異步電機(jī)（4）運(yùn)行原理

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1、第十六章三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理第三篇異步電機(jī)概述轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定主要內(nèi)容三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理16.4籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理由繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)分析得到的基本方程式、相量圖和等效電路完全適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)和匝數(shù)如何確定？定、轉(zhuǎn)子極數(shù)相等是旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩的必要條件。繞線式轉(zhuǎn)子有明顯的相數(shù)和極數(shù)，且設(shè)計(jì)制造與定子相同16.4籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行

2、原理一、籠型轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)在空間按正弦分布的主磁場(chǎng)bδ相對(duì)于定子轉(zhuǎn)速為n1，以n1′=n1-n=sn1的相對(duì)轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。在導(dǎo)條產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ec，且ec與bδ成正比，故ec與bδ同相位。每根導(dǎo)條功率因數(shù)角為ψ2，導(dǎo)條中電流ic波滯后于ec波ψ2角。轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2亦為正弦波，以轉(zhuǎn)速n1相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)?；\型轉(zhuǎn)子無(wú)特定的極數(shù)，其極數(shù)始終等于定子的極數(shù)。16.4籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理二、籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)設(shè)轉(zhuǎn)子總導(dǎo)條數(shù)為Z2(即轉(zhuǎn)子槽數(shù))，極對(duì)數(shù)為p，則相鄰兩根導(dǎo)條之間相差的空間

3、電角度為α2＝p·360o/Z2，這也是相鄰兩根轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電動(dòng)勢(shì)(電流)的相位相差的電角度。同相位的電流構(gòu)成一相。導(dǎo)條分布均勻，一對(duì)磁極范圍內(nèi)的導(dǎo)條數(shù)為Z2/p,若Z2/p為整數(shù)，則相數(shù)m2＝Z2/p；若Z2/p不為整數(shù)，則相數(shù)m2＝Z2。W2=1/2(每相串聯(lián)匝數(shù)：每對(duì)極每相只有一個(gè)導(dǎo)體）kw1=1(無(wú)短距和分布）三、籠型繞組的匝數(shù)和繞組因數(shù)16.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理一、空載試驗(yàn)1、目的：測(cè)定鐵耗pfe、機(jī)械損耗pm和激磁參數(shù)Zm＝rm＋jxm利用等效電路計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)

4、行特性，應(yīng)首先知道其參數(shù)。這些參數(shù)(r1,x1,r2′,x2′,rm,xm)可通過(guò)空載和短路（堵轉(zhuǎn)）兩個(gè)試驗(yàn)求得。2、方法和步驟：電機(jī)軸上不帶負(fù)載，定子接到額定頻率的三相對(duì)稱電源上，通過(guò)三相調(diào)壓器對(duì)電機(jī)供電，使定子端電壓從(1.1～1.3)UN開始，逐漸降低電壓，空載電流逐漸減少，直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯下降，空載電流開始明顯回升為止。記錄電動(dòng)機(jī)的相電壓U1、空載相電流I0、空載損耗p0。繪制空載特性曲線。16.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理一、空載試驗(yàn)3、空載特性圖4、分析計(jì)算1）鐵

5、耗和機(jī)械損耗的確定空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流小，轉(zhuǎn)子銅耗可忽略不計(jì)。定子輸入功率消耗在定子銅耗m1I02r1、鐵耗pfe、機(jī)械損耗pm上。p0=m1I02r1+pfe+pmr1可由電橋測(cè)出，記下室溫，折算到75oC。從輸入功率p0中扣除定子銅耗，得鐵耗pfe和機(jī)械損耗pm之和p0′：p0′=p0-m1I02Rr1=pfe+pmec16.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理一、空載試驗(yàn)4、分析計(jì)算1）鐵耗和機(jī)械損耗的確定損耗分離：在p0′中，機(jī)械損耗pm與電壓U1無(wú)關(guān)。pfe可近似認(rèn)為與磁密的平方成正

6、比，因而可近似認(rèn)為與電壓的平方成正比。故p0′與U12的關(guān)系曲線近似為一直線。其延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)即為機(jī)械損耗pm，從而得到鐵耗pfe。pfe∝Bδ2∝Φm2∝E12∝U1216.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理一、空載試驗(yàn)4、分析計(jì)算2）激磁參數(shù)的確定（額定電壓）16.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理二、短路(堵轉(zhuǎn))試驗(yàn)1、目的：測(cè)定短路阻抗、轉(zhuǎn)子電阻和定、轉(zhuǎn)子漏抗。2、方法和步驟：將轉(zhuǎn)子堵住，在定子端施加電壓，從0.4UN開始逐漸降低，記錄定子相電壓Uk、定子相電流Ik

7、、定子端輸入功率Pk，作出短路特性Ik=f(Uk)，pk=f(Uk)。根據(jù)短路特性曲線，取額定電流點(diǎn)的Uk(相電壓)、Ik(相電流)、pk(三相短路損耗)。16.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理二、短路(堵轉(zhuǎn))試驗(yàn)3、堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖4、分析計(jì)算1）堵轉(zhuǎn)時(shí)的等效電路堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖堵轉(zhuǎn)時(shí)的等效電路16.5異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理4、分析計(jì)算2）短路參數(shù)計(jì)算（額定電流）二、短路(堵轉(zhuǎn))試驗(yàn)小結(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理異步電機(jī)與變壓器的區(qū)別1）異步電機(jī)的磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，空間

8、矢量；變壓器的磁場(chǎng)為脈振磁場(chǎng)，時(shí)間相量。2）異步電機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子頻率不同，除進(jìn)行相數(shù)和匝數(shù)的歸算外，還需可以進(jìn)行頻率的歸算；變壓器為靜止電器，原、副邊頻率相同，不需進(jìn)行頻率的歸算。3）異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路，輸出機(jī)械功率，在等效電路中由(1-s)r2'/s來(lái)模擬機(jī)械功率的大小，負(fù)載性質(zhì)為純電阻性；變壓器副邊接電負(fù)載，其性質(zhì)可以是電阻性、電感性或電容性。4）異步電機(jī)的繞組一般為分布、短距繞組，計(jì)算磁動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)時(shí)需乘以繞組因數(shù)；變壓器的繞組為集中繞組，不存在繞組因