异步电机电磁转矩的物理表达与电机发展概述

电磁转矩是电机运行中的关键参数，它反映了电动机的驱动力矩和负载转动的能力。本文讨论的是异步电机电磁转矩的三种表达式，这些表达式在理解电机性能和控制中至关重要。 首先，物理表达式（5.80）描述了电磁转矩与主磁通（φ）、转子有功电流（Iem）之间的关系。转矩T与定子和转子的参数有关，包括主磁通（Φ）、转子电动势（E），以及转子电流（Im）。公式中涉及的参数如转速（ω）、漏阻抗（R）、极对数（p）、转子电阻（Rs）等都是电机的重要参数。转矩的计算还考虑了转子的角速度（Ω），通过转子电动势的折算来反映在定子方程中。 其次，折算到定子方的转子相电动势（mN1112π2ΦkNfE）进一步简化了表达式，使得转矩T可以通过转子电流的余弦函数和磁通的余弦函数来表示（5.81）。这里的磁通系数C（CM）反映了电机的构造特性，对于实际异步电机，它是常数。 这三种表达式（物理表达式、折算后的定子方程）是电机工程师理解和设计电机系统的基础，它们在电机控制、性能评估、故障诊断等方面具有重要作用。电机学的研究范围不仅包括电磁式电机，还包括电机的工作原理、电磁基本定律（如全电流定律、电磁感应定律和电磁力定律）、铁磁材料特性（如磁导率、磁滞损耗、涡流损耗等）以及磁路计算。理解这些概念有助于我们深入探讨电机的能量转换过程、分析电机的运行行为，并根据需要调整电机的性能和效率。 在电机学的章节中，还介绍了电机的定义，明确了电机学的侧重点在于基于电磁感应和电磁力定律的机电能量转换装置，例如旋转电机。电机的主要类型按运动方式分为静止的变压器和运动的直线电机与旋转电机，后者又进一步细分为直流电机和交流电机，交流电机再根据运行速度与电源频率的关系分为异步电机和同步电机。这样的分类系统帮助我们全面了解电机世界的多样性。 掌握电磁转矩的表达式和电机学的基本原理，对于电机工程师来说是至关重要的，它涉及到电机的设计、优化、维护和应用等多个方面。