三相异步电动机转子堵转时的电磁关系

一、转子绕组的电动势和电流
转子以转速n 旋转时旋转磁场相对于转子的转速为：为： ，转子绕组中的感应电动势和电流的频率为：，转子绕组中的感应电动势和电流的频率为：
n n −111111260
60)(sf pn n n n n n p f =−=−=转子旋转时的感应电动势和漏抗分别为：
2
222244.4sE k N f E M N s =Φ=σ
σπ22222sX L f X s ==
二、二、定、转子磁动势仍然相对静止定、转子磁动势仍然相对静止定、转子磁动势仍然相对静止
定子电流的频率为　，定子磁动势的转速为1f p
f n 1160=转子的转速为n ，转子电流的频率为　，则转子磁动势的相对
于转子的转速为：于转子的转速为：
2f 12260sn p
f n ==转子相对于定子的转速为转子相对于定子的转速为
1)1(n s n −=则转子磁动势相对转速为：则转子磁动势相对转速为：
1
112)1(n n s sn n n =−+=+因此，当转子旋转时，当转子旋转时，定、转子磁动势仍然相对静止定、转子磁动势仍然相对静止定、转子磁动势仍然相对静止。

经过频率折算、绕组折算后，异步电机的基本方程式为：
)()()
(0.'
21.0
.
.'21..
'2'2.'2.'
2111.1.1m m jX R I E E I I I jX s R I E jX R I E U +−===++=++−=σσ
由此可得异步电机的由此可得异步电机的T T 型等效电路：型等效电路：。

都知道三相异步电动机在堵转时电流会变⼤，但很多⼈未必知道原因我们知道三相异步电动机在发⽣堵转时，电流会变的很⼤，如果不及时停机，就会导致电动机烧坏，但是为什么堵转时电流会增⼤？现象我们都是知道的，那么造成这种现象的原因是什么呢？还有，为什么叫异步电机？为什么极数多⼤，额定转速越慢？缺相时为什么会烧坏电机呢？带着这些疑问，本⽂试着来分析⼀下。

⾸先，了解⼀下三相异步电动机的⼯作原理。

三相异步电动机主要有定⼦和转⼦两⼤部分组成。

定⼦由定⼦铁⼼和定⼦绕组组成，定⼦绕组由三相对称分布、匝数相等、互差120°电⾓度的绕组组成。

当定⼦绕组接⼊三相对称电源时，绕组中就有三相对称的电流通过，并产⽣旋转磁场。

电流的磁效应:如果⼀条直的⾦属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产⽣圆形磁场。

导线中流过的电流越⼤，产⽣的磁场越强。

磁场成圆形，围绕导线周围。

磁场的⽅向可以由安培定则(右⼿螺旋定则）确定。

右⼿螺旋定则:右⼿螺旋定则是确定导体周围磁感线⽅向的定则。

对通电直导线⽤右⼿握住直导线，拇指指向电流⽅向，四指就是磁感线⽅向，磁感线是圆形的环形电流⽤右⼿握住环形线圈，四指指向电流⽅向，拇指就是磁感线⽅向（N极）。

对于电机的这个旋转磁场，可以想象⼀下圆圈跑马灯，有的绕组电流超前，有的绕组电流滞后，就类似跑马灯不断变换亮灯的位置，从⽽旋转起来。

电机的转⼦由转⼦铁⼼、转⼦绕组和转轴组成。

转⼦绕组⼀般由埋在转⼦铁⼼槽内的导体和两端的端环组成，形成闭合线圈。

因为定⼦产⽣的是旋转磁场，转⼦绕组会切割磁场产⽣感应电动势，感应电动势的⽅向由右⼿定则确定，因为转⼦是闭合的，所以闭合回路的转⼦绕组中就会产⽣感应电流。

此时，转⼦绕组中的感应电流⼜与旋转磁场相互作⽤，在转⼦上产⽣电磁⼒，电磁⼒的⽅向可以由左⼿定则确定。

电磁⼒的⽅向与转⼦截⾯的切线⽅向⼀致，从⽽形成电磁转矩，带动转⼦沿旋转磁场的⽅向⾃动，电机就转动起来。

电磁感应:穿过闭合电路的磁通量发⽣变化，闭合电路中就有电流产⽣。

电机学上复习资料2、三相异步电机在额定电压下堵转和空载运行时，分别主要有哪些损耗？哪些损耗通常可以忽略不计？答：三相异步电动机在额定电压下堵转运行时，主磁通Φm 约减至额定运行时的一半，因此铁耗PFe 约减至额定运行时的1/4；而定、转子电流分别约增大至额定时的5～7倍，定、转子铜耗增大至额定时的几十倍；机械损耗Pm=0W ，附加损耗pad 较小。

所以，此时的主要损耗是定、转子铜耗。

相对而言，其它损耗可以忽略不计。

三相异步电动机在额定电压下空载运行时，铁耗、机械损耗都与额定运行时基本一致；定子电流约为额定值的20%～50%，即定子铜耗p cu1一般在额定运行时的1/4以下；转子铜耗p cu2为零，附加损耗p ad 很小。

所以，此时主要损耗是铁耗、机械损耗和定子铜耗。

相对而言，p ad 和p cu2可以忽略不计。

4、异步电机的气隙比同容量同步电机的大还是小，为什么？（10分）答：异步电机的气隙比同容量同步电机的要小。

因为异步电机的励磁电流由三相交流电源提供，如果气隙大，则磁导小，产生一定的气隙磁通所需的励磁电流就大。

由于励磁电流基本是无功电流，因此励磁电流大就使电动机的功率因素降低，使电源或电网的无功功率负担增加。

而同步电机的励磁电流由独立的直流电源提供，可以通过调节励磁电流来改变其功率因数的大小和性质。

5、并联在电网上运行的同步电机，从发电机状态变为电动机状态时，其功角θ、电磁转矩T 、电枢电流I 及功率因数cos ψ各会发生怎样的变化？（10分） 答：功角θ和电磁转矩T 先都逐渐减少，减为零后，再随负载增加而反向逐渐增大。

随着θ减少，电枢电流I 和功率因数cos ψ的值也减少。

当θ减至零时，I 的值达到最小，cos ψ=0，即ψ=90。

之后，随着θ反向增大，I 和cos ψ的大小又都增大，但cos ψ符号与原来发电机的相反，即仍为发电机惯例时，有ψ>90，而向电网发出的无功功率的性质（电感性和电容性）未变。