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1、异步电机分析第一节 异步电动机的工作原理1、转差，转差率（为什么叫异步电动机？）切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速;转子的实际转速用n表示，转差An=nl-n。转差率：呦 转差率是异步电动机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位o 起动瞬间， n = 0,s=1o 理想空载运行时： n=n1,s=0o 作为电动机运行时， s 的范围在 0-1 之间。o 转差率一般很小，如 s = 0.03。o制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，sl o发电运行时，n高于
2、同步转速nl,s1S=1S=0s+； 经过频率折算和绕组折算后异步电动机的方程式：巩二一峦+H尽+兀)f F f、玖=A=2亠沁I占)A +；=-总 = k R + jxj 等效电路：在异步电动机分析中具有重要地位。四、相量图异步电动机的相量图类似于变压器相量图。从转子电路方程出发可以一步一步作出异步电机相量图。uE5E；第三节 异步电动机的功率平衡和转矩平衡关系功率变换和传递是电动机的主要功用。一、功率平衡方程式，电机效率结合等效电路分析异步电动机功率流向。异步电动机从电源获取电功率，即输入功率：片=涎芒誌込以仇此一功率首先通过定子绕组，产生定子铜耗：耳1二附X尽 由此功率产生的旋转磁场掠过
3、定转子铁心，产生铁耗：o 定子铁心与旋转磁场相对转速为 n1 较大，故铁耗主要为定子铁耗：o转子铁心与旋转磁场相对转速为sn1较小，故转子铁耗可以忽略不计。剩余功率将通过气隙磁场感应到转子绕组，此一功率称为电磁功率：& 二 P Peal PFe C0S 巒2电磁功率首先提供转子铜耗：芒3=略用剩余的电磁功率全部转化为机械功率：机械功率一部分克服机械损耗和附加损耗：兀+肌（03%） 其余功率为输出的机械功率：巴=兔_异步电动机的功率平衡方程式：占=珥_戸住1_尹托_尹3_戸门_戸血=珂_工几个重要的关系：P环=5-100%100%电机效率：珥二、转矩平衡方程 转矩由机械功率产生： 转矩平衡方程为
4、：第四节 异步电动机的电磁转矩和机械特性电磁转矩是异步电动机的驱动转矩，本节专题研究之。一、电磁转矩基本公式： 与直流电机类似的公式：GiZW的gs 九琢；g阮60乳60根据简化等效电路算出转子电流:o最大转矩点额定工作点发电，制动三种运行状态T=-.辻Q1 k+1 +仏+用防 电磁转矩的实用公式：二、机械特性 电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系曲线。异步电动机的机械特性就是T-s曲线。o电动，三、最大转矩，过载能力 异步电动机的 T-s 曲线上有一个最高点； 最大转矩可以根据高等数学中求极值的方法求得。令：Pi求得带入转矩公式，可得：+抵+（兀+廿T _ 2hl?c过载能力：最大转
5、矩与额定转矩之比：；（一般在1.6-2.2之间，起重，冶金电动机 2-3） 几个重要结论：o 最大转矩与电网电压的平方成正比；o 最大转矩近似于漏电抗反比o 最大转矩的位置可以由转子电阻的大小来调整；o 最大转矩的值与转子电阻值没有关系。异步电动机调节转子电阻时机械特性的变化。（看动画!工四、异步电动机的起动转矩，起动转矩倍数作出起动时（s=1）的（等效电路）可以直接求得起动电流和起动转矩。起动电流指起动瞬间电机从电网吸收的电流,J（场+用），+（兀+/打起动转矩则是起动瞬间电动机的电磁转矩：如果希望起动转矩等于最大转矩，贝9：令sm = 1,可得：用二对绕线式电动机：以上电阻指的是转子每相电
6、阻与外串电阻之和。另，实际电阻应反 折算。 几个重要结论：o 异步电动机的起动转矩与电压的平方成正比；o 总漏抗越大，起动转矩越小；o绕线式异步电动机可以在转子回路串入适当的电阻一增大起动转矩；o当兔=監+血+席时，起动转矩最大。五、转矩的实用计算公式：T通过名牌数据求取电动机转矩的方法：2第五节 异步电动机工作特性分析异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率， 转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。一、转差率特性_硯应;对_ 略应;為 _ 附用11lZ1 -P址C1TJ；匚恥迓 G&1 cos即2 随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输
7、出功率增大而增大二、转矩特性异步电动机的输出转矩： 转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降。 转矩曲线为一个上翘的曲线。（近似直线）三、电流特性1 =（-心+几，空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。四、效率特性其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不 变； 效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。 异步电动机额定效率载 74-94%之间；最大效率发生在（0.7-1.0）倍额定效率处。五、功率因数特性 空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低； 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； 在额定功率附近，功率因数达到最大值。 如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因 数下降。
