异步电动机电磁转化(异步电机的电磁特性)

1. 异步电机的电磁特性

定子旋转磁场与转子导体切割磁场感生电流，使转子（通电）导体又受到磁场的作用而产生旋转运动，即转矩。应该是，“磁场和感生电流”。

2. 异步电机的磁场

当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。

由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。

由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。

转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。

电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

3. 异步电动机的机械特性

1、异步电机，又叫感应电机，是因为转子的电流是由于转差而感应得来的；

2、如果转子与旋转磁场同步，转子就没有电流，就像变压器空载一样；

3、异步电机带上负载时，负载的阻力矩是转子转速下降，而产生转差，转子就会感应出电流，就会有电磁转矩，拖动负载转动；

4、负载越重，转子的速度下降，转差增大，转子电流就增大，转矩就增大，所以电机就有能力拖动更重的负载转动；

5、当负载增大时，转子的转速要下降，但是下降一点儿，转矩就有很大的变化

6、在我们看来负载虽然增大很多，但是速度却降低很少，大家叫它机械硬特性；

7、就是说异步电机的负载有多重，电机就能有多大的转矩拖动它，而转速我们却感觉好像没有下降一样，所以又称异步电机为恒速电机；

8、所以异步电机是机械特性非常好的电机，其特性不亚于他励直流电机；

9、这就是异步电机的自个儿的本事，不是电源控制的结果！

10、所以有这样好的机械特性，关键因素就是异步电机的转差与转矩成正比关系，转矩是转差的几千倍、几万倍；

4. 异步电机电磁设计

异步电动机的电磁制动方法主要有三种:

1、电磁抱闸

可利电机控制接触器的辅助常闭触点串接在电磁抱闸的线圈与电源之间，当电机主电路接触器跳开时，常闭触点闭合，电磁抱闸抱死制动。

2、反接制动

此种制动方法，要有速度继电器配合。利用停止按钮的常开触点串接到反转接触器线圈与电源之间，当按下停止按钮时，同时接通反转接触器线圈电路，电机反转，由于速度继电器的作用，电机不会反转。

3、能耗制动

利用直流电流产生恒定磁场，电机转子绕组切割直流磁场，产生反力矩（制动力矩），使电迅速停止。可利用接触器的辅助常闭触点，当接触器线圈断电复位时，常闭触点闭合，将直流电送入电机定子绕组。实现能耗制动。

5. 异步电动机的电磁关系

转矩

使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外,转矩与功率的关系T=9549P/n

电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿米(Nm)，工程技术中也曾用过公斤力米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。

三相异步电动机的转矩公式为：

S R2

M=C U12 公式 [2 ]

R22+（S X20）2

C：为常数同电机本身的特性有关； U1 ：输入电压 ；

R2 ：转子电阻； X20 ：转子漏感抗； S：转差率

可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2 ，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于M2不变，所以M小于M2平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升；它又引起转子电压平衡方程式的变化，使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加（由变压器关系可以知道）；同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升，直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。

转矩的类型

转矩可分为静态转矩和动态转矩。

静态转矩是值不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩，包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。

静止转矩的值为常数，传动轴不旋转；

恒定转矩的值为常数，但传动轴以匀速旋转，如电机稳定工作时的转矩；

缓变转矩的值随时间缓慢变化，但在短时间内可认为转矩值是不变的；

微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。

动态转矩是值随时间变化很大的转矩，包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的；过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程；随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。

根据转矩的不同情况，可以采取不同的转矩测量方法。

6. 异步电机的电磁特性是

三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩Tem之间的关系。由于转速n与转差率S有一定的对应关系，所以机械特性也常用Tem＝f（s）的形式表示。三相异步电动机的电磁转矩表达式有三种形式，即物理表达式、参数表达式和实用表达式。

物理表达式反映了异步电动机电磁转矩产生的物理本质，说明了电磁转矩是由主磁通和转子有功电流相互作用而产生的。

参数表达式反映了电磁转矩与电源参数及电动机参数之间的关系，利用该式可以方便地分析参数变化对电磁转矩的影响和对各种人为特性的影响。

实用表达式简单、便于记忆，是工程计算中常采用的形式。

电动机的最大转矩和启动转矩是反映电动机的过载能力和启动性能的两个重要指标，最大转矩和启动转矩越大，则电动机的过载能力越强，启动性能越好。三相异步电动机的机械特性是一条非线性曲线，一般情况下，以最大转矩（或临界转差率）为分界点，其线性段为稳定运行区，而非线性段为不稳定运行区。

固有机械特性的线性段属于硬特性，额定工作点的转速略低于同步转速。

人为机械特性曲线的形状可用参数表达式分析得出，分析时关键要抓住最大转矩、临界转差率及启动转矩这三个量随参数的变化规律。

7. 异步电机的电磁特性是什么

1）电动机运行状态

0<s<1，n与n1方向相同且n<n1 ，定子旋转磁场与转子电流相互作用，将产生驱动性质的电磁力f和电磁转矩，定子从电力系统吸收电功率转换成机械功率，输送给转轴上的负载。

2）发电机运行状态

-∞<s<0，n与n1方向相同且n>n1，转差率s变为负值，定子旋转磁场切割转子导体的方向与电动机相反，定子旋转磁场与转子电流相互作用，将产生制动性质的电磁力f和电磁转矩，若要维持转子转速n>n1，必须向异步电机输入机械功率，克服电磁转矩做功，机械功率转换为电功率输送给电力系统。

3）电磁制动状态

1<s<+∞，异步电机定子绕组通入三相交流电流产生旋转磁场，以转速n1顺时针方向旋转，同时转子被一个外加转矩驱动，以转速n逆时针方向旋转，定子旋转磁场切割转子导体的方向与电动机状态相同，产生的电磁力f和电磁转矩也是与电动机状态相同的顺时针方向，但此时外加转矩使转子以逆时针方向旋转，电磁转矩对外加转矩是制动性质的。电机处于电磁制动状态，一方面定子从电网吸取电功率，另一方面外力克服电磁转矩做功，向异步电机输入机械功率。此时从两方面输入的功率都将转变为电机内部的热能。

8. 异步电机的电磁功率

公式：功率因数=有功功率/视在功率

三相平衡功率公式：P=1.732UIcosφ

其中

P—三相平衡功率

1.732—根号3

U—线电压，一般是380伏，变压器出来的电压常常是400伏左右

I—线电流

cosφ— ，是0到1之间的数值，电阻性负载为1， 一般为0.75到0.85，日光灯为0.5

在实用中求出电流后一般是用电线电缆允许长期载流量表选择导线截面积的大小。实用中没有用电阻的定义式推导线径，因为导线中的电流还有趋肤效应；另外R=ρl/s表示电阻的关系式。这里的R只是直流电流在导体中受到的阻碍作用。

扩展资料

1、当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路）。

2、载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

3、电动机一般应配有故障保护装置，如热保护装置、电动机电子保护器等，并根据电动机铭牌电流调整保护装置的整定值选择。如电动机负载较稳定，为了更好地保护电动机，可按电动机的实际工作电流来调整保护装置的整定值。

4、电动机的实际工作电流可在电动机负载运转时，用钳形电流表直接测定。

5、当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。

6、由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。

7、转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

9. 异步电机的电磁特性是指

(1)额定转矩。在额定电压、额定频率、额定负载下，三相异步电动机转轴上产生的电磁转矩称为异步电动机的额定转矩。额定功率相同的三相异步电动机，转矩与转速成反比，转速越低，转矩就越大；又由于转速与磁极数成反比，所以，定子绕组的极数越多，转速就越低，转矩也就越大。

三相异步电动机转矩的大小与旋转磁场的磁通、转子电流的有功分量成正比，与外加电压的平方成正比，所以当外加电压变化时，三相异步电动机的电磁转矩就会有很大的变化。例如，电源电压降低到额定电压的70％时，电磁转矩仅为额定转矩的49％。由于存在这一特性，因此应特别注意防止三相异步电动机在启动和运行中电压过低、转矩大幅度下降而造成三相异步电动机烧毁的现象。

(2)启动转矩。在额定电压下，三相异步电动机刚启动时所输出的电磁转矩称为启动转矩(又称堵转转矩)，它是衡量三相异步电动机启动性能的重要技术指标之一。启动转矩一般都用它与额定转矩的倍数来表示，常用三相异步电动机的启动转矩为额定转矩的1.0～2.2倍。

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