與變壓器一樣，在電機(jī)中也存在著漏磁，因?yàn)椋ㄗ优c轉(zhuǎn)子之間存在著0.5～3mm的氣隙，如此，定子的漏磁通就是定子鐵芯與氣隙成閉合回路的磁通，轉(zhuǎn)子的漏磁則是轉(zhuǎn)子鐵芯與氣隙成閉合回路的磁通。這點(diǎn)結(jié)合變壓器的漏磁特性，非常好理解。



定子的漏磁通在定子繞組中引起漏電感L1σ，轉(zhuǎn)子的漏磁通則在轉(zhuǎn)子繞組中引起漏電感L2σ。Xm記作轉(zhuǎn)子繞組最大感抗，也就是電機(jī)在起動瞬間的感抗，則Xm=ωL2σ=2πfL2σ。轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)感抗則等于轉(zhuǎn)差率s與Xm的乘積，即X2=sXm。

所以，在轉(zhuǎn)子繞組中，既有電阻，又有感抗，合起來就叫做阻抗。常溫下，電阻基本可以看做是一個不變的量，但感抗則是一個瞬時(shí)變化的量，兩者之間滿足阻抗三角形關(guān)系。阻抗等于電阻平方與感抗平方的和，再開根號。



有了轉(zhuǎn)子阻抗和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢，就可求轉(zhuǎn)子電流，因?yàn)檗D(zhuǎn)子阻抗與轉(zhuǎn)子電勢都與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，所以，轉(zhuǎn)子電流I2是一個動態(tài)量，轉(zhuǎn)子電路的電流I2隨s的增大而增大。

負(fù)載運(yùn)行時(shí)，當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子電流變大，反映到定子側(cè)，定子電流也隨之增大，這就是電機(jī)電流增大的原因。

電機(jī)起動時(shí)，轉(zhuǎn)差率最大，s=1，此時(shí)，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢最大，轉(zhuǎn)子電流也最大，定子電流通常為額定電流的4～7倍，起動沖擊電流且不論，可以達(dá)到額定電流的10～14倍，按12倍選擇開關(guān)設(shè)備，同樣源于此。



再看一些轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cosθ，電阻r與阻抗Z的比值。因?yàn)樽杩筞是個動態(tài)量，所以，cosθ必然是個動態(tài)量。r不變，Z隨轉(zhuǎn)差率s的增大而增大，所以，cosθ必然隨著s的增大而減小，轉(zhuǎn)速越慢，功率因數(shù)cosθ就越低。電機(jī)起動時(shí)，s=1，此刻，功率因數(shù)最低。



電機(jī)中定子電流I1是由轉(zhuǎn)子電流I2來決定的。在異步電動機(jī)中，能量以旋轉(zhuǎn)磁通為媒介，由定子傳遞到轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場所獲得的能量，除很小一部分轉(zhuǎn)換為熱損耗外(電阻發(fā)熱)，其余均轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械能。如此，就將電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子聯(lián)系在了一塊。

最后，再看一下轉(zhuǎn)子的輸出轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩等于電磁轉(zhuǎn)矩與摩擦轉(zhuǎn)矩之差。轉(zhuǎn)矩是看轉(zhuǎn)軸來輸出的，而轉(zhuǎn)子則壓裝在了轉(zhuǎn)軸上，兩端用軸承加以配合，所以，軸承會帶來一部分的摩擦損耗，但很小，基本可以忽略不計(jì)。電機(jī)空載時(shí)，可以默認(rèn)為轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩為0，定子電流則為電機(jī)的勵磁電流，其負(fù)載電流為0。



電磁轉(zhuǎn)矩是由旋轉(zhuǎn)磁場的磁通Φ與轉(zhuǎn)子電流I2相互作用而產(chǎn)生的，因而，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電流的有功分量及定子旋轉(zhuǎn)磁場磁通呈正比，磁場越強(qiáng)，轉(zhuǎn)子電流越大，電磁轉(zhuǎn)矩也越大，其表達(dá)式為：T=kΦI2cosθ。

電源電壓若保持不變，磁通則不會變化，如此，電磁轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子電流的有功分量，即T∝I2cosθ。所以，阻轉(zhuǎn)矩增大，電流必然增大，因?yàn)椋敵鲛D(zhuǎn)矩要與阻轉(zhuǎn)矩保持平衡。

若電源電壓發(fā)生變化，影響到的是旋轉(zhuǎn)磁場磁通，所以電源電壓對電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩影響較大，輸出轉(zhuǎn)矩與定子每相電壓的平方呈正比關(guān)系，相電壓降低一點(diǎn)，轉(zhuǎn)矩將按平方關(guān)系降低，這也是電機(jī)在電源電壓降低時(shí)容易報(bào)過流的原因。

電機(jī)轉(zhuǎn)子屬于電機(jī)比較重要的地方，結(jié)合現(xiàn)場，能夠?qū)﹄姍C(jī)運(yùn)行做出正確的判斷，也能為電機(jī)保護(hù)提供點(diǎn)基礎(chǔ)積累。

作者：電氣星辰