第五章异步电机异步电机（也叫感应电机）是一种交流旋转电机。异步电机运行时，在气隙中的旋转磁场与转子绕组之间存在相对运动，依靠电磁感应作用使转子绕组中的感应电流，产生感应电磁转矩，从而实现机电能量的转换。由于转子的转速与旋转磁场的转速之间总是存在差异，所以称为异步电机。特点异步电机的转速除与电网频率有关外，还随负载而变。优缺点1.优点：结构简单、制造容易、运行可靠、效率较高、价格低廉、坚固耐用等。2.缺点：（1）异步电机运行时，必须从电网吸取滞后性无功功率，使电网功率因数降低，增加了输电线路损耗。（2）起动和调速性能较差。（3）用途：主要作电动机使用，如：机床、水泵、家用电器、轧钢设备等。在电网的总负荷中，异步电动机用电量约占60％以上。5.2异步电动机的主要结构与作用原理异步电机的主要结构1.定子：定子铁心：由0.5mm厚硅钢片叠压而成,构成磁路和安放三相绕组。定子绕组：电磁线制而成,构成电路。机座：铸铁或钢板焊接而成。2.转子：转轴:支撑转子。转子铁心：由0.5mm硅钢片叠压而成,构成磁路的一部分。转子绕组：鼠笼型绕组、铸铝或打铜条绕线式绕组：由电磁线绕制而成三相绕组，在内部接成Y接，另外三个出线端由滑环引出，可外接电阻。3.气隙：磁路的一部分，δ↓→Im↓，但易发生扫膛现象。二.异步电机的作用原理三相对称电流流入三相对称的定子绕组，在空间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子导体，在转子导体中感应电势，并在转子回路中产生电流，该转子电流与定子的旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使转子旋转。1.转子的转向与定子磁场的转向相同。2.转子的转速略低于定子磁场的转速。3.转差率的概念旋转磁场的转速和转子的转速之差称为转差转速△n=n1–n。当n＝0时,即S＝1时,电机为电动机起动状态。n≈n1时,即S≈0时,电机为电动机的空载状态。三.额定值1.额定功率Pn:电动机在额定情况下运行，由轴端输出的机械功率，单位为W，kW。2.额定电压Un:电动机在额定情况下运行,施加在定子绕组上的线电压，单位为V。3.额定频率fn：50Hz。4.额定电流In：电动机在额定电压、额定频率下轴端输出额定功率时，定子绕组的线电流，单位为A。5.额定转速nn：电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额定功率时，转子的转速，单位为r/min。一.空载运行时的磁动势和磁场1.主磁通Φ0：（1）作用：传递能量的媒介作用；4.转子绕组的电流：正常运行时，转子端电压U2=0，所以三.磁动势平衡方程5.4异步电动机的电压方程和等效电路一、电动势平衡方程（2）折算方法：2.T型等效电路3.近似等效电路5.5异步电动机的功率平衡与转矩平衡转子铜损二.转矩平衡1.转矩平衡方程2.Tem的三种表达式（1）物理表达式表明电磁转矩与电源参数（Ｕ、f）、结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s）有关。（3）实用表达式空载：很小；负载时，随↑，↑。s2.异步电动机降压时的人为机械特性3.转子回路串电阻时的机械特性4.定子串接电抗器时的机械特性5.7异步电动机的参数测定二.短路试验三.根据空载试验、短路试验和等值电路可以计算定子漏抗。（2）起动要求：①起动电流尽量小，以减小对电网的冲击；②起动转矩尽量大，以缩短起动时间；③起动设备简单，可靠。2.鼠笼式异步电动机的起动（1）直接起动①优点：设备简单，操作方便；②缺点：起动电流大，须足够大的电源；③适用条件：小容量电动机带轻载的情况起动。①定子回路串电抗器起动②用Y-Δ起动③自耦补偿器（自耦变压器）起动上层笼：ρ大，黄铜或青铜，截面小，∴上大→起动笼下层笼：ρ小，紫铜，截面大，∴下小→工作笼1.变极调速可以采用两套绕组，但为了提高材料的利用率，一般采用单绕组变极，即通过改变一套绕组的连接方式而得到不同极对数的磁动势，以实现变极调速。变极绕组的连接方法：Δ→YY(2p→p)；顺串Y→反串Y（2p→p）；Δ→YY(2p→p)。（2）恒转矩调速电机变频调速前后额定电磁转矩相等，即恒转矩调速时，有