n n1
n1
S
两极异步电动机示意图
（图中气隙磁场形象地 用N、S来表示）
N
N
n n1
n1
S
n1
n0
S
两极发电机示意图
两极电机制动运行图
思考：① n 能否等于 n1 ？何谓异步？ ②电机的转向由谁决定？
由于异步电动机的转速 n 总不等于同步 速 n1，因此在描述异步电机转速时通常采用 转差率的概念。 转差率的概念定义如下：把同步速 n1和 电机转子转速 n 之差与同步速 n1 的比值称为 转差率，用 s 表示：
n1 n s n1
空载转差率：小于0.5%
满载转差率：<5%
状 态
n与s 关系 E1 的 性质 T的 性质 能量 转换
电动机
n<n1 0<s<1 反电动势 电磁驱动 力矩 电能→机 械能
发电机
n>n1 s<0 电源电动势 电磁阻力矩
电磁制动
n与n1反向， n<0,s>1 反电动势 电磁阻力矩
原动机机械能 →电能
电能+机械能→内 部损耗（短路）

三种运行方式
①电动机运行 ②发电机运行 ③电磁制动

分析时，从作用于转子上的电磁力或电 磁转矩Torque的方向，以及定子电势e和 定子电流i有功分量所产生的电功率的正 负来判断电机的运行状态。
转子静止时的异步电机
分析前提： 把异步电机的磁通分成主磁通和漏磁通， 并把谐波磁通归并到漏磁通 假设：气隙中只有基波磁通，定、转子 绕组上只感应有基波电势 漏磁感应电势用漏抗压降表示
转子静止时的电路表示
正方向按变压器惯例
转子静止时的异步电机
一、电压平衡式
以下标l和2区别定子和转子电路的各物理量， 各种数量均取每相值。 从电路分析角度来看，转子不动时的异步电 机的电路方程与2次侧短路时的变压器的电 路方程相似

二、磁势平衡式
转子绕组是一对称多相绕组，与定子绕组 有相同极数。 绕线式转子有明显的相数和极对数，设计 转子绕组时，必须使转子极数等于定子极 数。否则，没有平均电磁转矩。 鼠笼转子的转子有鼠笼加端环组成。所有 导条在两头被端环短路，整个结构是对称 的，实质上是一个对称的多相绕组。鼠笼 转子的极数恒等于定子绕组的极数。

当转子有电流时，定子电流应包含两个分量
I I I 1 m 1L

由定子电流所产第一项用以产生基波磁通；第二项为负载分 量，用以抵消转子磁势去磁作用，它与转子 磁势大小相等方向相反
设定子绕组有m1相，磁势的振幅 N1k w1 m1 F1 * 0.9 * I1 2 p 转子绕组有m2相，磁势振幅
三、绕组折算

转子绕组的折算——把实际相数为m2、 绕组匝数为N2、绕组系数为kw2的转子 绕组，折算成与定子绕组有相同相数、 相同匝数和相同绕组系数的转子绕组。 在进行折算时，有电压变比、电流变比 和阻抗变比。

四、等效电路
single-phase equivalent circuit
三相异步电动机的简单工作原理
电动机运行时的基本电磁过程： 定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流， 气隙中建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转 速为同步速: 60 f
n1 p
(r / min)
N
这个同步速的气隙磁场切割 转子绕组，产生感应电动势并在 转子绕组中产生相应的电流； 转子绕组在磁场中受到电磁 力矩作用，这个力矩驱动转子旋 转，实现电动机的工作过程。

在转子不动时，定、转子电势有相同频率， 由转子电流所产生的基波旋转磁势与由定 子电流所产生的基波旋转磁势有相同转速， 没有相对运动。 转子旋转磁势对定子旋转磁势产生去磁作 用，二者共同作用在主磁路中产生主磁通， 决定于定子电势El

E1 4.44 f1N1kw1m

E1受到定子电压平衡支配，决定了基波磁 通φm，从而决定了激磁电流Im。

N 2 k w2 m2 F2 * 0.9 * I2 2 p

激磁磁势
N1k w1 m1 Fm * 0.9 * Im 2 p

静止时：f1=f2（磁势速度为同步速一致）， 磁势平衡式
N1k w1 N1k w1 N 2 k w2 m1 m1 m2 * 0.9 * I m * 0.9 * I1 * 0.9 * I2 2 p 2 p 2 p