第五章異步電機(jī)

第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁過程第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路及相量圖第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性及其測取方法第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系第七節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)2（1）F2的旋轉(zhuǎn)方向？若定子電流相序A-B-C，產(chǎn)生逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)磁場由于n<ns，因此旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢相序?yàn)閍-b-c，則轉(zhuǎn)子電流相序也為a-b-c由轉(zhuǎn)子電流形成的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢F2的方向也是按a-b-c的相序轉(zhuǎn)子繞組的相序轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢F2與定子磁動(dòng)勢F1的旋轉(zhuǎn)方向相同。運(yùn)行時(shí)的電磁過程異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系4由磁動(dòng)勢與相電流的關(guān)系：1、磁動(dòng)勢平衡方程式m1——定子繞組的相數(shù)m2——轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)Im——對(duì)應(yīng)于勵(lì)磁磁動(dòng)勢的勵(lì)磁電流15異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢平衡方程式：2、電動(dòng)勢平衡方程式RΩ——轉(zhuǎn)子繞組的外加電阻對(duì)于籠型轉(zhuǎn)子，則RΩ=0負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系16和變壓器一樣，把感應(yīng)電勢E1和漏電動(dòng)勢E1σ、E2σs作為電壓降來處理，即：Zm——?jiǎng)?lì)磁阻抗，表征鐵心磁化特性和鐵耗的綜合參數(shù)Xm——?jiǎng)?lì)磁電抗，反映氣隙主磁通Rm——?jiǎng)?lì)磁電阻，反映鐵耗X1——定子漏電抗，表征定子繞組漏磁通磁路特性X2s——轉(zhuǎn)子漏電抗，表征轉(zhuǎn)子繞組漏磁通磁路特性17轉(zhuǎn)子漏電勢的有效值：轉(zhuǎn)子不動(dòng)，n=0、s=1，f2=f1，用E2σ表示轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子漏電勢的有效值：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子漏電勢有效值：轉(zhuǎn)子繞組漏電抗也有這種關(guān)系：同理，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢的有效值：18定、轉(zhuǎn)子繞組的電動(dòng)勢平衡方程式可改寫成：如外加電阻RΩ=0，旋轉(zhuǎn)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的電路為：注意：定、轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、有效匝數(shù)、電動(dòng)勢和電流的頻率均不相同——定、轉(zhuǎn)子電路還不能連接起來。25用靜止的轉(zhuǎn)子代替實(shí)際轉(zhuǎn)子，對(duì)定子的電磁效應(yīng)和功率都是等效的頻率歸算——相當(dāng)于轉(zhuǎn)子電路中串加一個(gè)附加電阻(1-s)R2/s，把實(shí)際轉(zhuǎn)子等效為一個(gè)靜止轉(zhuǎn)子。34幾種異步電機(jī)的典型運(yùn)行情況1、空載運(yùn)行：n≈ns，s≈0，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于開路，定子中的電流Im在相位上滯后于外加電壓U1

接近90o電角度，功率因數(shù)是滯后的，且很低352、額定負(fù)載運(yùn)行：sN≈5%歸算后的轉(zhuǎn)子電路基本上是電阻性的，功率因數(shù)較高定子電流中負(fù)載分量起主要作用，定子功率因數(shù)能達(dá)到0.8～0.85定子漏阻抗壓降影響不大，E1和相應(yīng)的主磁通只比空載時(shí)略小36

3、起動(dòng)時(shí)的情況：轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)，n=0，s=1，相當(dāng)于電路短路狀態(tài)，所以起動(dòng)電流（即堵轉(zhuǎn)電流）很大，功率因數(shù)也較低。374、異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行：ns<n<∞，-∞<s<0，相應(yīng)的機(jī)械功率為負(fù)值，表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入機(jī)械功率。每相輸入功率分配如下：轉(zhuǎn)子機(jī)械功率=轉(zhuǎn)子銅耗+傳給定子的功率385、電磁制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行：轉(zhuǎn)子反旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，s>1，產(chǎn)生的機(jī)械功率也為負(fù)值，表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入機(jī)械功率。這時(shí)由定子傳到轉(zhuǎn)子的電磁功率以及軸上吸收的機(jī)械功率，都供給了轉(zhuǎn)子的銅耗。39[例5-1]一臺(tái)2p=4的三相異步電動(dòng)機(jī)，數(shù)據(jù)如下：定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，試求額定負(fù)載時(shí)的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵(lì)磁電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。解40（1）用T形等效電路計(jì)算：①、設(shè)，定子電流為：定子線電流有效值為：41②、定子功率因數(shù)：③、定子輸入功率：④、轉(zhuǎn)子電流和勵(lì)磁電流：⑤、效率：42（2）用近似等效電路計(jì)算負(fù)載支路阻抗：勵(lì)磁支路阻抗：①、轉(zhuǎn)子電流（即負(fù)載電流）：②、勵(lì)磁電流：43③、定子電流：定子線電流有效值：④、定子功率因數(shù)：⑤、定子輸入功率：⑥、效率：兩種方法比較：用近似等效電路算出的定、轉(zhuǎn)子電流將比用T形等效電路算出的稍大，且電動(dòng)機(jī)功率越小相對(duì)偏差越大44第三節(jié)功率和轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)磁場的區(qū)別：直流電動(dòng)磁場由定、轉(zhuǎn)子繞組雙邊的電流共同激勵(lì)；氣隙磁場隨著負(fù)載變化，產(chǎn)生電樞反應(yīng)。異步電動(dòng)機(jī)：磁場僅由定子繞組一邊的電流來建立；氣隙磁場基本上與負(fù)載大小無關(guān)，無電樞反應(yīng)。異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過程的相似之處：輸入電功率產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩輸出機(jī)械功率機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵：作為耦合介質(zhì)的磁場對(duì)電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的作用和反作用45一、功率轉(zhuǎn)換過程輸入——從定子繞組輸入電功率P1定子——定子銅耗pCu1+定子鐵耗pFe+電磁功率Pe轉(zhuǎn)子——轉(zhuǎn)子銅耗pCu2+轉(zhuǎn)子鐵耗pFe+總機(jī)械功率Pmech輸出——總機(jī)械功率Pmech-機(jī)械損耗pmech-附加損耗pΔ=凈機(jī)械功率P2通常，轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)子鐵心中磁通變化頻率很低，轉(zhuǎn)子鐵耗可忽略不計(jì)如果轉(zhuǎn)差率較大，則f2較大，就應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)子鐵耗MMM[例5-2]根據(jù)[例5-1]中的數(shù)據(jù)，還知道電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗，額定負(fù)載時(shí)的附加損耗，試計(jì)算各種功率和轉(zhuǎn)矩。解定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、及定子鐵耗同步角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度負(fù)載制動(dòng)功率空載制動(dòng)功率電磁轉(zhuǎn)矩或者總機(jī)械功率電磁功率第5章第5章第5章第5章第5章第5章第5章第5章第5章第5章第5章第5章第