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第9章 异步电动机的运行分析 9.1 三相异步电动机转子不转、转子绕组开路时的电磁关系 正常情况下，电机转子总是旋转的，但是为了分析问题的方便，在这里我们首先从转子静止出发进行分析。 9.1.1 正方向的规定： 9.1.2 磁通及磁动势： 1、励磁磁动势：我们给异步电动机通入对称的三相交流电时，根据我们前面所学的可知将会在气隙中会产生一个旋转的气隙磁场，这个旋转的磁场会同时切割定转子绕组，这样，在两个绕组内会产生相应的感应电动势，但是由于转子绕组是开路的所以，没有电流，即没有磁动势，由此可见，在这种情况下，整个气隙磁场全部是由定子绕组内的三相对称电流产生，为此，定子磁动势又叫做励磁磁动势，定子电流亦叫做励磁电流。 而由于整个分析过程是完全对称的，所以我们在分析时仅以A相为例来进行讲解。下面我们来看一下由电流产生的旋转磁场的磁动势的特点： 1）幅值： 2）转向：逆时针转向。A1—B1—C1 3）转速：相对于定子绕组以角频率 旋转。 4）瞬间位置：正如前面所分析的，当A相电流达到正最大 时，他所对应的磁动势也达到正最大。 转子不转的三相异步电机，相当于一台副边开路的三相变压器，其中定子绕组是原绕组，转子绕组是副绕组，只是在磁路中，异步电机定、转子铁心中多了一个空气隙磁路而已。 2）主磁通和漏磁通： 主磁通：同时铰链定子、转子、气隙构成闭和回路的磁通，气隙里每极主磁通量用Φ1 表示漏磁通：只铰链定子绕组就形成闭和回路，叫定子漏磁通，用 表示。 如图所示： 由于气隙是均匀的，励磁磁动势F0产生的主磁通Φ1所对应的气隙磁密是一个在气隙中旋转、在空间按正弦分布的磁密。用空间向量表示为 ， 的位置载其最大值处， 为是气隙磁密的最大值。气隙里每极主磁通为： 气隙磁密和励磁磁动势同方向，这是因为磁动势达到最大值时，该处的磁密也为最大。（在不考虑磁滞、涡流的影响下） 9.1.3 感应电动势: 我们以知旋转磁场同时切割定转子绕组,在定转子绕组内将会产生感应电动势E1,E2,根据我们前面所学的知识可知: 定子、转子每相电动势之比叫电压变化，用ke表示，即: 二、 的相位关系： 我们以知感应电动势总是滞后于产生他的磁通Φ900，而在转子不转，且转子绕组开路的情况下，定子和转子是被同一个磁通所铰链，所以，很显然，两个感应电动势之间是同相位的。 9.1.4 励磁电流： 和前面分析变压器的情况是一样的，励磁电流也是由IFe 和Iμ两分量组成。 有功分量IFe很小，因此 领先 一个不大的角度。在时间空间向量图上， 与 相位相同，与 相位一样， 和 领先 一个不大的角度。 9.1.5 电压方程式： 从前面的图中，我们可以得到相应的电动势平衡方程式，但是在这里需要注意的一点是：定子绕组的漏磁通在定子绕组内也会产生一个电动势，我们称之为定子漏电动势，用 表示， 所以，电压方程式为： 式中Z1=R1+ j 是定子一相绕组的漏阻抗。上式用相量表示时，与三相变压器副绕组开路时的情况，完全一样。 9.1.6 等值电路： 与三相变压器空载时一样，异步电动机也能找出并联或串联的等值电路。以知： 于是，电压平衡等式为 作成电路图： 转子回路电压方程式： 9.2 三相异步电动机转子堵转时的电磁关系 堵转:即堵住转子让转子不转的现象,实际上就是对转子进行了短路.下面,我们就来详细的分析一下,当转子被短路情况下的电机的电磁关系. 9.2.1 磁动势和磁通: 1)磁动势:异步电动机转子被短路的这种情况和变压器副边短路的情况类似. 现在,转子被短路,所以,当在定子绕组内通入三相对称电流后,产生的沿逆时针方向旋转的磁场,不仅在定子绕组内产生磁动势,在转子绕组内也会产生磁动势,下面我们就来详细的进行分析. 一、转子侧磁动势的特点： 在三相对称的转子 绕组里流过三相对称电流 时，产生的转子空间旋转磁动势 的特点： 1）幅值： 2）转向：假设气隙旋转磁密是逆时针方向旋转，在转子绕组内感应产生的电动势及电流的相序 就应为A2—B2—C2。 3）转速：相对于转子绕组为 注意：现在定转子被同一个磁通所铰链，所以，产生的电流的频率是相等的。 4）瞬间位置： 当A相电流达到正的最大值时，与他相对应的磁动势也达到正的幅值。 与副边短路的三相变压器一样，当异步电机转子绕组短路时，定子边电流不再是 ，用 表示。由定子电流产生的气隙空间旋转磁动势用 表示，叫定子旋转磁动势。定子旋转磁动势的特点与转子绕组开路时一样，仅幅值不同。 转