三相異步電動機(jī)(3)

1、第第5章章第第5章章 三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、類別、銘牌三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、類別、銘牌5.1三相異步電動機(jī)的工作原理三相異步電動機(jī)的工作原理5.2三相異步電動機(jī)的繞組三相異步電動機(jī)的繞組5.3三相異步電動機(jī)的磁動勢三相異步電動機(jī)的磁動勢5.4三相異步電動機(jī)的電動勢三相異步電動機(jī)的電動勢5.5三相異步電動機(jī)的電磁分析三相異步電動機(jī)的電磁分析5.6三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖5.7三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩5.8三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定5.9三相異步電動機(jī)的工作特性三相異步電動機(jī)的工作

2、特性5.10下 頁上 頁第第5章章本章教學(xué)基本要求n熟悉鼠籠式和繞線式異步電動機(jī)的基本構(gòu)造及主要結(jié)構(gòu)部件的作用，掌握三相異步電動機(jī)的基本工作原理。n了解交流電機(jī)繞組的構(gòu)成原則及其基本知識，了解短距系數(shù)、分布系數(shù)及繞組系數(shù)的物理意義，掌握三相交流繞組的類別及常用三相繞組的連接規(guī)律和特點(diǎn)。n了解單相繞組磁動勢性質(zhì)，理解三相繞組磁動勢性質(zhì)及特點(diǎn)，理解交流電機(jī)繞組的感應(yīng)電勢公式，掌握感應(yīng)電勢的計算。n了解異步電動機(jī)空載運(yùn)行的物理過程，了解異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行的物理過程，了解三相異步電動機(jī)的工作特性。n理解異步電動機(jī)空載運(yùn)行時的基本方程式、等值電路；理解轉(zhuǎn)差率對轉(zhuǎn)子回路各物理量的影響；理解異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)

3、行時的基本方程式、等值電路，理解異步電動機(jī)負(fù)載運(yùn)行時的功率，轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系；理解電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式及其物理意義。掌握異步電動機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩計算；掌握三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定方法。下 頁上 頁返 回第第5章章本章教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)n重點(diǎn)：重點(diǎn)： 1.旋轉(zhuǎn)磁場，三相異步電動機(jī)的基本工作原理； 2.交流電機(jī)繞組構(gòu)成，感應(yīng)電勢計算，三相繞組磁動勢性質(zhì)及特點(diǎn) ； 3. 轉(zhuǎn)差率對轉(zhuǎn)子回路各物理量的影響，等值電路，功率、轉(zhuǎn)矩計算； 4.三相異步電動機(jī)參數(shù)測定；n難點(diǎn)：難點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生原理，三相繞組的連接規(guī)律，三相繞組磁動勢性質(zhì)及特點(diǎn) ，感應(yīng)電勢、功率及轉(zhuǎn)矩計算。下 頁上 頁返 回第第5章章本次課程內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)

4、容：內(nèi)容： 電動機(jī)空載時的電磁關(guān)系、電動機(jī)負(fù)載時的電磁關(guān)系、基本方程式、等效電路和相量圖重點(diǎn)：重點(diǎn)： 電動機(jī)負(fù)載時的電磁關(guān)系、基本方程式、等效電路和相量圖，繞組折算和頻率折算方法難點(diǎn)：難點(diǎn)： 電動機(jī)負(fù)載時的電磁關(guān)系下 頁上 頁返 回第第5章章異步電動機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間只有磁的耦合，無電的直接聯(lián)系，異步電動機(jī)定子繞組從電源吸取的能量借助于電磁感應(yīng)作用傳遞給轉(zhuǎn)子。異步電動機(jī)的定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次繞組，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于二次繞組，從電磁感應(yīng)原理和能量傳遞來看，異步電動機(jī)與變壓器有很多相似之處，故分析變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系的基本方法也適應(yīng)于異步電動機(jī)。異步電動機(jī)正常運(yùn)行時通常是旋轉(zhuǎn)的，隨轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)子中感

5、應(yīng)電動勢及電流的頻率也要隨之變化，與定子電動勢及電流頻率不相等。同時，轉(zhuǎn)子回路各物理量也會相應(yīng)變化，故異步電動機(jī)分析與計算比變壓器復(fù)雜。5.6 三相異步電動機(jī)的電磁分析三相異步電動機(jī)的電磁分析下 頁上 頁返 回與變壓器相比，異步電動機(jī)在磁與變壓器相比，異步電動機(jī)在磁路上與變壓器有什么區(qū)別？路上與變壓器有什么區(qū)別？第第5章章1、主、漏磁通的分布 根據(jù)磁通路徑和性質(zhì)不同，異步電動機(jī)的磁通分為根據(jù)磁通路徑和性質(zhì)不同，異步電動機(jī)的磁通分為主主磁通和漏磁通磁通和漏磁通。 主磁通主磁通m同時交鏈定、轉(zhuǎn)子繞組，其路徑為：定子同時交鏈定、轉(zhuǎn)子繞組，其路徑為：定子鐵心鐵心氣隙氣隙轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心氣隙氣隙定子鐵心

6、。定子鐵心。主磁通起傳主磁通起傳遞能量的媒介作用。遞能量的媒介作用。 除了主磁通以外的磁通稱為漏磁通，漏磁通除了主磁通以外的磁通稱為漏磁通，漏磁通包包括槽漏磁通、端漏磁通和高次諧波磁通。括槽漏磁通、端漏磁通和高次諧波磁通。漏磁通不起漏磁通不起能量的傳遞作用，只起電抗壓降作用。能量的傳遞作用，只起電抗壓降作用。5.6.1 三相異步電動機(jī)空載時的電磁關(guān)系三相異步電動機(jī)空載時的電磁關(guān)系下 頁上 頁返 回第第5章章主磁通與漏磁通下 頁上 頁返 回第第5章章槽漏磁通和端部漏磁通下 頁上 頁返 回第第5章章說明 諧波漏磁通是由定子三相合成磁勢中的高次諧波磁勢產(chǎn)生的，嚴(yán)格說，它是通過氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈繞的磁

7、通，與槽漏磁通和端部漏磁通是有差別的，為了表明這種差別，諧波漏磁通又稱差別漏磁通，將諧波磁通歸為漏磁通中是為了計算上的方便。下 頁上 頁返 回第第5章章2、空載電流和空載磁動勢異步電動機(jī)空載運(yùn)行時的定子電流稱為空載電流異步電動機(jī)空載運(yùn)行時的定子電流稱為空載電流。基波幅值為載磁動勢產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢為空三相空載電流,01mFI11110902IpkN.mFwmarIII111:即即. 000,222F，I，E，、于是乎為零轉(zhuǎn)子之間相對速度幾定接近同步速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很高空載運(yùn)行時.,11111rarIIIII即基本為一無功性質(zhì)電流所以由于ar功分量功分量損耗的有損耗的有另一個是用來供給鐵心另一個是用來供

8、給鐵心的無功分量的無功分量一是用來一是用來由兩部分組成由兩部分組成異步電動機(jī)空載電流異步電動機(jī)空載電流與變壓器一樣與變壓器一樣F1產(chǎn)生主磁通產(chǎn)生主磁通II1I,1,:m。下 頁上 頁返 回第第5章章3、電磁關(guān)系11rI1U ()三相系)(1三相系統(tǒng)I)(0三相合成mF1E0m11E02 E4 4、空載運(yùn)行時的電壓平衡方程空載運(yùn)行時的電壓平衡方程感應(yīng)電動勢與變壓器一樣與變壓器一樣, ,主、漏磁通在定子繞組上感應(yīng)的電動勢主、漏磁通在定子繞組上感應(yīng)的電動勢mwkNf.jE1111444111xI jE異步電動機(jī)空載時的電磁關(guān)系與異步電動機(jī)空載時的電磁關(guān)系與變壓器變壓器非常相似。非常相似。下 頁上 頁

9、返 回第第5章章電壓平衡方程與等效電路 與變壓器一樣，根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可列出空載時與變壓器一樣，根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可列出空載時定子每相電壓方程式：定子每相電壓方程式：1111111111111IZExI jrIErIEEU同樣也有：同樣也有： 根據(jù)上兩式，可以作出空載時根據(jù)上兩式，可以作出空載時等效電路。等效電路。mmmZIjxrIE111)(下 頁上 頁返 回第第5章章 盡管異步電動機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器相似，但它們之盡管異步電動機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器相似，但它們之間還是有差別的：間還是有差別的：1 1）主磁場性質(zhì)不同：異步電動機(jī)為旋轉(zhuǎn)磁場，變壓器為脈動）主磁場性質(zhì)不同：異步電動機(jī)為旋

10、轉(zhuǎn)磁場，變壓器為脈動磁場磁場.4 4）由于存在氣隙）由于存在氣隙, ,異步電動機(jī)漏抗較變壓器的大異步電動機(jī)漏抗較變壓器的大. .;I ,E,I ,E)000022222 變變壓壓器器異異步步電電動動機(jī)機(jī)空空載載時時%.10%2%,30%20%,)31的僅為而變壓器為異步電動機(jī)由于存在氣隙I5)5)異步電動機(jī)通常采用短距和分布繞組異步電動機(jī)通常采用短距和分布繞組, ,計算時需考慮繞組計算時需考慮繞組系數(shù)系數(shù), ,變壓器則為整距集中繞組變壓器則為整距集中繞組, ,可認(rèn)為繞組系數(shù)為可認(rèn)為繞組系數(shù)為1.1.下 頁上 頁返 回第第5章章異步電動機(jī)帶上機(jī)械負(fù)載時，電動機(jī)以低于同步轉(zhuǎn)速的異步電動機(jī)帶上機(jī)械負(fù)

11、載時，電動機(jī)以低于同步轉(zhuǎn)速的速度旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。定子旋速度旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)向與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同。定子旋轉(zhuǎn)磁場以相對速度轉(zhuǎn)磁場以相對速度n=n1-n切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組中切割轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組中將感應(yīng)電動勢將感應(yīng)電動勢2和電流和電流2。轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流2 還將產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)還將產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)子磁勢子磁勢2，總的氣隙磁勢則是，總的氣隙磁勢則是1與與2的合成，由它們來的合成，由它們來共同建立氣隙磁場。共同建立氣隙磁場。 5.6.2三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁勢負(fù)載運(yùn)行時物理狀況負(fù)載運(yùn)行時物理狀況下 頁上 頁返 回第第5章章 無論是繞線式異步電動機(jī)還是鼠籠式異步電動機(jī)，無論是繞線式異步電動機(jī)

12、還是鼠籠式異步電動機(jī)，轉(zhuǎn)子磁勢都是一個旋轉(zhuǎn)磁勢轉(zhuǎn)子磁勢都是一個旋轉(zhuǎn)磁勢，這個磁勢所產(chǎn)生的磁場，這個磁勢所產(chǎn)生的磁場也是一個旋轉(zhuǎn)磁場。由于轉(zhuǎn)子磁勢產(chǎn)生于定子磁勢，也是一個旋轉(zhuǎn)磁場。由于轉(zhuǎn)子磁勢產(chǎn)生于定子磁勢，故故轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)轉(zhuǎn)子繞組極對數(shù)p2與定子繞組極對數(shù)與定子繞組極對數(shù)p相同。相同。 轉(zhuǎn)子磁勢分析轉(zhuǎn)子磁勢分析 1轉(zhuǎn)子磁勢性質(zhì)轉(zhuǎn)子磁勢性質(zhì)u三相對稱交流電通入三相對稱繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢，可以證三相對稱交流電通入三相對稱繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢，可以證明多相對稱交流電通入多相對稱繞組產(chǎn)生的也是旋轉(zhuǎn)磁勢。明多相對稱交流電通入多相對稱繞組產(chǎn)生的也是旋轉(zhuǎn)磁勢。u繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組為對稱三相繞組，流過繞組繞

13、線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組為對稱三相繞組，流過繞組的電流是三相對稱電流，其轉(zhuǎn)子磁勢是一旋轉(zhuǎn)磁勢；鼠籠的電流是三相對稱電流，其轉(zhuǎn)子磁勢是一旋轉(zhuǎn)磁勢；鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是多相對稱繞組，流過繞組的電式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是多相對稱繞組，流過繞組的電流為多相對稱電流，其轉(zhuǎn)子磁勢也是一個旋轉(zhuǎn)磁勢。流為多相對稱電流，其轉(zhuǎn)子磁勢也是一個旋轉(zhuǎn)磁勢。結(jié)論：結(jié)論：22222902IpkN.mFw 幅值幅值下 頁上 頁返 回第第5章章轉(zhuǎn)子電流與定子電流相序一致，轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子電流與定子電流相序一致，轉(zhuǎn)子磁勢2與定與定子磁勢子磁勢1同方向旋轉(zhuǎn)。同方向旋轉(zhuǎn)。 2轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向u定子旋轉(zhuǎn)磁勢轉(zhuǎn)向與定子繞組

14、三相定子旋轉(zhuǎn)磁勢轉(zhuǎn)向與定子繞組三相電流相序有關(guān)。電流相序有關(guān)。u若定子旋轉(zhuǎn)磁場沿若定子旋轉(zhuǎn)磁場沿ABC相序順相序順時針方向旋轉(zhuǎn)，因?yàn)闀r針方向旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閚n1，因此在轉(zhuǎn)，因此在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的相子繞組中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的相序也必然為序也必然為abc 。u轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)向取決于轉(zhuǎn)子繞組中電流轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)向取決于轉(zhuǎn)子繞組中電流的相序，始終從超前電流相轉(zhuǎn)向滯后電的相序，始終從超前電流相轉(zhuǎn)向滯后電流相，故轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向也是從流相，故轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)向也是從abc沿順時針方向轉(zhuǎn)動。沿順時針方向轉(zhuǎn)動。結(jié)論：結(jié)論：下 頁上 頁返 回第第5章章轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n,氣隙旋轉(zhuǎn)磁場以氣隙旋轉(zhuǎn)磁場以n=n

15、1-n=sn1的相對速度切割的相對速度切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢和電流，其頻率為：轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢和電流，其頻率為： 3轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速1126060sfpnsnpf轉(zhuǎn)子繞組的極對數(shù)p2=p，轉(zhuǎn)子磁勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為 112226060snpfspfn轉(zhuǎn)子本身以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)子磁勢相對于定子的轉(zhuǎn)速為112nnsnnn轉(zhuǎn)子磁勢與定子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢與定子磁勢在氣隙中的轉(zhuǎn)速相同在氣隙中的轉(zhuǎn)速相同結(jié)論：結(jié)論：無論異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n如何變化，定子磁勢定子磁勢1與轉(zhuǎn)子磁與轉(zhuǎn)子磁勢勢2總是相對靜止的總是相對靜止的。定、轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止也是一切旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠正常運(yùn)

16、行的必要條件，因?yàn)橹挥羞@樣，才能產(chǎn)生恒定的平均電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。 轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時,.ff,s ,n1210 理想空載時,.f,s ,nn0021 下 頁上 頁返 回第第5章章1111111111FkNIErIIUw2s1mEEFm222222222rIEFkNIIssw三相多相5.6.3三相異步電動機(jī)負(fù)載時的電磁關(guān)系下 頁上 頁返 回第第5章章重點(diǎn)討論負(fù)載時轉(zhuǎn)子繞組各電磁量重點(diǎn)討論負(fù)載時轉(zhuǎn)子繞組各電磁量轉(zhuǎn)子電動勢的頻率 感應(yīng)電動勢的頻率正比于導(dǎo)體與磁場的相對切割速度感應(yīng)電動勢的頻率正比于導(dǎo)體與磁場的相對切割速度, ,故轉(zhuǎn)子電動勢的頻率為故轉(zhuǎn)子電動勢的頻率為: :轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)

17、子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的感應(yīng)電動勢時的感應(yīng)電動勢: :mwskNfE222244. 4轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時的感應(yīng)電動勢時的感應(yīng)電動勢: :mwkNfE221244. 4二者關(guān)系為二者關(guān)系為: :22sE= sE相量表達(dá)式為相量表達(dá)式為: :mwmwskNsfjkNfjE221222244. 444. 4?sE2下 頁上 頁返 回第第5章章轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗電抗與頻率成正比電抗與頻率成正比, ,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子漏電抗時轉(zhuǎn)子漏電抗: :2122s222LsfLfx二者關(guān)系二者關(guān)系: :x2s=sx2轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗: :22222jsxrjxrZss轉(zhuǎn)子繞組的電流轉(zhuǎn)子繞組為閉合繞組轉(zhuǎn)子

18、繞組為閉合繞組, ,轉(zhuǎn)子電流為轉(zhuǎn)子電流為222222222jsxrEsjxrEZEIssss轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時不轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子漏電抗轉(zhuǎn)子漏電抗: :2122222LfLfx當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時, ,轉(zhuǎn)差率增大轉(zhuǎn)差率增大, ,轉(zhuǎn)子電流也增大轉(zhuǎn)子電流也增大. .下 頁上 頁返 回第第5章章轉(zhuǎn)子繞組的功率因數(shù) 轉(zhuǎn)子功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率有關(guān)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)與轉(zhuǎn)差率有關(guān), ,當(dāng)轉(zhuǎn)差率增大時當(dāng)轉(zhuǎn)差率增大時, ,轉(zhuǎn)子功率因轉(zhuǎn)子功率因數(shù)則減小。數(shù)則減小。22222222222)(cossxrrxrrs下 頁上 頁返 回第第5章章5.6.4 三相異步電動機(jī)負(fù)載時的方程式規(guī)定： 三相異步電動機(jī)的電動勢、電壓、電流的正方向按關(guān)聯(lián)

19、參考方向；磁動勢、磁通的正方向?yàn)閺亩ㄗ觽?cè)穿過氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子。如：如： 三相異步電動機(jī)定子、轉(zhuǎn)子均三相異步電動機(jī)定子、轉(zhuǎn)子均Y連接，相電路的正方向連接，相電路的正方向下 頁上 頁返 回第第5章章1.1.磁動勢平衡方程式磁動勢平衡方程式mFFF21磁動勢的平衡方程為：磁動勢的平衡方程為：可以改寫為：可以改寫為：LmmFF)F(FF121.,;,:21主磁通的影響用來抵消轉(zhuǎn)子磁動勢對即它用平衡轉(zhuǎn)子磁動勢另一個是負(fù)載分量產(chǎn)生氣隙磁通它用來一個是勵磁磁動勢個分量定子旋轉(zhuǎn)磁動勢包括兩表明FFFLmm寫成磁動勢幅值公式寫成磁動勢幅值公式：mwwwIpkN.mIpkN.mIpkN.m11122221111902

20、902902:kNmkNmkwwi有有兩兩邊邊除除以以電電流流變變比比222111 miIkII21下 頁上 頁返 回第第5章章2. 2. 電動勢平衡方程式電動勢平衡方程式根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出根據(jù)基爾霍夫電壓定律可寫出定、轉(zhuǎn)子側(cè)電動勢平衡方程：定、轉(zhuǎn)子側(cè)電動勢平衡方程：ekEE之比稱為電動勢比與轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時電動勢定義：21221121wwekNkNEEk1111111111111ZIErIxI jErIEEU2222222222220ZIExI jrIEErIEsssss22EsEs下 頁上 頁返 回第第5章章異步電動機(jī)負(fù)載時的基本方程式2222222221211111111111)()(

21、ZIsxI jrIEsEEkEIkIIZIjxrIEZIEjxrIEUseimmmmmm下 頁上 頁返 回第第5章章下 頁上 頁返 回5.7 三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖異步電動機(jī)與變壓器一樣，定子電路與轉(zhuǎn)子電路之間只有磁的耦合而無電的直接聯(lián)系。為了便于分析和簡化計算，采用與變壓器相似的等效電路的方法，即設(shè)設(shè)法將電磁耦合的定、轉(zhuǎn)子電路變?yōu)橛兄苯与娐?lián)系的法將電磁耦合的定、轉(zhuǎn)子電路變?yōu)橛兄苯与娐?lián)系的電路。電路。根據(jù)定、轉(zhuǎn)子電動勢平衡方程，可畫出異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時定、轉(zhuǎn)子電路圖。但由于異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)、繞組系數(shù)不相等，因此在推導(dǎo)推導(dǎo)等效電路時等效電路

22、時, ,與變壓器相仿與變壓器相仿, ,必須要進(jìn)行相應(yīng)的繞組必須要進(jìn)行相應(yīng)的繞組折算折算。此外，由于定、轉(zhuǎn)子電流頻率也不相等，還由于定、轉(zhuǎn)子電流頻率也不相等，還要進(jìn)行頻率折算。要進(jìn)行頻率折算。在折算時，必須保證轉(zhuǎn)子對定子繞組的電磁作用和異步電動機(jī)的電磁性能不變。 第第5章章5.7.1 5.7.1 定子、轉(zhuǎn)子交流耦合電路之間的頻率折算定子、轉(zhuǎn)子交流耦合電路之間的頻率折算 頻率折算頻率折算就是用一個等效的轉(zhuǎn)子電路代替實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子系就是用一個等效的轉(zhuǎn)子電路代替實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)統(tǒng), ,而等效的轉(zhuǎn)子回路應(yīng)與定子電路有相同的頻率。而等效的轉(zhuǎn)子回路應(yīng)與定子電路有相同的頻率。 定轉(zhuǎn)子頻率相等的條件是保持轉(zhuǎn)子

23、不動，頻率折算就是用一定轉(zhuǎn)子頻率相等的條件是保持轉(zhuǎn)子不動，頻率折算就是用一個靜止的轉(zhuǎn)子作為新的個靜止的轉(zhuǎn)子作為新的“等效等效”轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子。 在折算的過程中，電機(jī)的電磁效應(yīng)不變，因而有在折算的過程中，電機(jī)的電磁效應(yīng)不變，因而有兩個條件兩個條件：一個是保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變；二是轉(zhuǎn)子回路的功率和損耗不變。一個是保持轉(zhuǎn)子磁動勢不變；二是轉(zhuǎn)子回路的功率和損耗不變。轉(zhuǎn)子回路電流轉(zhuǎn)子回路電流22222222222221rssjxrEjsxrEsjxrEZEIsss下 頁上 頁返 回第第5章章n式中式中2s、x2s分別為異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子分別為異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子的每相電勢和漏阻抗，它們的頻率為的每相電勢和漏

24、阻抗，它們的頻率為2；2、2、x2分別為異步電動機(jī)不轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)子分別為異步電動機(jī)不轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)子每相電流、電勢和漏阻抗，它們的頻率為每相電流、電勢和漏阻抗，它們的頻率為 1。轉(zhuǎn)子回路的阻抗角為：轉(zhuǎn)子回路的阻抗角為：22222222srxarctgrsxarctgrxarctgss22222222222222221rssjxrEjxsrEjsxrEsjxrEZEIsss下 頁上 頁返 回第第5章章說明： 只要用r2/s 代替r2 ，就可使轉(zhuǎn)子電流的大小和相位保持不變，即轉(zhuǎn)子磁勢的大小和空間相位保持不變，實(shí)現(xiàn)用靜止電路代替實(shí)際旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子電路。電阻r2/s 稱為等效靜止轉(zhuǎn)子電阻，可表示成： 2221rss

25、rsr21rss式中 稱為附加電阻。.,122不變同時保持轉(zhuǎn)子磁動勢為定子頻率就可以將轉(zhuǎn)子頻率折算聯(lián)一個電阻子并且在轉(zhuǎn)子回路中串結(jié)論：用一個不轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)Frss下 頁上 頁返 回第第5章章分析 實(shí)際的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸上有機(jī)械損耗和機(jī)械功率輸出。頻率折實(shí)際的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸上有機(jī)械損耗和機(jī)械功率輸出。頻率折算后，算后，頻率折算后，轉(zhuǎn)子回路電阻由兩部分組成，第一部分頻率折算后，轉(zhuǎn)子回路電阻由兩部分組成，第一部分r2是是轉(zhuǎn)子繞組一相的實(shí)際電阻，其上產(chǎn)生的損耗就是轉(zhuǎn)子電路的銅轉(zhuǎn)子繞組一相的實(shí)際電阻，其上產(chǎn)生的損耗就是轉(zhuǎn)子電路的銅損損 ;第二部分是附加電阻第二部分是附加電阻,轉(zhuǎn)子靜止，沒有機(jī)械損耗和機(jī)轉(zhuǎn)子靜止，沒有機(jī)械

26、損耗和機(jī)械功率輸出，但電路中多了一個附加電阻械功率輸出，但電路中多了一個附加電阻 。根據(jù)能量守。根據(jù)能量守恒關(guān)系，該恒關(guān)系，該電阻消耗的功率電阻消耗的功率 等效機(jī)械損耗和機(jī)械功等效機(jī)械損耗和機(jī)械功率之和率之和總的機(jī)械功率?？偟臋C(jī)械功率。2222rIm21rss22221rssIm下 頁上 頁返 回第第5章章頻率折算后異步機(jī)的等值電路不動的轉(zhuǎn)子電流和不動的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子磁動勢的大小、轉(zhuǎn)子磁動勢的大小、相位與轉(zhuǎn)動時完全相位與轉(zhuǎn)動時完全一樣。也就是說，一樣。也就是說，這臺靜止不動的異這臺靜止不動的異步電動機(jī)可以等效步電動機(jī)可以等效地代替實(shí)際旋轉(zhuǎn)的地代替實(shí)際旋轉(zhuǎn)的異步電動機(jī)。異步電動機(jī)。 下 頁上 頁

27、返 回第第5章章 與變壓器相似，異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒有電的聯(lián)系，只有磁的耦合。為了工程計算方便，在不改變電動機(jī)的電磁性能的條件下，將無電的聯(lián)系的定、轉(zhuǎn)子電路變換成純電路的等值電路，就要進(jìn)行轉(zhuǎn)子繞組的折算。5.7.2 5.7.2 定子、轉(zhuǎn)子交流耦合電路之間的繞組折算定子、轉(zhuǎn)子交流耦合電路之間的繞組折算轉(zhuǎn)子繞組折算就是：轉(zhuǎn)子繞組折算就是： 用一個相數(shù)為用一個相數(shù)為m1、匝數(shù)為、匝數(shù)為N1kw1的繞組，代的繞組，代替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子繞組原來的相數(shù)為替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn)子繞組原來的相數(shù)為m2，匝數(shù)為，匝數(shù)為N2kw2）。）。下 頁上 頁返 回第第5章章折算的原則 保持折算前后電動機(jī)磁勢平衡關(guān)系

28、不變，即F2的大小以及與F1之間在空間位置不變；功率、損耗不變。下 頁上 頁返 回第第5章章轉(zhuǎn)子繞組折算的方法折算方法與變壓器基本相同。電流的折算：折算前后磁動勢不變222221119 . 029 . 02IpkNmIpkNmww2211122221IkIkNmkNmIiww222111wwikNmkNmk 為異步電動機(jī)的電流比。經(jīng)過繞組折算后的磁動勢平衡方程式為：mIII21下 頁上 頁返 回第第5章章n折算前轉(zhuǎn)子電勢為：mwkNf.E2212444mwkNf.E111244412222112EEkEkNkNEeww轉(zhuǎn)子電勢的折算n折算后轉(zhuǎn)子電勢為：2211wwekNkNk 為異步電動機(jī)的電

29、動勢比。下 頁上 頁返 回第第5章章轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗折算前后功率、損耗不變22222221222222212121LImLImrImrIm2222xkkxrkkrieie下 頁上 頁返 回第第5章章折算后的電路下 頁上 頁返 回2222221x jsrrssx jrZ轉(zhuǎn)子漏阻抗轉(zhuǎn)子漏阻抗第第5章章折算后的基本方程式mmmZIEEEIIIZIEZIEU222212111111)(下 頁上 頁返 回第第5章章下 頁上 頁返 回5.7.3 5.7.3 三相異步電動機(jī)的等效電路和相量圖三相異步電動機(jī)的等效電路和相量圖mmmZIEEEIIIZIEZIEU222212111111)(1. T形等效電路對

30、比變壓器第第5章章2. 相量圖相量圖下 頁上 頁返 回第第5章章3. 簡化等效電路：不計負(fù)載對勵磁的影響T T型等效電路型等效電路簡化等效電路簡化等效電路下 頁上 頁返 回第第5章章幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明: :;, 0,1, 0,)2220電機(jī)相當(dāng)于開路總機(jī)械功率近似為零理想空載時Irsssnn;, 01, 1, 0,) 12稱堵轉(zhuǎn)短路狀態(tài)電機(jī)處于總機(jī)械功率為零電機(jī)不轉(zhuǎn)時rsssn3)3)附加電阻不能用電感或電容來代替。附加電阻不能用電感或電容來代替。下 頁上 頁返 回附加電阻附加電阻 上上消耗的功率消耗的功率 等效機(jī)械損耗和機(jī)械等效機(jī)械損耗和機(jī)械功率之和功率之和總的機(jī)械功率?？偟臋C(jī)械功率。21rs

31、s22221rssIm第第5章章。，、。UI因數(shù)總是滯后的所以異步電動機(jī)的功率率定的感性無功功電機(jī)需要從電源吸收一轉(zhuǎn)子的漏磁通氣隙中的主磁通和定這是因?yàn)橐⒑途S持于電源電壓總是滯后定子電流從相量圖可見11,。，I，I，s，n，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)由電能到機(jī)械能的的電功率電動機(jī)從電源吸取更多隨之增加增加使增大轉(zhuǎn)差率下降轉(zhuǎn)速時當(dāng)電動機(jī)機(jī)械負(fù)載增加124)4)三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)永遠(yuǎn)滯后；三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)永遠(yuǎn)滯后；5)5)在等效電路中負(fù)載的變化是用轉(zhuǎn)差率在等效電路中負(fù)載的變化是用轉(zhuǎn)差率s s來體現(xiàn)的來體現(xiàn)的下 頁上 頁返 回第第5章章流、功率因數(shù)及效率。在額定運(yùn)行時的定子電法，求電動機(jī)。定子繞組為三角形接每相參數(shù)為：定子和轉(zhuǎn)子機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為例：一臺三相異步電動120,7,4 . 6,2 . 1,43. 3,13. 2,Hz50min,/1455,V3