轉(zhuǎn)子電流頻率即轉(zhuǎn)子繞組電流頻率，符號(hào)表示為f?，設(shè)定電源頻轉(zhuǎn)速頻率為f?，轉(zhuǎn)差率為S，轉(zhuǎn)子的電流頻率計(jì)算公式為：f?=Sf?。

中文名

轉(zhuǎn)子電流頻率

外文名

Rotor current frequency

適用領(lǐng)域

電工學(xué)

符號(hào)

f?

概念

轉(zhuǎn)子繞組電流頻率

轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)子的實(shí)際機(jī)械轉(zhuǎn)速

通常用同步轉(zhuǎn)速

的分?jǐn)?shù)以及與之有關(guān)的轉(zhuǎn)差率

表示。轉(zhuǎn)差率定義為：

轉(zhuǎn)差率也可用轉(zhuǎn)差率的百分?jǐn)?shù)表示為：

推導(dǎo)

轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，由定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組的速度與相對(duì)于定子繞組的速度完全一樣。于是，轉(zhuǎn)子電流的

頻率與定子電流的頻率

相等。當(dāng)轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子電流的頻率為零。在其它轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子電流的頻率正比于轉(zhuǎn)差率

，證明如下。

首先，在

個(gè)極的磁場(chǎng)里，以

轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)體，其感應(yīng)電流的頻率

為：

在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)里，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為：

得到轉(zhuǎn)子電流的頻率為：

綜合上式有：

變換得：

這就是所謂的轉(zhuǎn)差頻率，在上式中，

轉(zhuǎn)子電流頻率，

定子輸入電流(或電壓)的頻率。

綜上所述：

定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步速旋轉(zhuǎn)

(相對(duì)于靜止的觀察者)。

轉(zhuǎn)子磁勢(shì)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也是與定子磁勢(shì)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向、同樣的同步速旋轉(zhuǎn)。定、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)彼此之間是相對(duì)靜止的。

轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)予轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為(

)，其中

是轉(zhuǎn)子本身實(shí)際的機(jī)械轉(zhuǎn)速。

在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)的電流和電壓其頻率是轉(zhuǎn)差頻率。

異步電動(dòng)機(jī)

從以上對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)分析可知，直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流太大；降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，雖然減小了啟動(dòng)電流，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也隨之減小。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的人為機(jī)械特性可知，在一定范圍內(nèi)增大轉(zhuǎn)子電阻可以增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子電阻增大還將減小啟動(dòng)電流，因此較大的轉(zhuǎn)子電阻可以改善啟動(dòng)性能。但是，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)希望轉(zhuǎn)子電阻小一些，這樣可以減小轉(zhuǎn)子銅損耗，提高電動(dòng)機(jī)的效率。怎樣才能使籠型異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)具有較大的轉(zhuǎn)子電阻，而在正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電阻又自動(dòng)減小呢？深槽式和雙籠型異步電動(dòng)機(jī)就可實(shí)現(xiàn)這一目的。

深槽式

圖1

深槽式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子槽形深而窄，通常槽深與槽寬之比為10～12或以上。當(dāng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中流過(guò)電流時(shí)，漏磁通的分布如圖1(a)所示。由圖可見，與導(dǎo)條底部相交鏈的漏磁通比槽口部分相交鏈的漏磁通多得多，因此若將導(dǎo)條看成是由若干個(gè)沿槽高劃分的小導(dǎo)體(小薄片)并聯(lián)而成，則越靠近槽底的小導(dǎo)體具有越大的漏電抗，而越接近槽口部分的小導(dǎo)體的漏電抗越小。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于

轉(zhuǎn)子電流的頻率

較高，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的漏電抗較大，因而各小導(dǎo)體中電流的分配將主要決定于漏電抗，漏電抗越大則電流越小。這樣在由氣隙主磁通所感應(yīng)的相同電動(dòng)勢(shì)的作用下，導(dǎo)條中靠近槽底處的電流密度將很小，越靠近槽口則越大，因此沿槽高的電流密度分布如圖1(b)所示，這種現(xiàn)象稱為電流的集膚效應(yīng)。南于電流好像被擠到槽口處，因而又稱為擠流效應(yīng)。集膚效應(yīng)的效果相當(dāng)于減小了導(dǎo)條的高度和截面(圖1(c))，增大了轉(zhuǎn)子電阻，從而滿足了啟動(dòng)的要求。

當(dāng)啟動(dòng)完畢，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)子電流頻率很低，一般為1～3Hz，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的漏電抗比轉(zhuǎn)子電阻小得多，因而前述各小導(dǎo)體中電流的分配將主要決定于電阻。由于各小導(dǎo)體電阻相等，導(dǎo)條中的電流將均勻分布，集膚效應(yīng)基本消失，因而轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻恢復(fù)(減小)為自身的直流電阻?？梢?，正常運(yùn)行時(shí)，深槽式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻能自動(dòng)變小，從而滿足了減小轉(zhuǎn)子銅損、提高電動(dòng)機(jī)效率的要求。

雙籠型

圖2

雙籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上有兩套籠，即上籠和下籠，如圖2(a)所示。上籠導(dǎo)條截面積較小，并用黃銅或鋁青銅等電阻率較大的材料制成，電阻較大；下籠導(dǎo)條的截面積較大，并用電阻率較小的紫銅制成，電阻較小。雙籠型電動(dòng)機(jī)也常用鑄鋁轉(zhuǎn)子，如圖2(b)所示；顯然下籠交鏈的漏磁通要比上籠多得多，因此下籠的漏電抗也比上籠大得多。