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2．空载运行时的电磁关系 3．空载电流与空载磁动势 （旋转） （1）空载电流： 有功分量，用来供给铁损耗。 无功分量，用来产生主磁通。 即空载电流基本上为一无功性质的电流。 异步电机： 变压器： （存在气隙） 二、空载运行时的电压方程式和等效电路 各参数性质与变压器相同，但由于异步电机有气隙， 故励磁阻抗比变压器要小，而漏电抗比变压器要大。 幅值： 定子一相 电压方程 与变压 器类似 （2）空载磁动势： 空载磁动势是定子三相空载电流产生的基波旋转磁动势，主要用来产生主磁通， 称为励磁磁动势。 故转子不产生磁动势。 空载时 9.2 三相异步电动机的负载运行 负载运行：定子接三相电源，转轴带上机械负载。 一、负载运行时的电磁关系 负载后 同方向同转速旋转，共同产生主磁通: 电磁关系与 变压器类似 二、转子绕组各电磁量的特点 1．转子感应电动势的频率 转子频率与转差率成正 比，与转子的转速有关 起动瞬间：n = 0， s = 1， f2 = fl = 50Hz； 空载运行：n ≈ n1，s ≈ 0， f2 ≈ 0； 额定运行：s = 0.01～0.06， f2 = 0.5～3 Hz。 2．转子感应电动势的大小 （转动时） （不转时） 3．转子绕组的漏电抗 （转动时） （不转时） 转子量 f2 转差率s（转速n）有关， 故 s 是异步电动机的一个 可见: 均与 重要参数。 4．转子磁动势的性质 （1）F2是一个旋转磁动势。 幅值为： （2）F2与F1转向相同 因为F2转向与转子电流相序一致，转子电流相序与定子旋转磁场方向一致。 转子多相对称绕组流过多相对称感应电流，将产生基波旋转磁动势。 （3）F2与F1转速相同 F1相对于定子的转速为： F2相对于转子的转速为： F2相对于定子的转速为： 可见，无论转子转速怎样变化，定、转子磁动势总是以 同速、同向在空间旋转，两者在空间保持相对静止。 三、负载时的磁动势平衡方程式 因为U1不变， 基本不变: 得 励磁分量 用来产生主磁通。 负载分量 用来抵消F2对主磁通的影响。 电流变比： 定子电流负载分量： 气隙主磁通 空载时仅由定子励磁磁动势 单独产生。 负载时由定、转子磁动势 、 共同产生。 用 电 流 表 示 四、负载时的电压方程式和等效电路 1．定子电压方程式 2．转子电压方程式 3．定、转子等效电路 描述异步电动机 运行的一组方程 注意：定、转子电路的频率、 相数、绕组的有效匝数不同。 若将方程3，4体现在电路中， 则可得到等效电路，为此需要 对转子进行频率和绕组折算。 由方程1，2可得定、转子电路： 比较三个图形可以看出： ●等元件绕组节距为整距，链式和同心式绕组节距不为整距。 ●无论哪一种接法，组成U相的8根导体并未改变，只是串联先后次序 不同而已，因此这三种接法的感应电动势一样大。 ●链式和同心式绕组与等元件绕组一样，在电磁性能上，都属于整距绕组。 ●单层绕组的线圈数少，仅为槽数的一半，每相线圈组数等于磁极对数。 ●单层绕组一般用于10kW 以下的小容量异步电动机的定子绕组。 五、三相双层绕组 [例8.1.2] 一台三相交流电机，极数2p=4，定子槽数Z=24，试画出双层叠绕组展开图。 （2） 分相 （3）组成线圈，构成一相绕组 为了改善电动势和磁动势的波形，双层绕组多采用短距绕组。 取 将槽依次编号，每槽的上层边用竖实线，下层边用虚线。 按60°相带（每一相带占2个槽）对上层有效边进行分相， 各相带排列次序为：U1、W2、V1、U2、W1、V2。 [解]（1）计算极距、每极每相槽数 双层绕组的主要优点是： ●所有线圈尺寸相同，有利于绕制，端部排列整齐，有利于散热； ●各线圈组可以串联也可以并联，每相线圈组数等于磁极数， ●最大可能并联支路数amax等于每相线圈组数，也等于磁极数，即amax=2p。 ●通过采用适当的短距，可以改善电动势和磁动势的波形。 ●双层绕组主要应用在中、大型交流电机中。 8.2 交流绕组的感应电动势 交流电机气隙中有一个以同步速n1旋转的磁场， 它将在定子绕组中感应电动势。 一、一根导体的电动势 设气隙旋转磁场由转子磁极产生，它沿空间分布为正弦波， 当转子以转速n1旋转时，定子绕组中将感应出一定频率和 大小的正弦波电动势。 1．电动势的频率 则每秒钟感应电动势变化的周期数，即频率为 每当转子转过一对磁极，导体电动势就变化一个周期。 若电机有p对磁极，则转子旋转一周，导体电动势就变化p个周期。 转子转速为 n1（r/min）= n1/60（r/s） 2． 导体电动势大小 导体电动势最大值： 导体电动势有效值： 磁密幅值： 线速度： 二、线圈的电动势及短距系数