與變壓器一樣，在電機中也存在著漏磁，因為，定子與轉子之間存在著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，轉子的漏磁則是轉子鐵芯與氣隙成閉合回路的磁通。這點結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，轉子的漏磁通則在轉子繞組中引起漏電感L2σ。Xm記作轉子繞組最大感抗，也就是電機在起動瞬間的感抗，則Xm=ωL2σ=2πfL2σ。轉子的瞬時感抗則等于轉差率s與Xm的乘積，即X2=sXm。

所以，在轉子繞組中，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變化的量，兩者之間滿足阻抗三角形關系。阻抗等于電阻平方與感抗平方的和，再開根號。



有了轉子阻抗和轉子感應電勢，就可求轉子電流，因為轉子阻抗與轉子電勢都與轉差率s有關，所以，轉子電流I2是一個動態量，轉子電路的電流I2隨s的增大而增大。

負載運行時，當阻轉矩增大，電機轉速降低時，轉差率增大，轉子電流變大，反映到定子側，定子電流也隨之增大，這就是電機電流增大的原因。

電機起動時，轉差率最大，s=1，此時，轉子感應電勢最大，轉子電流也最大，定子電流通常為額定電流的4～7倍，起動沖擊電流且不論，可以達到額定電流的10～14倍，按12倍選擇開關設備，同樣源于此。



再看一些轉子功率因數cosθ，電阻r與阻抗Z的比值。因為阻抗Z是個動態量，所以，cosθ必然是個動態量。r不變，Z隨轉差率s的增大而增大，所以，cosθ必然隨著s的增大而減小，轉速越慢，功率因數cosθ就越低。電機起動時，s=1，此刻，功率因數最低。



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

最后，再看一下轉子的輸出轉矩，轉子輸出轉矩等于電磁轉矩與摩擦轉矩之差。轉矩是看轉軸來輸出的，而轉子則壓裝在了轉軸上，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。電機空載時，可以默認為轉子輸出轉矩為0，定子電流則為電機的勵磁電流，其負載電流為0。



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

電源電壓若保持不變，磁通則不會變化，如此，電磁轉矩正比于轉子電流的有功分量，即T∝I2cosθ。所以，阻轉矩增大，電流必然增大，因為，輸出轉矩要與阻轉矩保持平衡。

若電源電壓發生變化，影響到的是旋轉磁場磁通，所以電源電壓對電機輸出轉矩影響較大，輸出轉矩與定子每相電壓的平方呈正比關系，相電壓降低一點，轉矩將按平方關系降低，這也是電機在電源電壓降低時容易報過流的原因。

電機轉子屬于電機比較重要的地方，結合現場，能夠對電機運行做出正確的判斷，也能為電機保護提供點基礎積累。

作者：電氣星辰