三相異步電動機定子繞組接到三相電源后，氣隙內(nèi)即建立旋轉(zhuǎn)磁場。這個磁場以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)，幅值不變。其分布近乎正弦，好像一種旋轉(zhuǎn)的磁極。它同時切割定.轉(zhuǎn)子繞組，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。雖然在定.轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢的頻率有所不同，但兩者定量計算的方法是一樣的。本節(jié)討論由正弦分布.以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場在定子繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
一、繞組的感應(yīng)電動勢及短矩系數(shù)
1.導體的感應(yīng)電動勢
當磁場在空間作正弦分布，并以恒定的轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)時，導體感應(yīng)的電動勢為一正弦波，其最大值為
導體電勢的有效值為
而，所以有
2.整距線圈的感應(yīng)電動勢
圖1 匝電動勢的計算
在圖1(a)中，將相隔一個極距，即相差180°空間電角度的位置上放置兩根導體u1和u2，并在上端用導線將它們連成一個整距線圈。線匝下面的兩個端頭分別稱頭和尾。由于兩根導體在空間相間一個極距，則可知，若一根導體處在n極極面下，另一根導體必定處在s極極面下對應(yīng)的位置，它們切割磁場所感應(yīng)出的電動勢必然大小相等.方向相反。即在時間相位上彼此相差180°時間電角度，每根導體的基波電動勢相量則如圖1(b)所示。每個線匝的電動勢為
有效值
在一個線圈內(nèi)，每一匝電動勢的大小和相位都是相同的，所以整距線圈的電動勢為
有效值
3.短距繞組的感應(yīng)電動勢
這時線圈節(jié)距＜，則電動勢和相位差不是180°，而是相差γ，γ是線圈節(jié)距所對應(yīng)的電角度。
因此匝電勢為
式中 ——短距因數(shù)，。則短距線圈的電動勢為
短距系數(shù)的物理含義是：由于繞組短距后，兩繞組邊中感應(yīng)電動勢不再相等。求繞組電動勢時不能像整矩繞組那樣代數(shù)相加，而是相量相加，也就是把繞組看成是整距后所求繞組電動勢再做折算。
二、線圈組的感應(yīng)電動勢及分布系數(shù)
線圈組是由q個繞組串聯(lián)組成的，若是集中繞組(q個繞組均放在同一槽中)，則每個繞組的電動勢大小.相位都相同，對于分布繞組，q個繞組嵌放在相鄰α槽距角的q個槽中，對每個繞組而言，它們切割旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小應(yīng)完全相同。但由于q個繞組在定子空間分布而互差(，則磁場切割它們必然有先有后，這就使得q繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在時間相位上有超前滯后。顯而易見，q個繞組中感應(yīng)電動勢在時間上依次相差α電角度，如圖2(a)所示。線圈組電動勢為q個繞組電動勢的相量和，即
由于q個相量大小相等，又依次位移角，所以它們依次相加就組成一個正多邊形。所
以有
圖2分布繞組組基波電動勢相量圖
式中 ——分布因數(shù)，
線圈組的電動勢為
成為繞組因數(shù)。
三、一相繞組的基波感應(yīng)電動勢
一相繞組有a條支路，一條支路由若干個繞組組串聯(lián)組，因此一相繞組的電動勢等于每一條并聯(lián)支路的電動勢。一般情況下，每條支路中所串聯(lián)的幾個繞組組的電動勢都是大小相等.相位相同的，因此，可將該相一條支路所串的幾個繞組組電動勢直接相加。對于單層繞組，每條支路由p/a個繞組組串聯(lián)而成。對于雙層繞組，每條支路由2p/a個繞組組串聯(lián)而成。所以每相繞組電動勢為
雙層繞組
單層繞組
以上兩式中和分別表示雙層繞組和單層繞組每條支路的串聯(lián)匝數(shù)，統(tǒng)一用有效匝數(shù)n表示，這樣就可得到繞組相電動勢的一般公式
式中 n——每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)。
上式是計算交流繞組每相電動勢有效值的一個普遍公式。它與變壓器中繞組感應(yīng)電動勢的計算公式十分相似，僅多一項繞組系數(shù)。事實上，因為變壓器繞組中每個線匝的電動勢大小.相位都相同，因此變壓器繞組實際上是一個集中整距繞組。
4.電樞繞組的磁動勢
在闡述三相異步電動機的工作原理時，曾指出，在三相異步電動機中，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的前提是需要產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)磁場。實際上，這種旋轉(zhuǎn)磁場是由該電動機定子上的對稱三相繞組中通入對稱三相交流電流時產(chǎn)生的磁動勢建立的。因為此旋轉(zhuǎn)磁動勢是對稱三相繞組中通入對稱三相交流電流時所形成的總磁動勢，所以這個總磁動勢肯定既是空間的函數(shù)，又是時間的函數(shù)。本節(jié)從分析一個繞組的磁動勢開始，進而分析一個繞組組以及一個相繞組的磁動勢。然后把3個相繞組的磁動勢疊加起來，便可得出三相繞組的合成磁動勢。
1.單相繞組的磁動勢——脈振磁動勢
組成相繞組的單元是繞組，那么合成為單相繞組磁動勢的單元就是繞組的磁動勢，下面先分析一個繞組所產(chǎn)生的磁動勢。
圖4 整距繞組產(chǎn)生的磁動勢
１.整距線圈的磁動勢
圖4(a)所示為一臺兩極異步電動機的磁場分布示意圖，定子上有一個匝數(shù)為ny的整距繞組u1-u2，繞組中有電流通過，從u2流入，從u1流出。電流所建立的磁場的磁力線分布如圖中虛線所示，為二極磁場。
根據(jù)全電流定律，每根磁力線所包圍的全電流為
式中 ——繞組匝數(shù)，即繞組中每一有效邊的導體數(shù)。
設(shè)想將電動機在放置u1繞組邊的地方切開并展平，如圖5(b)所示，如確定磁極軸線為y軸，定子內(nèi)圓周為x軸。若繞組中通入交流電流，,因為電流是隨時間變化的，這里選擇，這一個合適的時間來分析。在討論直流電動機電樞磁動勢時，分析過這種整距繞組(直流電動機中稱為元件)磁動勢的分布情況，已確定這種整距線圈所產(chǎn)生的磁動勢在空間分布波形是一個矩形波，其周期為兩個i極距，其幅值等于磁力線所包圍的全電流的一半為，周期為2。則磁動勢矩形波幅值的一般表達式為
它隨時間的變化作正弦變化，當電流為最大值時，矩形波的高度也為最大值，當電流改變方向時，磁動勢也隨之改變方向。圖6.16表示不同瞬時矩形波幅值隨時間變化的關(guān)系。這種從空間上看位置固定，從時間上看大小在正負最大值之間變化的磁動勢，稱之為脈振磁動勢。脈振的頻率就是交流電流的頻率。
2.整距線圈組的磁動勢
定子三相對稱繞組不論是雙層還是單層，每個繞組組都是由q個相同的繞組串聯(lián)起來，各繞組之間依次相差一個槽距角(。以q=3的整距繞組組為例，3個繞組產(chǎn)生的磁動勢矩形波大小相等，在空間依次相隔(電角度；如圖所示。