第7章異步電機(jī)原理

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1、第7章異步電機(jī)原理異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、額定數(shù)據(jù)與工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性及其測(cè)試方法三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定7.1異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、額定數(shù)據(jù)與工作原理按定子繞組供電電源相數(shù)按轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)單相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)兩相異步電動(dòng)機(jī)異步電機(jī)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固，成本低，運(yùn)行性能不如繞線式通過(guò)外串電阻改善電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速等性能7.1.1異步電動(dòng)機(jī)主要用途與分類7.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)7.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子鐵心定子沖片定子線圈

2、鐵心和機(jī)座鼠籠轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子照片繞線轉(zhuǎn)子照片7.1.4異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)銘牌：型號(hào)，額定值，繞組聯(lián)結(jié)方式，生產(chǎn)廠家等額定值:正常運(yùn)行時(shí)的主要數(shù)據(jù)指標(biāo)。繞組聯(lián)結(jié)方式：△接法或者Y接法。1、型號(hào)Y100L1—2機(jī)座中心高鐵心長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)異步電動(dòng)機(jī)極數(shù)2、額定值額定功率PN：(kW),額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率；額定電壓UN：(V)，額定運(yùn)行時(shí)，規(guī)定加在定子繞組上的線電壓；額定電流IN：(A),額定運(yùn)行時(shí)，規(guī)定加在定子繞組上的線電流；額定頻率f1：(Hz)，規(guī)定的電源頻率(50Hz)；額定轉(zhuǎn)速n：(r/min),額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)

3、子轉(zhuǎn)速；額定效率、額定功率因數(shù)等7.1.5異步電動(dòng)機(jī)的工作原理e方向用右手定則確定f方向用左手定則確定1.線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致結(jié)論：2.線圈比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢7.2三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系7.2.1規(guī)定正方向7.2.2磁通及磁通勢(shì)ω1ω1ω1+A1，+A2+j+j+A1，+A21、勵(lì)磁磁通勢(shì)特點(diǎn)：4）瞬間位置：正如前面所分析的，當(dāng)A相電流達(dá)到正最大時(shí)，他所對(duì)應(yīng)的磁動(dòng)勢(shì)也達(dá)到正最大。1）幅值：2）轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。A1—B1—C1+A1—+B1—+C13）轉(zhuǎn)速：相對(duì)于定子繞組以角頻率旋轉(zhuǎn)。2、主磁通與定子漏磁通

4、主磁通：同時(shí)交鏈定子、轉(zhuǎn)子、氣隙構(gòu)成閉和回路的磁通，氣隙里每極主磁通量用Φ1表示；漏磁通：只交鏈定子繞組就形成閉合回路，用ΦS1表示。7.2.3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定子、轉(zhuǎn)子每相電動(dòng)勢(shì)之比叫電壓變比，用ke表示，即:旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同時(shí)切割定轉(zhuǎn)子繞組,在定、轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1、E2。為了分析問(wèn)題方便，采用折合算法把轉(zhuǎn)子繞組向定子邊折合，即把轉(zhuǎn)子原來(lái)N2kdp2看成和定子邊的N1kdp1一樣，轉(zhuǎn)子繞組每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)便為7.2.4勵(lì)磁電流和分析變壓器的情況是一樣的，勵(lì)磁電流也是由I0a和I0r兩分量組成。7.2.5電壓方程式式中Z1=R1+jX1

5、為定子一相繞組的漏阻抗7.2.6等效電路7.3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系7.3.1磁通勢(shì)與磁通1、磁通勢(shì)2）轉(zhuǎn)向：假設(shè)氣隙旋轉(zhuǎn)磁密是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)及電流的相序就應(yīng)為A2-B2-C2。在三相對(duì)稱的轉(zhuǎn)子繞組里流過(guò)三相對(duì)稱電流時(shí)，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子空間旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)：1）幅值：3）轉(zhuǎn)速：相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組為4）瞬間位置注意：現(xiàn)在定轉(zhuǎn)子被同一個(gè)磁通所交鏈，所以產(chǎn)生的電流的頻率是相等的。1、磁通勢(shì)轉(zhuǎn)于繞組短路的三相異步電機(jī)，作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì)有兩個(gè)：一為定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)；一為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。由于它們的旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)速又

6、相等，只是一前一后地旋轉(zhuǎn)著，稱它們?yōu)橥叫D(zhuǎn)。這個(gè)合成的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，才是產(chǎn)生氣隙每極主磁通的磁通勢(shì)。主磁通在定、轉(zhuǎn)子相繞組里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和。2、漏磁通轉(zhuǎn)子繞組中有電流時(shí)，也要產(chǎn)生漏磁通，表現(xiàn)的電抗為X2。定子電流產(chǎn)生的漏磁通，表現(xiàn)的漏電抗仍為X1，由于漏磁路是線性的，X1為常數(shù)。一般情況下，轉(zhuǎn)子漏電抗也是一個(gè)常數(shù)。只有當(dāng)定、轉(zhuǎn)子電流非常大時(shí)，例如直接起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，由于起動(dòng)電流很大（約為額定電流的4～7倍），這時(shí)定、轉(zhuǎn)子的漏磁路也會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，使定、轉(zhuǎn)子漏電抗、數(shù)值變小。變壓器中的主磁通是脈振磁通，Φ1是它的最大振幅。在異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙

7、里主磁通的卻是旋轉(zhuǎn)磁通。7.3.2定、轉(zhuǎn)子回路方程1、定子回路的電壓方程：2、轉(zhuǎn)子回路的方程：——轉(zhuǎn)子繞組的一相漏阻抗轉(zhuǎn)子相電流為:——轉(zhuǎn)子繞組回路的功率因數(shù)角根據(jù)定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)合成關(guān)系，有：或定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)里包含著兩個(gè)分量：一個(gè)分量是大小等于F2，而方向與相反，用表示，它的作用是抵消轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)對(duì)主磁通的影響；另一個(gè)分量就是勵(lì)磁磁通勢(shì)。它是用來(lái)產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁密。由于這種情況下定子磁動(dòng)勢(shì)已變?yōu)榱?，定子繞組里的電流也就變?yōu)榱恕?.3.3轉(zhuǎn)子繞組的折合從定子邊看轉(zhuǎn)子只有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)起作用，只要維持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的大小、相位

8、不變，至于轉(zhuǎn)子邊的電動(dòng)勢(shì)、電流以及每相串聯(lián)有效匝數(shù)是多少都無(wú)關(guān)緊要。設(shè)想把實(shí)際電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子抽出，換上一個(gè)新轉(zhuǎn)子，它的相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)都分別和定子的一樣（也是三相、N1、kdp1）