當(dāng)異步電動機(jī)軸上不帶機(jī)械負(fù)載時,電動機(jī)只需很小的轉(zhuǎn)子電流來產(chǎn)生不大的電磁轉(zhuǎn)矩,以平衡電機(jī)本身機(jī)械損耗和附加損耗所引起的制動轉(zhuǎn)矩,因此這時轉(zhuǎn)差率很小,轉(zhuǎn)速n只略低于n1,氣隙旋轉(zhuǎn)磁場只以很低的相對轉(zhuǎn)速(n1—n)切割轉(zhuǎn)子繞組,產(chǎn)生很小的轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩,此時的定于電流i0稱為空載電流。i0中主要分量是用于產(chǎn)生主磁通的勵磁電流im。由于異步電動機(jī)存在氣隙,要求勵磁電流較大。因此一般異步電機(jī)空載電流的標(biāo)么值范圍為i0=0.02~0.4,小型電機(jī)甚至可達(dá)0.6,比變壓器的要大得多。
空載運(yùn)行時,從電網(wǎng)輸入的有功功率,只需供給異步電機(jī)機(jī)械損耗和空載附加損耗,而從電網(wǎng)輸入的無功功率卻很大,這對于電網(wǎng)的功率因數(shù)是很不利的。
與變壓器相仿,由于定子漏阻抗壓降i1z1σ較小,故在外施電壓u1保持一定時,定子電動勢的數(shù)值變化很小,因此在分析負(fù)載變化的物理過程時,可近似地認(rèn)為e1不變,于是φm、im和fm均可認(rèn)為不變。
當(dāng)空轉(zhuǎn)的電動機(jī)加上機(jī)械負(fù)載時,電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩暫時小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,就使轉(zhuǎn)速降低而轉(zhuǎn)差率s增大,接著氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場φm以較大的相對轉(zhuǎn)速(n1—n)切割轉(zhuǎn)子繞組。這就使轉(zhuǎn)子電動勢e2σ、轉(zhuǎn)子電流i2增大而產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩仍不夠大時,繼續(xù)上述減速過程。最后當(dāng)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩已上升到正好和電機(jī)軸上的負(fù)載機(jī)械轉(zhuǎn)矩相平衡時,電動機(jī)便在略低于空載轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面,隨著i2增大,轉(zhuǎn)子磁動勢跟著變大,破壞f1、f2原來的平衡,為了維持fm不變,合成此時f1必然要增加,定子電流i1必然要增加。即負(fù)載增加時,轉(zhuǎn)子電流i2增大時,定子電流i1l增大,成為i1中的主要分量,所以i1逐漸增大的同時,cos相應(yīng)提高,電動機(jī)從電網(wǎng)吸收更大的電功率p1=m1u1i1cos供給電機(jī)內(nèi)部損耗和轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械功率。