1、1. 三相异步电动机的“电磁”关系,7.3 三相异步电动机的电路分析,2.定子电路,定子绕组相当于变压器原边绕组，转子绕组相当于副边绕组。,即U1 E1= 4.44 f 1N1,每极磁通,（1）旋转磁场的磁通,（2）定子感应电势的频率 f1,f 1= 电源频率 f,3、转子电路,即定子感应电势频率f 1 转子感应电势频率f 2,(1)转子感应电势频率 f 2,旋转磁场与定子导体间的相对速度为n0,旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同,定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子导体与旋转磁场间 的相对速度随转子的转速不同而变化,(2)转子感应电动势E 2,E2= 4.44 f 2N2,当转速
2、 n = 0(s=1)时, f 2最高,且 E2 最大, 有,E20= 4.44 f 1N2,转子静止时 的感应电势,即E2= s E20,转子转动时 的感应电势,(3)转子感抗X 2,当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有,X20= 2 f1L2,即X2= sX20,= 4.44s f 1N2,(4) 转子电流 I2,(5)转子电路的功率因数 cos2,转子绕组的感应电流,结论：转子转动时，转 子电路中的各量均与转差率 s有关， 即与转速n有关。,例3：三相异步电动机，p=2，n=1440 r/min，转子R2=0.02，X20=0.08 ， E20=20V， f
3、1= 50Hz。求启动时和额定转速时的转子电流、转子电动势频率f2。,启动时I2（st）,额定转速下：,s=1,I2（N）,7.4 三相异步电动机转矩与机械特性,一、转矩公式,转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和,常数,每极磁通,转子电流,转子功 率因数,由前面分析知：,得电磁转矩公式,2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。,3. R2 的大小对 T 有影响。,结论：,二、机械特性曲线,根据转矩公式,得特性曲线：,在U1 及R 2 一定时T 仅随 S 变化,得特性曲线：,启动时n=0,最大转速n=n0时,1.额定转矩TN,三个重要转矩,额定转矩,(N
4、m),如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为：,电机在额定电压下，以额定转速nN 运行，输出额定功率PN 时，电机转轴上输出的转矩。,TN、Tmax、Tst,负载转矩用 T2 表示,2.最大转矩 Tmax,电机带动最大负载的能力。,将sm代入转矩公式，可得,若T2 Tmax电动机会因带不动负载而停转,过载系数,一般三相异步电动机的过载系数为,工作时必须使T2 Tmax 否则电机将停转。,电机严重过热而烧坏。,所以最大转矩也表示电动机短时容许过载能力。,（表明电动机短时过载的能力）,3. 起动转矩 Tst,电动机起动时的
5、转矩:,起动时n= 0 时，s =1,n,Tst体现了电动机带载起动的能力。,正常工作条件:T2Tmax，否则电机将停转。,启动条件:TstT2否则电动机不能启动。,注意,(2) Tst与 R2 有关， 适当使R2 Tst 。,例4：三相异步电动机，额定功率P2N=10kW，额定转速nN=1450r/min，启动能力Tst/TN=1.4，过载系数=2.0，效率为87.5%。求额定转矩、启动转矩、最大转矩及额定输入功率。,（1）额定转矩TN,（2）启动转矩Tst,（3）最大转矩Tmax,解：,所求量： TN、 Tst、 Tmax、 P1N,（4）输入功率P1N,7.5 三相异步电动机的起动,一、
6、起动性能,起动问题：起动电流大，起动转矩小。,大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作,后果：,原因：,起动：n = 0，s =1。,起动时n = 0,转子导体切割磁力线速度很大，,一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5-7倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0-2.2)倍。,如果起动转矩过小，就不能满载起动，应设法提高； 如果起动转矩过大，会使传动机构受到冲击而损坏，应设法减小。,二、起动方法,(1)直接起动二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动,(2)降压起动：,(3)转子串电阻起动, 方法简单，但起动电流较大，影响电网上其它负载。,在起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，
7、以减小起动电流，鼠笼式电动机常用的降压起动方法有Y换接起动和自耦降压起动。,起动时将适当的R串入转子绕组中，起动后将R 短路,适合于绕线式转子,下面主要介绍Y启动方法,Y换接起动,降压起动时的电流 为直接起动时的,设:电机每相阻抗为,(a) 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。,Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合,Y- 换接起动应注意的问题,例5:三相异步电动机，电源电压 380V，三相定子绕组接法运行，额定电流IN=20A，启动系数Ist/IN=7 求：（1）接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为Y接法，求 Ist Y,（1）Ist =7 IN =720=140A,解：,（2）,Is
8、t Y = Ist /3=140/3=47A,1),解:,2）由nN=1480r/min，可知 p=2 （四极电动机）,3）,在80%额定负载时,不能起动,在50%额定负载时,可以起动,(4),例7 有一三相异步电动机，连结，P2N=28 kw，U1N=380V，I1N=58A，cos1N=0.88，nN=1445r/min，Ist=6IN , Tst=1.1TN，=2.3,TN=73.5N.m , 要求Ist150A, 问是否可以采用直接启动？是否可以采用Y- 方法启动？,解：,1.是否满足Ist TN,不满足要求,满足要求,显然不能直接启动,直接启动,要求：,不满足要求,满足要求,显然不能采用Y 方法启动,采用Y 方法启动：,
