講座1-異步電機(jī)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理.pdf

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1、第1講異步電動(dòng)機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理主講人：劉偉大慶石油學(xué)院第1講異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析異步電機(jī)（也叫感應(yīng)電機(jī)）是一種交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速除與電網(wǎng)頻率有關(guān)外，還隨負(fù)載而變。主要作電動(dòng)機(jī)使用，如：機(jī)床；水泵；家用電器；異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)1.定子：定子

2、鐵心：0.5mm厚硅鋼片疊壓而成,磁路的一部分定子繞組：電磁線制而成,電路一部分機(jī)座：鑄鐵或鋼板焊接而成1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)軸：支撐轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：0.5mm硅鋼片疊壓而成,磁路一部分轉(zhuǎn)子繞組：籠型繞組：鑄鋁銅條繞線式繞組：電磁線制而成，Y接，滑環(huán)引出，可外接電阻。1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子：鼠籠式轉(zhuǎn)子1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子：鼠籠式轉(zhuǎn)子1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.轉(zhuǎn)子：繞線式轉(zhuǎn)子1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和

3、運(yùn)行狀態(tài)一、異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)3.氣隙：磁路的一部分δ↓→Im↓但易發(fā)生掃膛現(xiàn)象1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)1.轉(zhuǎn)差率定義n?n1s=n1當(dāng)0n1時(shí),即0>s時(shí),電機(jī)為發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)(機(jī)械能→電能)當(dāng)n<0時(shí),即s>0時(shí),電機(jī)為電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)(機(jī)械能和電能→熱能)1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)2.分析（1）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)（2）發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)（3）電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)1.1異

4、步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、主要系列和額定值1.主要系列?例：Y112S-6極數(shù)6極機(jī)座號(hào)短規(guī)格代號(hào)：中心高112mm產(chǎn)品代號(hào)：異步電動(dòng)機(jī)1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、主要系列和額定值2.額定值①額定功率PN:電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行，由軸端輸出的機(jī)械功率，單位為W，kW。②額定電壓UN:電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行，施加在定子繞組上的線電壓，單位為V。1.1異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)二、主要系列和額定值2.額定值③額定頻率fN:公頻，50Hz。④額定電流IN:電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率下軸端輸出額定功率時(shí)，定子繞組的線電流，單位為A。

5、⑤額定轉(zhuǎn)速nN:電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率、軸端輸出額定功率時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。1.2三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的等效電路T型等效電路1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程ppcu2cu1Pemrx''11r2x2?Pmec?I?'0P1?I1rI21?s'mrU12spFexm功率平衡關(guān)系1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程輸入功率P=mUIcos?111112定子銅損pcu1=m1I1r12定子鐵損p=mIrFe10m'r'22電磁功率P=P?p?p=mIem1cu1Fe12s1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程2'2

6、'轉(zhuǎn)子銅損pcu2=m2I2r2=m1I2r221?s機(jī)械功率Pmec=m2I2r2s'21?s'=mIr122s輸出功率P=P?p?p=P?p2mecmecadmec01.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系在式P2=Pmec?p0的兩邊同時(shí)除以機(jī)械角2πn速度?=得：60PPp2mec0=????即：T2=Tem?T0或Tem=T2+T0P(1?s)PPmecemem電磁轉(zhuǎn)矩T===em?(1?s)??111.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程1.物理表達(dá)式'T=CΦIcos?emT22表明：三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

7、是由主'磁通Φ與轉(zhuǎn)子電流的有功分量I2cos?2相互作用產(chǎn)生的。1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程2.參數(shù)表達(dá)式：'r22mpU11sT=em'?r?22'22πf1?(r1+)+(x1+x2)??s?說(shuō)明：電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（Ｕ、f）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（r、x、m、p）和運(yùn)行參數(shù)（s）有關(guān)。1.3三相異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程臨界轉(zhuǎn)差率sm和最大電磁轉(zhuǎn)矩Tmax''rr22s=≈m'r2+(x+x')2x+x121122mpU11T=max2'24πf[r+r+(x+x)]111122mpU11≈'4πf(x+x)1121.3三相

8、異步電動(dòng)機(jī)的功率方程和轉(zhuǎn)矩方程由兩個(gè)表達(dá)式可見(jiàn)當(dāng)其它參數(shù)一定時(shí)：1、最大電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；臨界轉(zhuǎn)差率與電源電壓無(wú)關(guān)。2、轉(zhuǎn)子回路電阻越大，臨界轉(zhuǎn)差率越大；最大電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無(wú)關(guān)。3、頻率越高，最大電磁轉(zhuǎn)矩