异步电动机的等效电路及电动势产生机理

1.基本方程式

经过频率和绕组折算后，异步电动机的基本方程为

2.等效电路

根据基本方程式，再仿照变压器的分析方法，可以画出异步电动机的T形等效电路图，如图2-40所示。

图2-40　异步电动机的T形等效电路图

（1）T形等效电路。通过比较分析，异步电动机的T形等效电路和变压器带纯电阻负载时的等效电路相似，同时可以得出下列结论。

1）当异步电动机空载运行时，n≈n1，s≈0，则，相当于副边开路的变压器，I2≈0，I1=I0，此时电动机功率因数很低，产生的总机械功率也很小。

2）当异步电动机带额定负载运行时，转差率为0.01～0.06，此时转子电路中的电阻远大于电抗，转子功率因数比较高，定子功率因数也比较高。

3）当转子不动（堵转）时，异步电动机在运行过程中因负载过重、电压过低或被异物卡住等原因，使电动机停止转动，称之为堵转。此时n=0，s=1，，转轴上无机械功率输出，异步电动机相当于变压器副边短路的情况，定子和转子回路中电流均很大，功率因数却很低。

（2）Γ形等效电路。为了简化计算，与变压器一样，可将T形等效电路中的励磁支路从中间移到电源端，这样将混联电路简化为并联电路，通常将这个电路称为简化等效电路，也称Γ形等效电路，如图2-41所示。考虑到异步电动机的励磁阻抗比较小，励磁电流比较大，而定子漏抗也比变压器的大，若象变压器一样，简单地把励磁支路移到电源端就会产生较大误差，尤其是小容量的电动机。因此为了减少误差，在励磁支路中引入定子的漏阻抗，以校正电压增加时对励磁电路的影响。简化电路基本上能满足工程上对准确度的要求。(www.xing528.com)

从电磁感应本质看，异步电动机与变压器很相似，但两者之间也存在着本质区别：

1）变压器的主磁通是一个交变磁通，Φ0代表主磁通的幅值，而异步电动机的主磁场是旋转磁场，Φ0代表主磁场的每极磁通量。

图2-41　异步电动机的Γ形等效电路图

2）在异步电动机中，主磁通与定子、转子绕组有相对运动，磁通切割绕组导体而感应电动势，称“切割电动势”，电动势的频率取决于主磁通切割定子、转子绕组导体的相对转速；而变压器绕组电动势系交变主磁通感应产生，其频率等于主磁通交变频率，即电源频率。

3）变压器的绕组相当于整距集中绕组，而异步电动机一般为短距分布绕组。

4）变压器的磁路是闭合的铁芯，而异步电动机的主磁路存在空气间隙。

5）变压器的作用是升高或降低电压，实现电能传递，而异步电动机是进行能量转换。

6）异步电动机和变压器有着相同形式的等效电路，但它们的参数相差较大，见表2-10。

表2-10　变压器与异步电动机参数比较