4.7感应电动机7.1了解感应电动机的种类及主要结构
7.2掌握感应电机转矩、额定功率、转差率的概念及其等效电路
7.3了解感应三种运行状态的判断方法7.4掌握感应电动机的工作特性7.5掌握感应电动机的启动特性
7.6了解感应电动机常用的启动方法
7.7了解感应电动机常用的调速方法
7.8了解转子电阻对感应电动机转动性能的影响
7.9了解电机的发热过程、绝缘系统、允许温升及其冷却方式
7.10了解感应电动机拖动的形式及各自特点
7.11了解感应电动机运行及维护工作要点
发输配和供配电历年考题统计
2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2 1 4 4 2 2 3
4.7.1三相绕组的电动势
线匝是由不同槽内的两根导体联结而成的匝数为1的线圈。线圈节距y1小于极距为短距线圈；线圈节y1等于极距为整距线圈；线圈节距y1大于极距为长距线圈。
整距线圈的感应电动势。
1)Nk线圈基波电动势的有效值为：
2)Nk匝线圈v次谐波电动势的有效值为：
整距分布线圈组的电动势。
q个相同的线圈串联成的线圈组的总基波电动势有效值为：
式中
——基波分布因数，小于1，
α——槽距角，p为极对数，Z为定子数。
q个相同的线圈串联成的线圈组的总谐波电动势有效值为：
式中——v次谐波分布因数，
三相单层分布绕组相电势。
1)每相绕组基波电动势有效值为：
式中N1——单层分布绕组的每相串联匝数，其中p为线圈组数。
2)每相v次谐波电动势有效值为
短距线圈的电动势
短距线圈两导体边的感应电动势相位误差不是180°。
1)单匝短距线圈基波电动势有效值为：
2)Nk匝短距线圈基波电动势有效值为：
式中kp1——基波节距因数，。
3)v次谐波，短距线圈感应的谐波电动势有效值为：
式中——v次谐波节距因数，。
4) 削弱高次谐波电动势的方法。适当地选择线圈的节距，使某次谐波的短距系数为零或接近于零，从而达到消除或削弱该次谐波电动势的目的。即则
(5)三相双层分布短距绕组的电动势。
1) 基波电动势。一相绕组的基波感应电动势有效值为：
式中N1——双层绕组的每相串联匝数，
kdpl基波绕组因数，kdpl=kdlkpl
2) 谐波电动势。一相绕组的v次谐波感应电动势有效值为：
式中kdpv ,v次谐波绕组因数，kdpv=kdvkpv。
4.7.2.三相绕组的磁动势--旋转磁动势
三相电机的每一相绕组单独产生的磁动势都是脉振磁动势。
⑵假定三相绕组流过的电流
基波磁动势。交流电机中的定子采用分布绕组，相邻两个线圈的空间间隔为槽距角a，产生的磁动势大小相等，相位互差三相绕组在电机气隙中产生的基波磁动势分别为：
(4) 三相合成基波磁动势。
结论：
1)对称三相绕组中通有频率为f的对称三相对称电流时，基波合成磁动势是一个正弦分布、按正弦规律分布、波幅不变的旋转磁动势以同步转速向前推移的正向旋转磁动势波，合成磁动势的幅值为单相磁动势幅值的3/2倍。如果对称m相绕组中通有频率为f的对称m相对称电流时，基波合成磁动势是一个正弦分布、按正弦规律分布、波幅不变的旋转磁动势以同步转速向前推移的正向旋转磁动势波，合成磁动势的幅值为单相磁动势幅值的m/2倍。
合成旋转磁动势基波转速为同步转速n1=60f/p。该转速也可以表示为：当电流变化一个周期的时间用360°表示时则时间上经过多少度，三相合成基波磁动势在空间上转过同样的电角度。
当某相电流达到交流的最大值时，基波合成旋转磁动势的幅值就与该相绕组的轴线重合。
4)三相基波合成磁动势的转向取决于电流的相序和三相绕组在空间的排列次序，基波合成磁动势朝着+α方向旋转，总是从电流超前相绕组的轴线转向电流之后相绕组的轴线。改变电流的相序，即可改变交流电机定子旋转磁场的方向，将电网接到电机的三相任意对调两个即可。
（5）对称三相绕组中通有频率为f的对称三相对称电流时，除基波合成磁动势外，还有v次奇次谐波，V=6k±1,其中五次谐波以及6k-1次谐波合成磁动势转向相反，7次谐波以及（6k+1)次谐波合成磁动势转向相同。V次谐波合成磁动势的转速为nv=n0/v。当三相绕组不对称或三相电流不对称是合成磁动势为椭圆形磁动势。
1）3次谐波合成磁动势对称三相电机中，三相绕组的三次磁动势合成磁动势等于零对称三相绕组的磁动势中不存在3次及3的倍数次谐波合成磁动势。
2）5次谐波磁动势。三相合成磁动势的5次磁动势分量为：
(三相磁动势的5次谐波合成磁动势是一个正弦分布、按正弦规律分布、波幅不变的旋转磁动势合成磁动势的幅值为单相磁动势幅值的3/2倍。
(旋转波的波长为基波的1/5，故全圆共有5p对极。
(旋转波的转速为基波转速的1/5，旋转的转向与基波相反。
3）7次谐波磁动势。三相合成磁动势的7次磁动势分量为
三相磁动势的7次谐波合成磁动势是一个正弦分布、按正弦规律分布、波幅不变的旋转磁动势合成磁动势的转速为基波转速的1/7倍。
4.7.3.异步电动机
(1) 额定值。每台电机上都有一块铭牌，标明有制造商为用户规定的该电机在正常运行状态时各量的保证值和限额。其中主要数据有：
1) 额定功率PN。额定功率指在额定运行状态下，电动机的输出功率，一般指的是轴上输出的机械功率，单位为W或kW。
对于三相异步电动机，额定功率为。
2) 定子额定电压UN。指额定运行状态下，定子绕组应接人的电源线电压，单位为V。
3) 定子额定线电流IN。指电动机在额定电压下，轴上输出额定功率时，定子绕组的线电流，单位为A。
4) 额定频率f1。我国规定工业用电的频率为50Hz。
5) 额定转速nN。指电动机运行于额定状态时转子的转速，单位为r/min。
6) 额定功率因数cosηN。电动机在上述额定状态下运行时定子侧的功率因数。
7) 额定效率ηN。电动机在额定状态下运行时，轴上输出的额定功率与定子侧输人的电功率（即额定输入功率）的比值。
除此之外，铭牌上还标有绝缘等级、温升、工作制等。
绕线转子异步电动机，还标有当定子接额定电压时，转子侧的开路电压E2N和额定电流I2N。
(2) 同步转速n1。异步电动机从空载到额定运行的范围内转差率s变化不大，转速接近同步转速n1(r/min)。同步转速取决于电网的频率f1、定子绕组的极对数p，即n1=60f1/p
(3) 转差率。异步电动机正常运行时，要使转子导体感应电动势，转子转速n不能等于磁场的转速（同步转速），存在转差转速或称为转差，即Δn=n1-n。
转差转速Δn与同步转速n1之比称为异步电动机的转差率，用s表示s=（n1-n2）/n1
转差率是异步电动机运行中一个极其重要的参数，与电动机的负载大小以及运行状态有着密切的关系。空载时转差率小于0.5%，额定运行时转差率小于5%。
异步电机运行状态：(电动机状态0n1,s<0(电磁制动状态
n<0,s>1。
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