异步电机电磁转矩解析：简化等效电路与功率关系

"该资源是Oracle Database 12c DBA官方手册的一部分，涉及异步电机的简化等效电路和功率表达式。手册通过图5.25展示了异步电机的简化电路，并提供了电磁转矩的参数表达式，以及电磁功率和电磁转矩的计算公式。此外，还讨论了电机在电压和频率恒定时，电磁转矩与滑差率s的关系曲线。" 在电机学中，异步电机是一种广泛应用的电动机类型。它的工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律，实现了电能到机械能的转换。在描述异步电机的运行特性时，简化等效电路是一个重要的分析工具。如图5.25所示的简化电路，通常包括定子电阻Rs、转子电阻Rr以及互感系数Xs和Xm。 电机的电磁转矩Tem与电机参数密切相关，可以通过以下表达式来表示： \( Tem = \sigma_{1} \cdot \sigma_{2} \cdot (X_{1}^2 + X_{2}^2) \cdot \sqrt{R_{1}^2 + (X_{1} - \omega_{s}X_{m})^2} \) 电磁功率Pem则由： \( Pem = \sigma_{1} \cdot \sigma_{2} \cdot U_{1} \cdot I_{1}' \) 和 \( Pem' = \frac{(X_{1}^2 + X_{2}^2)}{2\cdot R_{1}} \cdot (I_{1}')^2 \) 两部分组成，其中\( \sigma_{1}, \sigma_{2} \)是电机相位间的电势差，\( U_{1}, I_{1}' \)是相电压和相电流，\( X_{1}, X_{2} \)是等效阻抗，\( R_{1} \)是定子电阻，\( \omega_{s} \)是滑差角频率。 进一步，电磁转矩Tem与滑差率s的关系为： \( T_{em} = \frac{\pi}{2} \cdot \sigma_{1} \cdot \sigma_{2} \cdot X_{1} \cdot X_{2} \cdot \sqrt{R_{1}^2 + (X_{1} - \omega_{s}X_{m})^2} \) 这个关系表明，当电压U1和频率f1保持恒定时，电磁转矩Tem仅与滑差率s有关，形成如图5.26所示的特性曲线。 电机的类型多样，如直流电机、交流电机（包括异步电机和同步电机），它们在电力系统中起到关键作用。对于异步电机，其主要特点是转子速度总是略低于旋转磁场的速度，这种速度差导致了电磁转矩的产生。电机的发展历程涉及了理论、设计、制造技术的进步，而电机分析通常包括磁路计算、能量转换过程以及机电性能的研究。在电机学中，理解和掌握电机的工作原理、性能分析方法对于电机的设计和控制至关重要。