S3 （2）R 2↘ T mS mT st （R 2<S X 20时）若一旦R 2>X 20时，R 2继续增大，则T stS （n ）→（n-n 0） →I 2 →I 1 。
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三相异步电动机的电磁转矩
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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。