异步电机（4）运行原理

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1、第十六章三相异步电动机的运行原理第三篇异步电机概述转子静止时的异步电动机转子旋转时的异步电动机笼型转子的极数、相数和匝数异步电动机的参数测定主要内容三相异步电动机的运行原理16.4笼型转子的极数、相数和匝数三相异步电动机的运行原理由绕线转子异步电动机分析得到的基本方程式、相量图和等效电路完全适用于笼型异步电动机。笼型转子的相数、极数和匝数如何确定？定、转子极数相等是旋转电机产生平均转矩的必要条件。绕线式转子有明显的相数和极数，且设计制造与定子相同16.4笼型转子的极数、相数和匝数三相异步电动机的运行

2、原理一、笼型转子的极对数在空间按正弦分布的主磁场bδ相对于定子转速为n1，以n1′=n1-n=sn1的相对转速切割转子导条。在导条产生感应电动势ec，且ec与bδ成正比，故ec与bδ同相位。每根导条功率因数角为ψ2，导条中电流ic波滞后于ec波ψ2角。转子磁动势F2亦为正弦波，以转速n1相对于定子旋转。笼型转子无特定的极数，其极数始终等于定子的极数。16.4笼型转子的极数、相数和匝数三相异步电动机的运行原理二、笼型转子的相数设转子总导条数为Z2(即转子槽数)，极对数为p，则相邻两根导条之间相差的空间

3、电角度为α2＝p·360º/Z2，这也是相邻两根转子导条电动势(电流)的相位相差的电角度。同相位的电流构成一相。导条分布均匀，一对磁极范围内的导条数为Z2/p,若Z2/p为整数，则相数m2＝Z2/p；若Z2/p不为整数，则相数m2＝Z2。W2=1/2(每相串联匝数：每对极每相只有一个导体）kw1=1(无短距和分布）三、笼型绕组的匝数和绕组因数16.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理一、空载试验1、目的：测定铁耗pfe、机械损耗pm和激磁参数Zm＝rm＋jxm利用等效电路计算异步电动机的运

4、行特性，应首先知道其参数。这些参数(r1,x1,r2′,x2′,rm,xm)可通过空载和短路（堵转）两个试验求得。2、方法和步骤：电机轴上不带负载，定子接到额定频率的三相对称电源上，通过三相调压器对电机供电，使定子端电压从(1.1～1.3)UN开始，逐渐降低电压，空载电流逐渐减少，直到电动机转速发生明显下降，空载电流开始明显回升为止。记录电动机的相电压U1、空载相电流I0、空载损耗p0。绘制空载特性曲线。16.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理一、空载试验3、空载特性图4、分析计算1）铁

5、耗和机械损耗的确定空载时，转子电流小，转子铜耗可忽略不计。定子输入功率消耗在定子铜耗m1I02r1、铁耗pfe、机械损耗pm上。p0=m1I02r1+pfe+pmr1可由电桥测出，记下室温，折算到75ºC。从输入功率p0中扣除定子铜耗，得铁耗pfe和机械损耗pm之和p0′：p0′=p0-m1I02Rr1=pfe+pmec16.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理一、空载试验4、分析计算1）铁耗和机械损耗的确定损耗分离：在p0′中，机械损耗pm与电压U1无关。pfe可近似认为与磁密的平方成正

6、比，因而可近似认为与电压的平方成正比。故p0′与U12的关系曲线近似为一直线。其延长线与纵轴交点即为机械损耗pm，从而得到铁耗pfe。pfe∝Bδ2∝Φm2∝E12∝U1216.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理一、空载试验4、分析计算2）激磁参数的确定（额定电压）16.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理二、短路(堵转)试验1、目的：测定短路阻抗、转子电阻和定、转子漏抗。2、方法和步骤：将转子堵住，在定子端施加电压，从0.4UN开始逐渐降低，记录定子相电压Uk、定子相电流Ik

7、、定子端输入功率Pk，作出短路特性Ik=f(Uk)，pk=f(Uk)。根据短路特性曲线，取额定电流点的Uk(相电压)、Ik(相电流)、pk(三相短路损耗)。16.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理二、短路(堵转)试验3、堵转阻抗特性图4、分析计算1）堵转时的等效电路堵转阻抗特性图堵转时的等效电路16.5异步电动机的参数测定三相异步电动机的运行原理4、分析计算2）短路参数计算（额定电流）二、短路(堵转)试验小结三相异步电动机的运行原理异步电机与变压器的区别1）异步电机的磁场为旋转磁场，空间

8、矢量；变压器的磁场为脉振磁场，时间相量。2）异步电机为旋转电机，定、转子频率不同，除进行相数和匝数的归算外，还需可以进行频率的归算；变压器为静止电器，原、副边频率相同，不需进行频率的归算。3）异步电机转子绕组短路，输出机械功率，在等效电路中由(1-s)r2'/s来模拟机械功率的大小，负载性质为纯电阻性；变压器副边接电负载，其性质可以是电阻性、电感性或电容性。4）异步电机的绕组一般为分布、短距绕组，计算磁动势和电动势时需乘以绕组因数；变压器的绕组为集中绕组，不存在绕组因