图（a）为转子电流与电动势同相位，由”左手电动机”定则确定各导体在磁场中所 受电磁力的方向，由小箭头表示，可见，电磁转矩方向与转向相同。 图（b）为转子电流与电动势有相位差（如电流滞后电动势一相位角 Ψ2，当正对 着磁极轴线的转子导体电动势达最大值时，则电流达最大值的转子导体还在逆磁 场旋转方向并距前述导体一空间电角度 Ψ2 的地方，同样可判得转子各导体在磁 场中所受电磁力的方向，可见，转子大部分导体所产生的电磁转矩方向与转向 。 E2 1 。 。I2 ψ2 I2
第五章 三相异步电动机基本工作原理和结构 5-1 三相异步电动机为什么会转，怎样改变它的极性？ 答：（1）电生磁：定子三相绕组通以三相正弦交流电流产生一个以同步速 n1、 转向与相序一致（顺时针方向）的旋转磁场。假定此瞬间旋转磁场极性由上到下 （如图所示） （2）（动）磁生电：由电磁感应理论：静止的转子绕组切割定子旋转磁场而感 应电动势，其方向由”右手发电机”定则确定，如图所示（转子上面三个导体为 ⊙ ,下面三个导体为⊕ ）。由于转子绕组自身闭合，便有电流通过，并假定电流 与电动势同相（即为有功分量电流）。 (3) 电磁力（矩）
பைடு நூலகம்
相同，只有小部分导体电磁转矩方向与转向相反，因此，当转子电流与电动势的 相位差时，电动机总电磁转矩将减小。 5-3 试述“同步”和“异步”的含义？ 答： “同步”和”异步”是个相对概念，是指交流旋转电动机的转速 n 对旋转磁场的 转速 n1 而言，若 n= n1 为同步电机，n≠n1 为异步电机。 5-4 何谓异步电动机的转差率？在什么情况下转差率为正，什么情况为负，什么 情况下转差率小于 1 或大于 1？如何根据转差率的不同来区别各种不同运行状 态？ 答：异步电机转差率 s 是指旋转磁场转速 n1 与转子转速 n 之间的转速差（n1-n） 与旋转磁 s= 场转速 n1 的比率，即 当 n< n1 时，转差率为正（s>0），n> n1 时转差率为负（s<0）； 当 n1>n>0 时，转差率 s<1；当 0>n>∞时，转差率 s>1; 当+∞>s>1 时为电磁制动运行状态，当 1>s>0 时为电动机运行状态，当 0>s>-∞时 为发电机运行状态。 5-5 假如一台接到电网的异步电动机用其它原动机带着旋转，使其转速高于旋转 磁场的转速，如图 5-9 所示，试画出转子导体中感应电动势、电流和相序的方 向。这时转子有功电流和定子旋转磁场作用产生的转矩方向如何？如把原动机去 掉，情况又会怎样？ 答：当转子由电动机驱动，且 n>n1，此时转子导体以逆时针方向切割旋转磁场 （相对切割速度为 n-n1）,而感应电动势 e2 方向如图所示（由”右手发电机”定则 判定）,其相序由转子导体的切割方向决定，由于转子导体切割旋转磁场在时间上 有先后顺序，如将先切割 N 极轴线的一相定义为 U 相，则后切割的那两相（互差 1200 空间电角度）分别为 V 相和 W 相，可见，其相序与转向相反，如图所示。 如果电流 i2 与电动势 e2 同相（即有功分量电流），则转子有功电流和旋转磁场 相互作用产生电磁力，并形成转矩 Tem，由”左手电动机”定则判得，其方向与转 子转向相反，为制动 n1-nn1。 s= 性质转矩。实际上，此时电动机已处于发电运行状态（ 掉，转速将下降，不再大于 n1 了，这时因为已处于发电机运行的电机在旋转过 程中，绕组电阻有铜损耗，通风、轴承、磨擦等有机械损耗，致使转速逐渐下 降，直至 n<n1，电磁转矩方向反过来，这台电机重新在电网电源的支持下进入到 电动机运行状态。
方向由”左手电动机”定则确定左），这些力对转轴形成电磁转矩（顺时针方向） Tem 致）改变相序即可改变三相异步电动机的转向。 5-2 为什么异步电动机的转速一定小于同步转速？若转子电流和转子电动势之间 有相位差，这里所有转子导体上的电磁力的方向是否都和转向相同，画图分析说 明。 答： 由上题知，异步电动机的转向 n 与定子旋转磁场的转向 n1 相同，只有 n<n1（异步电动机），即转子绕组与定子旋转磁场之间有相对运动，转子绕组才 能感应电动势和电流，从而产生电磁转矩。若转速上升到 n=n1，则转子绕组与定 子旋转磁场同速、同向旋转，两者相对静止，转子绕组就不感应电动势和电流， 也就不产生电磁转矩，电动机就不转了。 若转子电流和电动势有相位差，这时转 子各导体所产生的电磁转矩方向不会全与转子转向相同，分析如下： 假定转子导体外的”• 、×”表示电动势方向（由”右手发电机”定则确定），导体内 的 ⊙、⊕ 表示电流方向，如图所示。
n1 5-6
（功率、相电压、线 答：380/220V，Y/△ 接线的三相异步电动机，每相绕组所受的电压均为 220V， 故当电源线电压为 380V 时定子绕组接成 Y 接线，当电源电压为 220V 时，定子 绕组接成△ 形接线。 采用这两种接线时，相电压 Uф 相同，均为 220V；相电流 Iф=Uф/Z 相同；效率 ηN、功率 n1-n<0n1）。如果把原动机去 cosϕN、功率 PN 及转速 nN 均相等，因在相同相电压下，cosϕN、PN、nN 均取决 于负载 PNη=3UφIφcosϕN 就相同。唯一不 cosϕN、η 就相同，因而，大小，当负载相同 时，P、因数 NNφYl∆φ∆。 同的是线电压 Ul 和线电流 Il 不等，lY 5-7 在绕线式异步电动机中，如果将定子三相绕组短接，并且通过滑环向转子三 相绕组通入三相电流（如 5-10 所示）转子旋转磁场若为顺时针方向，这时电动机 能转吗？转向如何？ 答： 电动机以逆时针方向旋转，原理如图所示： 转子三相绕组通入三相正弦交流电流产生旋转磁场，转速为 n1、转向为顺时针方 向，并假定图示瞬间，转子磁场极性 N、S 如图所示（上面为 N 极，下面为 S 极，产生此极性的转子电流，右面三个导体为⊙ ，左面三个导体为⊕ ）。 转子磁场旋转结果，在定子绕组中感应三相电动势, 方向如图所示（用”右手发电 机”定则），由于定子三相绕组短接， 便有三相电流流过，该电流的有功 分量(与电动势同相)与转磁场相互作