（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。
FБайду номын сангаасBli
T Φ , I 2 , cos 2
T K T Φ I 2 cos 2
常数，与电 机结构有关 旋转磁场 每极磁通 转子电流 转子电路的 功率因数
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T K T Φ I 2 cos 2
I2
E2 R X sE 20
2 2 2 2

s 0 I 2 0 (n n0 )
R X 5. 转子电路的功率因数 cos2 s很小时 R2 SX 20 R2
2 2
2 R2 ( sX 20 ) 2
s 1 I 2max
E 20
2 20
cos 2
2 2 R2 X2 R2 2
由公式可知
2 1. T 与定子每相绕组电压 U 1 成正比。U 1 T
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。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
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（二） 机械特性曲线
根据转矩公式 得特性曲线： 动画 T
cos 2 1
s较大时 R2 sX 20
cos 2
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R ( sX 20 )
2 2
1
s
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转子绕组的感应电流
I 2、 cos 2 随 S 变 化 曲 线
E2
sE 20 I2 2 2 2 2 ( n s I 2 ) R2 X 2 R2 ( sX 20 )
I2
sE 20 2 2 R2 ( sX 20 )
R2
2 R2 ( sX 20 ) 2
由前面分析知： cos 2
U1 4.44 f1 N1Φm
由此得电磁转矩公式
sR2 2 TK 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
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电磁转矩公式
sR2 2 T K 2 U1 2 R2 ( sX 20 )
sR2U TK 2 R2 ( sX 20 ) 2
2 1
Tmax
Tst
TN
n n0
nN
动画
O
S N Sm
1 S
O
T f (s)曲 线
TN Tst Tmax T n f (T ) 曲 线
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三个重要转矩 n0 nN 1.额定转矩TN 电动机在额定负载时的转矩。
任务三 三相异步电动机的电路 分析及机械特性
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一、 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。
1)变压器原、副绕组是与同一主磁通相交链，异 步电动机中定子和转子绕组与同一旋转磁通相交 链。因此异步电动机中定子和转子绕组相当于变压 器的原、副绕组。
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（一） 定子电路
+ 1.旋转磁场的磁通 异步电动机：旋转磁场切割导体 e， u1 U1 E1= 4.44 f 1N1
每极磁通
i1 e1
+ －
－
i2
－
e2
+
－
+
－
e 1
+ f1
e 2
f2
U1 4.44 f 1 N 1
Φ U1
异步电动机每相电路
E20= 4.44 f 1N2
转子静止时 的感应电势 3. 转子感抗X 2
X 2 2 f 2 Lσ 2 2 s f 1 Lσ 2
X20= 2 f1L2 即X2= sX20
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当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有
4. 转子电流 I2 转子绕组的感应电流
2）变压器： 变化 e 异步机： 旋转 e U1 E1=4.44 f N1 U1 E1=4.44 f N1
3）变压器：I2 增大 I1增大，以保持基本不变， 以达到传递能量的目的。
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一、 三相异步电动机的电路分析
异步机：当负载增加时，转子电流I2 增大 I1增大 ，以保持基本不变，以达到传递能量的目的。 三相异步电动机与变压器的不同之处。 1）变压器是静止的。而异步机是旋转的。 2）变压器的磁路是无气隙的。而异步机中的定子和 转子之间是有不大的气隙。 3）变压器中原、副绕组的感应电动势是同频率的。 而异步机中转子感应电动势的频率是随转子转速改 变的。
n
P P T 9550 2 πn n 额定转矩 60
PN (千瓦) TN 9550 nN ( 转 / 分 )
O
TN
T
(N • 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 PN 7 .5 TN 9550 9550 49.7 N . m nN 1440
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n0 n n0 n n0 p f2 p s f1 60 n0 60
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
即E2= s E20
转子转动时 的感应电势
当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有
转子电路的功率因数 I2, cos 2 I2
R ( sX 20 ) (n s cos 2 )
2 2 2
cos 2
R2
cos2
O
1
s
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。
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二、 三相异步电动机转矩与机械特性
2.定子感应电势的频率 f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关 旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以
pn0 f1 60
f 1= 电源频率 f
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（二） 转子电路
1. 转子感应电势频率 f 2 ∵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 旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 转子感应电势频率 f 2