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第五章 交流电动机的工作 原理及特性 5.1 三相异步电动机的结构和工作原理 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路 5.3 三相异步电动机的机械特性 5.4 三相异步电动机的启动特性 5.5 三相异步电动机的调速特性 5.6 三相异步电动机的制动特性 5.7 单相异步电动机 5.8 同步电动机的工作原理、特点及应用 1.定子 组成： 1）铁心—是电动机磁路的一部分，由0.5mm的硅刚片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗； 2）绕组—电动机的电路部分，由许多线圈连接而成； 3）机座—用于固定和支撑定子铁心。 4）端盖 Y90S-4 1.1KW △/ Y 220/380V 4.67/2.7A 1400r/min 功率因数0.79 5.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路 等效电路图 假设转子为线绕绕组 5.2.1 定子电路分析 m1 ：定子绕组相数，等于3 N1：定子相绕组的圈数 u1：相电压 i1:相电流 f1：u1的频率 定子每相的磁通（由旋转磁场产生）： 定子相绕组的感应电动势： 有效值： （与变压器相似） R1:定子线圈电阻 X1: 定子漏磁感抗（LL1:定子漏电感） 漏磁通产生的漏磁电动势： 定子电压方程： （5-8） 由于R1和LL1很小 (5-8)成为： 有效值(与变压器初级相似) ： (5-10) 5.2.2 转子电路分析 （5.11） 转子电流的频率 （5.12） 当n=0（电机启动或者堵转时），f2达到最大值，f2=f1 (变压器) （5-13） n=0时： （5-14） 转子电路电压方程： eL2:转子漏磁电动势 LL2:转子漏电感 i2:转子电流 R2: 转子电阻 转子电路电压方程的复数表示： (5-17) X2：转子漏磁感抗： (5-18) n=0时： (5-18)成为： 转子每相的电流有效值： (5-21) 转子电路的功率因数为 (5-22) 5.2.3 转子等效电路(频率折算) 等效为静止的电路 转子磁动势F2 （ I2 ）大小保持不变——对定子的影响不变 转子有功功率、损耗、转矩等保持不变 静止时，转子电流频率f2等于定子频率f1 将转子频率f2等效折算为定子频率f1 电磁功率 电磁转矩T 三相异步电动机的额定值 铭牌： 额定功率：PN, 电机轴的额定输出功率。 额定电压：UN, 定子绕组的线电压。 额定频率：f, 电源频率 额定电流：IN, 额定功率输出时的定子线电流。 额定转速：nN, 额定功率输出时的转子转速。 鼠笼型转子的级数和相数 性能手册： 额定功率因数：额定功率输出时的定子相电压和相电流之间相位差的余弦。 额定效率ηN: 额定负载扭矩TN：额定功率和转速下的电机轴输出扭矩。 5.3 三相异步电动机的转矩与机械特性 5.3.1 三相异步电动机的转矩 转矩由旋转磁场的每极磁通φ与转子 相互作用而产生，转矩方程为： （5.25） 式中， ——仅与电动机结构有关的常数。 （1）T=0，n=n0（S=0），电动机处于理想空载工作点，此时电动机的转速为理想空载转速n0。 （2）T=TN，n=nN（S=SN），为电动机额定工作点。此时额定转矩和额定转差率为 （5.28） （5.29） （3）T=Tst，n=0（S=1），为电动机的启动工作点。将S=1代入式（5.27），可得 （5.30） （4）T=Tmax，n=nm（S=Sm），为电动机的临界工作点。欲求转矩的最大值，可由式（5.27）令dT/dS=0，而得临界转差率 （5.31） 再将Sm代入式（5.27），即可得 （5.32） 5.4 三相异步电动机的启动特性 采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下： （1）有足够大的启