三相感应电动机的绕组电动势;定子电动势和转子电动势
设下标“s”和“r”分别表示定子和转子量。则:
𝑉𝑠 = 每相定子施加电压
𝑁𝑠 = 每相串联定子绕组匝数
𝑁𝑟 = 每相串联转子绕组匝数
ϕ = 气隙中的合成磁通
𝐸𝑠 = 每相定子感应电动势
𝐸𝑟0 = 转子静止时每相感应电动势
𝐸𝑟𝑠 = 转子以滑差𝑠旋转时每相感应电动势
𝑅𝑠 = 每相定子绕组电阻
𝑅𝑟 = 每相转子绕组电阻
𝐿𝑟0 = 转子静止时每相由于漏磁通引起的电感
𝑋𝑟0 = 转子静止时每相漏抗
𝑓𝑠=电源频率
𝑓𝑟 = 转子以滑差𝑠旋转时感应电动势的频率
𝑋𝑟𝑠 = 转子以滑差𝑠旋转时每相漏抗
𝑘𝑑𝑠 = 定子绕组分布系数
𝑘𝑑𝑟 = 转子绕组分布系数
𝑘𝑐𝑠 = 定子绕组线圈跨距系数
𝑘𝑐𝑟 = 转子绕组线圈跨距系数
则,每相定子绕组感应电动势由下式给出:
$$\mathrm{𝐸_𝑠 = 4.44\: 𝑘_{𝑐𝑠} \:𝑘_{𝑑𝑠}\: 𝑓_𝑠 \:\varphi\: 𝑁_𝑠 … (1)}$$
转子静止时每相感应电动势由下式给出:
$$\mathrm{𝐸_{𝑟0} = 4.44 \:𝑘_{𝑐𝑟}\: 𝑘_{𝑑𝑟}\: 𝑓_𝑠\: \varphi\: 𝑁_𝑟 … (2)}$$
转子以滑差's'旋转时每相感应电动势由下式给出:
$$\mathrm{𝐸_{𝑟𝑠} = 𝑠 𝐸_{𝑟0}}$$
$$\mathrm{\therefore 𝐸_{𝑟𝑠} = 4.44 𝑘_{𝑐𝑟} 𝑘_{𝑑𝑟}\: 𝑠 \:𝑓_𝑠 \:\varphi \:𝑁_𝑟 … (3)}$$
现在,设:
- 𝑘𝑐𝑠 𝑘𝑑𝑠 = 𝑘𝑤𝑠 = 定子绕组系数
- 𝑘𝑐𝑟 𝑘𝑑𝑟 = 𝑘𝑤𝑟 = 转子绕组系数
则:
$$\mathrm{𝐸_𝑠 = 4.44 𝑘_{𝑤𝑠}\: 𝑓_𝑠 \:\varphi \:𝑁_𝑠 … (4)}$$
和
$$\mathrm{𝐸_{𝑟𝑠} = 4.44 𝑘_{𝑤𝑟} 𝑠 𝑓_𝑠 \varphi 𝑁_𝑟 … (5)}$$
现在,取方程(4)和(5)的比值,得到:
$$\mathrm{\frac{𝐸_{𝑠}}{𝐸_{𝑟𝑠}}=\frac{𝑘_{𝑤𝑠} 𝑁_{𝑠}}{𝑘_{𝑤𝑟} 𝑁_{𝑟}}=\frac{𝑁_{𝑒𝑠}}{𝑁_{𝑒𝑟}}= 𝑎_{𝑒𝑓𝑓}… (6)}$$
其中,Nes和Ner分别称为每相有效定子匝数和转子匝数。
而𝑎𝑒𝑓𝑓称为感应电动机的有效匝数比。
同时,
$$\mathrm{\frac{𝐼′_𝑟}{𝐼_𝑟}=\frac{𝑁_{𝑒𝑟}}{𝑁_{𝑒𝑠}}=\frac{1}{𝑎_{𝑒𝑓𝑓}}… (7)}$$
从公式(6)可以看出,定子和转子电动势之比在静止状态下是恒定的。此比值取决于匝数比,并由绕组的分布系数和线圈跨距系数修正。因此,感应电动机表现得像一个变压器。定子和转子的槽数可能不同,因此定子和转子绕组的系数也不相同。