第五章 異步電機(jī)的運(yùn)行原理及單向電機(jī)原始.ppt

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1、第五章異步電機(jī)的運(yùn)行原理及單向電機(jī)5.１三相異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁過(guò)程5.2三相異步電機(jī)的等效電路及相量圖5.３三相異步電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩5.４工作特性及其測(cè)取方法5.５三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測(cè)定5.6三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系1§5－１　三相異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電磁過(guò)程一．異步電機(jī)負(fù)載時(shí)的物理情況定子三相對(duì)稱(chēng)繞組接通三相對(duì)稱(chēng)電源，流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)F1和氣隙主磁場(chǎng)Bm（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）,以同步轉(zhuǎn)速n0切割定，轉(zhuǎn)子繞組，分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和，轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，因而產(chǎn)生三相對(duì)稱(chēng)電流，轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)當(dāng)中受到電磁力作用，使轉(zhuǎn)子朝著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向以轉(zhuǎn)速n(

2、返回2空載時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩僅需克服摩擦和風(fēng)阻的阻轉(zhuǎn)矩，很小，為此，，電機(jī)建立氣隙主磁場(chǎng)Bm（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）的勵(lì)磁磁通勢(shì)Fmo=F10（定子三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)）異步電機(jī)負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，n(

3、時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的空間合成磁動(dòng)勢(shì)進(jìn)行分析。（1）．定子磁動(dòng)勢(shì)：（2）、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)：幅值：5（3）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)向：由于現(xiàn)在的氣隙磁場(chǎng)在切割轉(zhuǎn)子繞組時(shí)僅是切割速度發(fā)生了變化，而它的旋轉(zhuǎn)方向并沒(méi)有發(fā)生改變，所以此時(shí)是以的速度沿逆時(shí)針?lè)较蚯懈钷D(zhuǎn)子繞組，由轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的三相合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向，相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組而言，仍為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。67（4）轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)速：異步電機(jī)負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n0(n

4、為0.5～2.5Hz。8轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)F2相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子本身以轉(zhuǎn)速n向前旋轉(zhuǎn)，△n與n的方向一致，所以F2相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速（空間轉(zhuǎn)速）為9定轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)之間的速度關(guān)系返回10即轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)Ｆ２和定子磁通勢(shì)Ｆ１的轉(zhuǎn)速是相同的，均為ｎ０，所以Ｆ２與Ｆ１在空間相對(duì)靜止，無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)?？梢?jiàn)，轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)和定子磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速在空間總是等于同步轉(zhuǎn)速，始終保持相對(duì)靜止，即定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)！所以，感應(yīng)電機(jī)在任何異步轉(zhuǎn)速下均能產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，并實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。11（二）??磁通勢(shì)平衡關(guān)系空載時(shí)負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)F2與定子磁通勢(shì)F1在空間相對(duì)靜止，其合成磁通勢(shì)保

5、持定值，此時(shí)氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由此合成磁通勢(shì)產(chǎn)生，即12（二）??磁通勢(shì)平衡關(guān)系由于電動(dòng)機(jī)從空載到負(fù)載時(shí)，所加電壓U1N保持不變，電動(dòng)勢(shì)近似不變即13上式表明：負(fù)載時(shí)定子磁通勢(shì)包含兩個(gè)分量：一個(gè)分量（）作用是抵消轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)對(duì)主磁通勢(shì)的影響，其大小與相同，方向則相反，另一個(gè)分量是勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，它的作用是產(chǎn)生氣隙主磁通在定子繞組感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E1與電源電壓U1N相平衡（二）??磁通勢(shì)平衡關(guān)系14（三）??電磁關(guān)系異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系15圖中16二．基本方程式三相定子繞組的基波合成磁通勢(shì)17二．基本方程式（一）??磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式已知即寫(xiě)成18式中稱(chēng)為異步電機(jī)的電流比由此

6、可得用電流形式表示的磁動(dòng)勢(shì)平衡平衡方程式說(shuō)明負(fù)載時(shí)定子電流包含兩個(gè)分量，一個(gè)分量為負(fù)載分量（），其作用為抵消轉(zhuǎn)子電流對(duì)主磁通的影響；另一個(gè)分量為勵(lì)磁分量，其作用是產(chǎn)生氣隙主磁通。19（二）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式根據(jù)基爾霍夫電壓定律，可以寫(xiě)出定、轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式式中－轉(zhuǎn)子繞組每相串聯(lián)的電阻，對(duì)籠型轉(zhuǎn)子，。20與變壓器中一樣，可將電動(dòng)勢(shì)用相應(yīng)的阻抗壓降來(lái)表示：式中Zm－勵(lì)磁阻抗，表征鐵芯磁化特性和鐵耗的綜合參數(shù)Xm—?jiǎng)?lì)磁電抗，與氣隙主磁通電抗相對(duì)應(yīng)rm—?jiǎng)?lì)磁電阻，反映鐵耗（二）??電動(dòng)勢(shì)平衡方程式21同理式中X1—定子漏抗X2s—轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)差率S旋轉(zhuǎn)時(shí)的漏抗,同理即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

7、的漏電抗等于不動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子漏電抗與轉(zhuǎn)差率s的乘積。22為n=0,f2=f1時(shí)，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)漏電動(dòng)勢(shì)的有效值23由此，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式可表示為：2425返回旋轉(zhuǎn)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的電路f1f226§5－2三相異步電機(jī)的等效電路及相量圖一．等效電路三相異步電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，不但原、副繞組的電動(dòng)勢(shì)不相等，而且頻率也不一樣（），為此，得出等效電路，不但要像變壓器那樣進(jìn)行繞組歸算，還應(yīng)進(jìn)行頻率歸算。返回271.在什么情況下轉(zhuǎn)子電路頻率等于定子電路頻率?轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)差率為s，轉(zhuǎn)子電路頻率：f2=sf1轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)s=1f2=sf1=f1，E2s=E2