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异步电动机的电压平衡

先说说本人的结论：

交流异步电动机的电压平衡实质上与直流电动机的电压平衡完全类似。直流电动机的电压平衡方程U=CeΦn+IR，说明电源提供的电压分成了两部分使

aa

用，其中大部分即CeΦn的部分，对应的是生成转动，小部分即IR的部分，对

aa

应的是生成电流。与此等效，交流异步电动机的电压平衡可以写成是U=SU+

1 1

（1-S）U，其中U为电源电压，S为转差率。即，电源提供的电压也是分成了

1 1

两部分使用，大的部分SU相当于直流机中的CeΦn部分，对应的是生成转动，

1

小的部分（1-S）U

相当于直流机中IR

部分，对应的是生成电流。

1 aa

即：直流机方程U=CeΦn+IR

aa

交流机方程U=SU+（1-S）U

1 1 1

就相当于IR

两方程完全类似，其中SU就相当于CeΦn的部分，（1-S）U

1 1

的部分。

aa

详细讨论过程如下：

异步电动机的电源是交流电，所以，异步电动机电压平衡问题实际上要比直流电动机电压平衡问题复杂得多。

交流异步电动机电压平衡过程究竟如何？也就是运转中的交流异步电动机，其电压究竟是如何实现平衡的？为了能尽量深入浅出的说明问题，也为了能尽量使我们对电动机电压平衡过程有个较为统一的认识，这里还是先从直流电动机说起。

如图一，（这里以并励电动机为例，忽略掉电刷接触电压。）直流电动机的电压平衡方程为：

U=CeΦn+IaRa

上式中，U为电源电压，Ce为电动机结构常数，Φ为电机主磁通，n为电动

机转速，I为直流电动机电枢电流 R为电枢电阻。

a ， a

（图一）

直流电动机的转动原理很简单，这里不做讨论。

a a方程U=CeΦn+IR 表达给我们的内容很清楚：电源电压U

a a

a部分用掉了，一部分为CeΦn，它对应的是电动机转动，另一部分是IRa，

a

它对应的是电枢电阻。也就是说，电源电压分成了两部分，一部分用于产生转动，

a另一部用于克服Ra而产生必要的电枢电流I

a

所需要的电压。当然，一般情况下

aCeΦn要比IRa

a

大得多。电机学上我们把CeΦn称为电动机的反电动势，常常用

a aE来表示即：E=Ce

a a

。

a a方程U=CeΦn+IR 表达给我们的内容，本质上与图二所示的装置在

a a

（图二）

图二所示装置是：E为直流电源，mn为一直导体，导体的有效长度为L，可以在两根无限长的平行导电轨上进行有摩擦滑动，其速度为V，B为匀强磁场，R为导体mn的电阻，I为通电电流。

显然，导体mn通电后，会产生向右的电磁力F，且F=BIL。在力F的作用下，导体克服摩擦，最后以速度V向右作匀速运动，此时，整个装置达到平衡。在此平衡状态下，很明显其电压平衡方程为：E=BLV+IR。

应该说，此装置就是把电动机最为简单化的一个初级模型。很明显，导体mn就相当于电动机的运动部分——转子（直流电机就是电枢），两根无限长的平行导电轨及磁场就相当于电动机的固定部分——定子。当然，如果我们把电动机看成是一个电动装置的话，图二所示也可以看成是一个电动装置。

很明显，其电压平衡方程E=BLV+IR与直流电动机的电压平衡方程

U=CeΦn+IaRa在理论上完全相通。电源提供的电压为E即电动势，在这里也是分成了两部分。一部分是BLV，也就是导体mn运动时产生感应反电势，这部分

就相当于直流电动机电压平衡方程中的反电动势CeΦn，这部分电压对应的是转子的运动。另一部是IR，是电源克服电阻R产生电流所需的电压，这部分与直

a流电动机电压平衡方程中的IRa

a

完全等效。

也就是方程U=CeΦn+IaRa与方程E=BLV+IR本质上非常类似。两方程给我

们表达的内容都是在电动装置中，电源提供的电压分成了两部分使用，一部分用于克服反电动势而产生运动，另一部分用于克服电阻而产生必要的电流，即：一部分对应的是运动，另一部分对应的是电阻与电流。而运动是整个装置所希望的，所以，运动部分对应的电压常常是主要部分、是大部分。而对应电阻与电流的部分常常是小部分。

图一与图二两装置的运动平衡也是相同的。比如，如果两装置的负载都进行

加重（如加大运动的磨擦等），则两方程中对应运动的部分BLV与CeΦn就都同样的会因运动受到制约而有所减小。两方程中电源电压E与U为一定值，那么，

a aM因为BLV与CeΦn的减小，就会导致IR与IR

a a

M

a起I及I

a

值的上升。又因为图一中直流电动机M=C

ΦIa

即电动机的转动力

矩与电流I

成正比（C

为电机转