三相感應電動機基本知識

1、感應電動機感應電動機-異步電動機異步電動機 感應電機主要用作電動機，應感應電機主要用作電動機，應用最廣泛的一種電動機，有用最廣泛的一種電動機，有75%的的電能由感應電動機消耗。電能由感應電動機消耗。具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運行可靠、效率較高、維修方便等一系列優(yōu)點。具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運行可靠、效率較高、維修方便等一系列優(yōu)點。主要缺點是不能低成本實現(xiàn)在較廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，必須從電網(wǎng)吸收滯主要缺點是不能低成本實現(xiàn)在較廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，必須從電網(wǎng)吸收滯后電流，使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，普通的鼠籠式異步電動機，還具有起動后電流，使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，普通的鼠籠式異步電動機，還具有起動特性較差的缺點

2、。特性較差的缺點。 第九章第九章 異步電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理異步電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理定子定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子-產(chǎn)生并輸出扭矩產(chǎn)生并輸出扭矩機殼機殼定子鐵芯定子鐵芯定子繞組定子繞組(線圈線圈)異步電機異步電機轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸氣隙氣隙0.21軸承軸承三相感應電動機的結(jié)構(gòu)三相感應電動機的結(jié)構(gòu)定子鐵心定子沖片軛部齒部定子線圈有效部分端部機座鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，堅固，成本低繞線轉(zhuǎn)子照片通過外串電阻改善電機的起動，調(diào)速等性能感應電機分類感應電機分類按定子繞組供電電源相數(shù)按定子繞組供電電源相數(shù)按轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)按轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)單相單相三相三相兩相兩相異步電機異步電機

3、鼠籠式異步電動機鼠籠式異步電動機繞線式異步電動機繞線式異步電動機感應電機銘牌感應電機銘牌銘牌：型號，額定值，繞組聯(lián)結(jié)方式，絕緣等級銘牌：型號，額定值，繞組聯(lián)結(jié)方式，絕緣等級,防護防護 等級等級,生產(chǎn)廠家等生產(chǎn)廠家等 型號：型號：Y132S-4,Y-異步電動機；異步電動機；132-機座中心高度機座中心高度 132mm，S-短鐵心；短鐵心；4-極數(shù)。極數(shù)。 額定值額定值:正常運行時的主要數(shù)據(jù)指標。正常運行時的主要數(shù)據(jù)指標。 繞組聯(lián)結(jié)方式：繞組聯(lián)結(jié)方式：接法或者接法或者Y接法。接法。 大功率用大功率用接接 法或多個法或多個并聯(lián)接法并聯(lián)接法,絕緣等級絕緣等級:所用材料能保證電動機能長期所用材料能保證電

4、動機能長期(20年年)工作的工作的 最高溫度最高溫度. A,E,B,F,H,Cl防護等級防護等級, 如如IP44感應電機額定值感應電機額定值 額定電壓額定電壓UN： (V)，額定運行時，規(guī)定加在定子繞組上的線電壓；，額定運行時，規(guī)定加在定子繞組上的線電壓； 額定電流額定電流IN： (A),額定運行時，輸入線電流；額定運行時，輸入線電流； 額定功率額定功率PN： (kW),額定運行時，電動機的輸出功率；額定運行時，電動機的輸出功率； 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速n： (r/min),額定運行時，電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；額定運行時，電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； 額定頻率額定頻率fN： (Hz)，規(guī)定的電源頻率，規(guī)定的電源頻率

5、(50Hz)； 額定效率、額定功率因數(shù)等額定效率、額定功率因數(shù)等cos3cos3NNNNNIUIUP感應電機的基本工作原理min)/(601rpfn 同步轉(zhuǎn)速-定子三相對稱繞組建立以旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度:min/750,82min/1000,62min/1500,42min/3000,221111rnprnprnprnp極極極極AX,Y,ZCB感應電機的基本工作原理感應電機的基本工作原理 轉(zhuǎn)子繞組的導體處于轉(zhuǎn)子繞組的導體處于旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場中中 轉(zhuǎn)子導體切割磁力線，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)子導體切割磁力線，并產(chǎn)生感感應電勢應電勢e2 ，用，用右手右手判斷感應電勢方判斷感應電勢方向。向。 轉(zhuǎn)子導體通過端環(huán)自成閉路

6、，并轉(zhuǎn)子導體通過端環(huán)自成閉路，并產(chǎn)生感應電流產(chǎn)生感應電流i2。轉(zhuǎn)子電流有功分轉(zhuǎn)子電流有功分量與電勢同相量與電勢同相 感應電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)感應電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生生電磁力電磁力F2，用，用左手左手判斷電磁力判斷電磁力的方向。的方向。 電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩，方向與旋轉(zhuǎn)磁場相同方向與旋轉(zhuǎn)磁場相同,并驅(qū)并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n。轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差n與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率s111nnnnns1. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場一定有轉(zhuǎn)差與定子旋轉(zhuǎn)磁場一定有轉(zhuǎn)差 n=n1-n,才可能切割磁力線。才可能切割磁力線。 2 .轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)差率一般很

7、小，如轉(zhuǎn)差率一般很小，如 s = 0.03。3.n=0,s=1 電動機堵轉(zhuǎn)電動機堵轉(zhuǎn) n=n1,s=0 理想空載理想空載4.轉(zhuǎn)差率范圍轉(zhuǎn)差率范圍:0s=1轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差n與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率s011nnns反向與nTem發(fā)電機運行狀態(tài)發(fā)電機運行狀態(tài) 當異步電機轉(zhuǎn)軸受驅(qū)動轉(zhuǎn)矩當異步電機轉(zhuǎn)軸受驅(qū)動轉(zhuǎn)矩1T作用加速作用加速,使轉(zhuǎn)速使轉(zhuǎn)速n高于同步速高于同步速 轉(zhuǎn)子繞組通過氣隙和定子繞組向電網(wǎng)輸出電功率轉(zhuǎn)子繞組通過氣隙和定子繞組向電網(wǎng)輸出電功率 1, 0111nnnsn反向與nTem制動狀態(tài)制動狀態(tài) 當異步電機正常運行時當異步電機正常運行時,突改變相序突改變相序,使定子磁使定子磁場轉(zhuǎn)向變反場轉(zhuǎn)向變反.主磁通主磁

8、通基波旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的經(jīng)過氣隙，同時匝鏈定子和轉(zhuǎn)子繞組基波旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的經(jīng)過氣隙，同時匝鏈定子和轉(zhuǎn)子繞組的磁通叫的磁通叫主磁通主磁通 。 轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通并在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應電流；轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通并在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應電流； 感應的轉(zhuǎn)子電流在磁場中受到電磁力的作用而形感應的轉(zhuǎn)子電流在磁場中受到電磁力的作用而形成驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)。成驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)。把定子從電網(wǎng)吸收的電功率把定子從電網(wǎng)吸收的電功率以旋轉(zhuǎn)磁場的形式以旋轉(zhuǎn)磁場的形式通過氣隙通過氣隙傳入轉(zhuǎn)子傳入轉(zhuǎn)子ml槽漏磁通：由槽的一壁橫越至槽的另一壁槽漏磁通：由槽的一壁橫越至槽的另一壁的漏磁通。的漏磁通。l端部漏磁通：匝聯(lián)繞組端部的漏磁通。端

9、部漏磁通：匝聯(lián)繞組端部的漏磁通。l諧波漏磁通：諧波磁勢會產(chǎn)生諧波磁通。諧波漏磁通：諧波磁勢會產(chǎn)生諧波磁通。漏磁通漏磁通定轉(zhuǎn)子繞組的定轉(zhuǎn)子繞組的漏磁通漏磁通轉(zhuǎn)子漏磁通轉(zhuǎn)子漏磁通也包括槽漏磁、端部漏磁和諧波也包括槽漏磁、端部漏磁和諧波漏磁三種漏磁三種,還有還有 l轉(zhuǎn)子斜槽歸算漏磁通轉(zhuǎn)子斜槽歸算漏磁通221與定子繞組交鏈而不與轉(zhuǎn)子繞組交鏈與定子繞組交鏈而不與轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁通，這部分磁通稱定子漏磁通的磁通，這部分磁通稱定子漏磁通 電機正常運轉(zhuǎn)時，諧波磁通不會產(chǎn)電機正常運轉(zhuǎn)時，諧波磁通不會產(chǎn)生有用的轉(zhuǎn)矩。生有用的轉(zhuǎn)矩。 漏電抗：漏磁通在定子繞組中會感應漏磁電勢，該電勢用漏電抗：漏磁通在定子繞組中會感應

10、漏磁電勢，該電勢用漏抗壓降表示漏抗壓降表示:(和變壓器同理和變壓器同理) 111XI jE1X稱為定子漏電抗。稱為定子漏電抗。 轉(zhuǎn)子繞組通過電流時，也會有漏磁通。對應的漏抗電勢轉(zhuǎn)子繞組通過電流時，也會有漏磁通。對應的漏抗電勢222XI jE漏電抗漏電抗漏磁通多經(jīng)較大空氣閉合漏磁通多經(jīng)較大空氣閉合,磁阻較大磁阻較大,不飽和不飽和,所以漏電抗可作為所以漏電抗可作為常數(shù)常數(shù)處理處理.轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組開路且轉(zhuǎn)子繞組開路06001, 02121111Ifnpfnnnnnnsn 1111111119 . 022IpkNmIpkNmFNN0222222IpkNm

11、FN旋轉(zhuǎn)磁場由定子電流單獨建立旋轉(zhuǎn)磁場由定子電流單獨建立 轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組開路且轉(zhuǎn)子繞組開路相當于變壓器空載運行相當于變壓器空載運行 12211222222NNkNfjkNfjE111112NkNfjEeNNkkNkNEE221121稱為異步電機的電勢變比。稱為異步電機的電勢變比。 按變壓器按變壓器, ,定子繞組內(nèi)電勢平衡方程式定子繞組內(nèi)電勢平衡方程式 111111111ZIExIjrIEU轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子繞組短路060010, 021211112IfnpfnnnnnnsPn1.磁勢平衡方程式

12、磁勢平衡方程式轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢222229 . 02IpkNmFN11119 . 023IpkNFN222229 . 02IpkNmFN旋轉(zhuǎn)磁場由定轉(zhuǎn)子電流共同建立旋轉(zhuǎn)磁場由定轉(zhuǎn)子電流共同建立 11226060npfpfn( (轉(zhuǎn)子磁勢相對于轉(zhuǎn)子繞組的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)子磁勢相對于轉(zhuǎn)子繞組的旋轉(zhuǎn)速度) ) 定轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止定轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止, , 共同建立氣隙旋轉(zhuǎn)磁場共同建立氣隙旋轉(zhuǎn)磁場 21FFFm21FFFm轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速方向一致方向一致: :由定子磁勢感應產(chǎn)生由定子磁勢感應產(chǎn)生 轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子繞組短路21FFFm2222111122IpkNm

13、IpkNmNLNiNNLkkNmkNmII22211112LmmFFFFF121)(定子磁勢中用于平衡轉(zhuǎn)子磁勢的負載分量定子磁勢中用于平衡轉(zhuǎn)子磁勢的負載分量定子磁勢中的激磁分量定子磁勢中的激磁分量LmIII11 三者在空間上的相位差與產(chǎn)生它們的電流三者在空間上的相位差與產(chǎn)生它們的電流 LmF、F、F11LmI、I、I11在時間上的相位差一致。在時間上的相位差一致。 21FFL在數(shù)值上在數(shù)值上 稱為異步電機的電流變比。稱為異步電機的電流變比。 iiimNNNpkNmpkNmpkNm11121221111222iiimik21imkIII21mmmmmmiejxrZZEIIkIIkEEZIEUZI

14、EU1212122221111/0理想變壓器模型理想變壓器模型轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子繞組短路111jxrZ222jxrZ222arctanrx勵磁電抗勵磁電抗:mx定子每相繞組中對應主磁通定子每相繞組中對應主磁通m的電抗的電抗 ,與變壓器相比與變壓器相比,因為有氣因為有氣隙存在隙存在,所以磁阻較大所以磁阻較大,電抗較小電抗較小.2. 電勢平衡方程式電勢平衡方程式轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子繞組短路22 FF折算的折算的方法方法是是用一個與定子側(cè)繞組相同（包括匝數(shù)和用一個與定子側(cè)繞組相同（包括匝數(shù)和繞組

15、系數(shù)）的等效轉(zhuǎn)子繞組來代替原來的轉(zhuǎn)子繞組。繞組系數(shù)）的等效轉(zhuǎn)子繞組來代替原來的轉(zhuǎn)子繞組。 參數(shù)折算的原則是參數(shù)折算的原則是等效等效。折算后的等效轉(zhuǎn)子繞組的電磁作用折算后的等效轉(zhuǎn)子繞組的電磁作用和傳遞能量（包括各種功率或損耗）應與折算前的原來轉(zhuǎn)子和傳遞能量（包括各種功率或損耗）應與折算前的原來轉(zhuǎn)子繞組相等。因而電機中的電磁本質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換關系保持不變繞組相等。因而電機中的電磁本質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換關系保持不變 .轉(zhuǎn)子對定子的影響是通過轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子對定子的影響是通過轉(zhuǎn)子磁勢F2來實現(xiàn)來實現(xiàn),折算后折算后轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢的大小和空間相位都應的大小和空間相位都應保持不變保持不變，轉(zhuǎn)子上的各種功率和損耗，轉(zhuǎn)子上的

16、各種功率和損耗也保持不變。也保持不變。212EkEEe2222211122IPkNmIPkNmNNLiNNIkIIkNmkNmI1221112222轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子靜止時異步電動機的運行且轉(zhuǎn)子繞組短路且轉(zhuǎn)子繞組短路根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子上各種功率和損耗也保持不變的原則，根據(jù)折算前后轉(zhuǎn)子上各種功率和損耗也保持不變的原則，由銅耗保持不變由銅耗保持不變: 22222221rImrIm2222221111222122222rkkrkNmkNmmmImrImrieNN22xkkxie無功功率保持不變無功功率保持不變22222tanrxrx2F的相位應保持不變的相位應保持不變 1111ZIEU 1

17、222EZIE 21IIIm mmmmmZIjxrIE)(1基本方程基本方程 轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)子繞組短路時的等值電路圖轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)子繞組短路時的等值電路圖 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子對各物理量的影響轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子對各物理量的影響 額定轉(zhuǎn)速時額定轉(zhuǎn)速時,一般一般s很小，轉(zhuǎn)子感應電勢頻率很低很小，轉(zhuǎn)子感應電勢頻率很低,一般一般0.5-3Hz 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行1111211121606000,0sfpnnnnnpfnnnnnnsPnn1.轉(zhuǎn)子繞組中感應電勢的頻率：轉(zhuǎn)子繞組中感應電勢的頻率： 2.轉(zhuǎn)子電勢：轉(zhuǎn)子電勢： 2122112222)(22sEkNsfkNfENNS下標帶下標

18、帶s為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的參數(shù)為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的參數(shù),不帶不帶s為轉(zhuǎn)子靜止時的參數(shù)為轉(zhuǎn)子靜止時的參數(shù).轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子對各物理量的影響轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子對各物理量的影響 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行3.轉(zhuǎn)子繞組漏阻抗：轉(zhuǎn)子繞組漏阻抗： 4.轉(zhuǎn)子電流：轉(zhuǎn)子電流： 大小大小22rrS22122222sxLfsLfxS2L轉(zhuǎn)子每相繞組的漏電感。轉(zhuǎn)子每相繞組的漏電感。 SSSjxrEI2222222222)(sxrEISS222tanrsxS相位相位轉(zhuǎn)子電流和磁勢的頻率與轉(zhuǎn)子電勢頻率一致轉(zhuǎn)子電流和磁勢的頻率與轉(zhuǎn)子電勢頻率一致,均為均為2f定子磁勢定子磁勢(相對于相對于定子繞組定子繞組)的旋轉(zhuǎn)速度

19、的旋轉(zhuǎn)速度:同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 n1轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行二、磁勢平衡關系二、磁勢平衡關系1.轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子磁勢和定子磁勢仍保持相對靜止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子磁勢和定子磁勢仍保持相對靜止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(包括包括轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組),相對于相對于定子繞組定子繞組的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度: n轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢相對于相對于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組的旋轉(zhuǎn)速度繞組的旋轉(zhuǎn)速度:11226060snpsfpfn轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢相對于相對于定子定子繞組的旋轉(zhuǎn)速度繞組的旋轉(zhuǎn)速度:轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組,相對于相對于定子磁勢定子磁勢的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度: )(1nnn111112nnnnnnsnnnn轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢相對于

20、相對于定子磁勢定子磁勢的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度:0)(1212nnnn轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子磁勢和定子磁勢保持相對靜止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子磁勢和定子磁勢保持相對靜止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行2.磁勢平衡磁勢平衡1F2FmFmFFF21sin21FkFTem三、電勢平衡關系三、電勢平衡關系111111111)(fjxrIEZIEU頻率22222)(fjxrIEsss頻率還有機械功率以還有機械功率以 的速度輸出的速度輸出n轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行四、參數(shù)折算四、參數(shù)折算1.頻率折算頻率折算方法方法:用一個等效的靜止轉(zhuǎn)子來取代原來的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，使等效轉(zhuǎn)子內(nèi)電勢用一個

21、等效的靜止轉(zhuǎn)子來取代原來的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，使等效轉(zhuǎn)子內(nèi)電勢和電流頻率與定子的相同和電流頻率與定子的相同 .參數(shù)折算的原則是參數(shù)折算的原則是等效等效。折算后的等效轉(zhuǎn)子繞組的電磁作用和傳遞能量（包括各折算后的等效轉(zhuǎn)子繞組的電磁作用和傳遞能量（包括各種功率或損耗）應與折算前的原來轉(zhuǎn)子繞組相等。因而電機中的電磁本質(zhì)和能量種功率或損耗）應與折算前的原來轉(zhuǎn)子繞組相等。因而電機中的電磁本質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換關系保持不變轉(zhuǎn)換關系保持不變 .轉(zhuǎn)子對定子的影響是通過轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子對定子的影響是通過轉(zhuǎn)子磁勢F2來實現(xiàn)來實現(xiàn),折算后折算后轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢的大小和空間相位的大小和空間相位都應都應保持不變保持不變，轉(zhuǎn)子上的各種功率和損耗

22、也保持不變。，轉(zhuǎn)子上的各種功率和損耗也保持不變。設等效靜止轉(zhuǎn)子的漏阻抗為設等效靜止轉(zhuǎn)子的漏阻抗為jXR ，則靜止轉(zhuǎn)子電流，則靜止轉(zhuǎn)子電流2222XREIRXarctan2要保持轉(zhuǎn)子磁勢要保持轉(zhuǎn)子磁勢2F的大小不變，則的大小不變，則 SNNIPkNmIPkNm2222222222SII22轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行1.頻率折算頻率折算2222222222222222)()()()(xsrEsxrExrEISssS靜止轉(zhuǎn)子靜止轉(zhuǎn)子2222XREI旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子定義定義22,xXsrR就能滿足就能滿足SII22同時同時ssrxrsxsrxRX22222222arctana

23、rctan/arctanarctan的相位不變的相位不變2I2F的大小和相位都不變的大小和相位都不變, ,定子側(cè)所有參數(shù)不變定子側(cè)所有參數(shù)不變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行SII22轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),有機械能輸出有機械能輸出轉(zhuǎn)子靜止轉(zhuǎn)子靜止,無機械能輸出無機械能輸出轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行頻率折算結(jié)果頻率折算結(jié)果:轉(zhuǎn)子回路中多一個附轉(zhuǎn)子回路中多一個附加純電阻加純電阻:srs2)1 ( 稱總機械功率的等效電阻稱總機械功率的等效電阻. 其消耗的電功率代表轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的總機械功率其消耗的電功率代表轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的總機械功率mecPsrsImPmec2222

24、)1 ( 電動機空載時電動機空載時,P2=00,)1 (,0221Isrssnn相當于變壓器二次側(cè)開路相當于變壓器二次側(cè)開路電動機堵轉(zhuǎn)時電動機堵轉(zhuǎn)時,n=0 ,P2=00, 0)1 (, 1,02mecPsrssn相當于變壓器二次側(cè)短路相當于變壓器二次側(cè)短路轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機的運行電磁功率電磁功率:emP定子用磁場通過氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子的電功率定子用磁場通過氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子的電功率meccuemPpsrsImrImsrImP2222222222222)1 (轉(zhuǎn)子銅耗轉(zhuǎn)子銅耗總機械功率總機械功率emcusPp21)mecemPs P（emmecTP電磁轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩，mN

25、機械角速度，機械角速度，602,/nsradpfpfn1111260602602同步角速度同步角速度1)1 (s11)1 ()1 (ememmecemPsPsPT異步電動機方程式異步電動機方程式22 FF繞組繞組折算折算-用一個與定子側(cè)繞組相同（包括匝數(shù)和用一個與定子側(cè)繞組相同（包括匝數(shù)和繞組系數(shù)）的等效轉(zhuǎn)子繞組來代替原來的靜止轉(zhuǎn)子繞繞組系數(shù)）的等效轉(zhuǎn)子繞組來代替原來的靜止轉(zhuǎn)子繞組。組。sEkEkEEsee/221222rkkrie22xkkxieiSikIkII222異步電動機方程式異步電動機方程式經(jīng)過頻率折算和繞組折算后異步電動機的方程式經(jīng)過頻率折算和繞組折算后異步電動機的方程式mmmmm

26、mZIjxrIEIIIjxsrIEEjxrIEU)(;);(1212221211111主磁通主磁通m mlm m表證傳遞力矩表證傳遞力矩TemTem的大小的大小想要增加想要增加m,可減少匝數(shù)可減少匝數(shù)N1同時增加同時增加S(用鐵用鐵),使使B不很大不很大.l向下變頻調(diào)速時常要求向下變頻調(diào)速時常要求U U1 1/f/f為常數(shù)為常數(shù). . l50Hz50Hz三相電機可用于同電壓值的三相電機可用于同電壓值的60Hz60Hz電網(wǎng)電網(wǎng)m 下降下降, ,同轉(zhuǎn)差率時各種力矩會下降同轉(zhuǎn)差率時各種力矩會下降. .l60Hz三相電機用于同電壓值三相電機用于同電壓值50Hz電網(wǎng)時會磁電網(wǎng)時會磁場飽和場飽和,Im 大

27、大,鐵耗增大鐵耗增大,溫升會升高溫升會升高l相同尺寸電機相同尺寸電機60Hz60Hz時可設計較大輸出功率時可設計較大輸出功率(n(n大大) )mNmmNIKNFHSBfKNEU11111144. 4H,ImB,m m1T1.56T1.7T磁化曲線磁化曲線激磁電流激磁電流Im和和主電抗主電抗Xm mlImIm稱激磁電流稱激磁電流, ,大小與電動機的大小與電動機的 空載電流比較接近空載電流比較接近, ,通常為額定通常為額定 電流的電流的30%-50%.30%-50%.磁路飽和度越高磁路飽和度越高, , Im越大越大.l氣隙越大氣隙越大,磁壓隙越大磁壓隙越大, Im越大越大,cos下降下降. .lX

28、mXm為非線性參數(shù)為非線性參數(shù), ,大小還與磁路飽和度有關大小還與磁路飽和度有關l交變的主磁通在定轉(zhuǎn)子鐵芯中會交變的主磁通在定轉(zhuǎn)子鐵芯中會 產(chǎn)生鐵耗產(chǎn)生鐵耗, ,用用P PFEFE=3=3* *ImIm2 2* *RmRm表示表示, ,磁路飽和度越磁路飽和度越高高, ,鐵耗越大鐵耗越大mmmNIXEfKNEU1111144. 4H,ImB,m m1T1.56T1.7T等效電路形等效電路簡化等效電路相量圖相量圖 異步電動機的相量圖類似于變壓異步電動機的相量圖類似于變壓器相量圖器相量圖,從轉(zhuǎn)子電路方程出發(fā)可以一從轉(zhuǎn)子電路方程出發(fā)可以一步一步作出異步電機相量圖。步一步作出異步電機相量圖。2E22IX

29、j2I22IsR1mI2I1I1E11IjX1U11IR從本質(zhì)上看，它是時從本質(zhì)上看，它是時-空矢量圖?？帐噶繄D。需要注明的是，在對稱的多相系統(tǒng)中，需要注明的是，在對稱的多相系統(tǒng)中，時時-空矢量圖中的軸和相軸、時間矢量空矢量圖中的軸和相軸、時間矢量和空間矢量之間存在的三重要關系，和空間矢量之間存在的三重要關系，歸納如下：歸納如下：1)每一相都取自己的相軸作為時軸：每一相都取自己的相軸作為時軸：2)2)任一相的電流相量任一相的電流相量I與該電流系統(tǒng)產(chǎn)生的合成磁勢矢量與該電流系統(tǒng)產(chǎn)生的合成磁勢矢量F（空間矢量）重合（空間矢量）重合；（時間相量）（時間相量）3)3)主磁通與任一相繞組交鏈的磁通相量主

30、磁通與任一相繞組交鏈的磁通相量m（時間相量）與主磁通的磁通密度波（時間相量）與主磁通的磁通密度波mB的矢量（空間矢量）重合。的矢量（空間矢量）重合。轉(zhuǎn)子極數(shù)由定子感應而得，所以同定子同極數(shù)轉(zhuǎn)子極數(shù)由定子感應而得，所以同定子同極數(shù)對籠形轉(zhuǎn)子來說，由于每個導條中電流相位均不一樣，對籠形轉(zhuǎn)子來說，由于每個導條中電流相位均不一樣，每個導條即為一相，可見相數(shù)等于導條數(shù)即轉(zhuǎn)子槽數(shù)；每個導條即為一相，可見相數(shù)等于導條數(shù)即轉(zhuǎn)子槽數(shù)；每相串聯(lián)匝數(shù)為半匝即每相串聯(lián)匝數(shù)為半匝即1/2。 籠形轉(zhuǎn)子籠形轉(zhuǎn)子異步電動機的參數(shù)測定異步電動機的參數(shù)測定要計算工作特性，要計算工作特性， 事先要知道電機參數(shù)。事先要知道電機參數(shù)。

31、 和變壓器一樣，和變壓器一樣， 通過做空載和短路試驗，通過做空載和短路試驗， 求出求出 、 、 、 、 。1r1x2r2xmrmx一、空載實驗一、空載實驗目的：測定目的：測定Zm（rm+jxm)、鐵耗鐵耗pFe和機械損耗；和機械損耗；方法：方法： 在額定頻率下，在額定頻率下， 轉(zhuǎn)子軸端不帶負載，轉(zhuǎn)子軸端不帶負載，nn1,s0,轉(zhuǎn)子繞組接近開路轉(zhuǎn)子繞組接近開路,阻抗很大阻抗很大. 用調(diào)壓器調(diào)節(jié)電源電壓，用調(diào)壓器調(diào)節(jié)電源電壓， 使定子端電壓從使定子端電壓從1.2UN開始降落，開始降落， 直至速直至速度降落，度降落， 電流回升。電流回升。 測定：相電壓測定：相電壓U1、空載相電流、空載相電流I0、空

32、載輸入總功率、空載輸入總功率P0。計算：畫出計算：畫出 和和)(10UfI )(10UfP mecFemecFepprmIPPpprmIP120001200 pFe的大小近似地與外施電壓的平方成正比，的大小近似地與外施電壓的平方成正比， 即即21UpFe pmec僅與轉(zhuǎn)速有關，僅與轉(zhuǎn)速有關， pmec近似為常值；近似為常值； 關系曲線基波是一條直線；延長直線與縱軸相關系曲線基波是一條直線；延長直線與縱軸相交，交， 交點以下部分，交點以下部分， 即為即為機械損耗機械損耗pmec， 額定電壓時的鐵額定電壓時的鐵耗耗即可從圖中對應的即可從圖中對應的 點求取。點求取。)(210UfP 21NU21U0

33、Pmecp空載試驗空載試驗pFeU21N又，又， 空載運行時，空載運行時， 02I , , 2011010110 ImprxIUxIUxxxFem mm空載試驗空載試驗測定：測定： 、 和和 kUkIkp2221 , ,kkkkkkkkkrZxImprIUZ簡化計算：簡化計算：2 ,2112kkxxxrrr為滿足電動機不同的運行數(shù)據(jù)，為滿足電動機不同的運行數(shù)據(jù)， 應選取不同的短路電流，應選取不同的短路電流， 進行短路試驗，進行短路試驗， 求不同的短路參數(shù)。求不同的短路參數(shù)。 短路試驗短路試驗方法：堵住轉(zhuǎn)子（方法：堵住轉(zhuǎn)子（S1），）， 調(diào)節(jié)定子外施電壓，調(diào)節(jié)定子外施電壓， 使短路電使短路電流由

34、流由1.2IN逐漸減小到逐漸減小到0.3IN。目的：目的： 測定短路阻抗測定短路阻抗 、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電阻 、短路電抗、短路電抗kZ2rkx出廠試驗：加出廠試驗：加UN或加或加100V電壓測試電壓測試(IN, 同時同時IM可忽略可忽略)功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡關系功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡關系功率變換和傳遞是電動功率變換和傳遞是電動機的主要功用機的主要功用,結(jié)合等效結(jié)合等效電路分析異步電動機功電路分析異步電動機功率流向。率流向。P1PemP2pcu_spFepcu_rp +pad P 鐵耗鐵耗：與鐵芯材料：與鐵芯材料 飽各度有關飽各度有關mmFerImp21電磁功率電磁功率-剩余功率將通過氣隙磁場感應到轉(zhuǎn)子

35、繞組剩余功率將通過氣隙磁場感應到轉(zhuǎn)子繞組222111cosIEmppPPFecuem功率傳遞（功率傳遞（1）異步電動機從電源獲取電功率，即輸入功率：異步電動機從電源獲取電功率，即輸入功率：11111cosIUmP 此一功率首先通過定子繞組，產(chǎn)生此一功率首先通過定子繞組，產(chǎn)生定子銅耗定子銅耗：12111rImpcu 電磁功率首先提供電磁功率首先提供轉(zhuǎn)子銅耗轉(zhuǎn)子銅耗；emcusPIrmp22212 剩余的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為剩余的電磁功率全部轉(zhuǎn)化為總機械功率總機械功率:222121)1 (IrssmPsppPPemcuemmec 機械功率一部分克服機械功率一部分克服機械損耗和附加損耗機械損耗和附加損

36、耗)%35 . 0(NadmecPpp功率傳遞（功率傳遞（2）電磁功率電磁功率-通過氣隙磁場感應到轉(zhuǎn)子繞組通過氣隙磁場感應到轉(zhuǎn)子繞組srImIEmppPPFecuemcos2221222111功率傳遞（功率傳遞（3）幾個重要的關系幾個重要的關系ememmecemcuemPnnPs P ;sPPIsrmP122221)1( ; 其余功率為輸出的機械功率其余功率為輸出的機械功率admecmecppPP2 異步電動機的功率平衡方程式：異步電動機的功率平衡方程式：admeccuFecuadmeccuempppppPpPpppPP211122轉(zhuǎn)矩平衡方程轉(zhuǎn)矩平衡方程轉(zhuǎn)矩由機械功率產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩由機械功率產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩平衡方程為轉(zhuǎn)矩平衡方程為admecmecppPP22202()menademzppPPTTTTT時轉(zhuǎn)矩平衡1111)1 (602602snnPPTmecemem異步電動機工作特性分析異步電動機工作特性分析異步電動機的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動異步電動機的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動機的主要物理量（轉(zhuǎn)速