电机学第九章异步电机的理论分析与运行特性

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1、第三篇异步电机第九章异步电机的理论分析与运行特性第一节异步电机的基本结构异步电动机的特点：异步电机，转子转速n与磁场同步转速n1间存在一定差异。优点：结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，效率较高，价格低廉，坚固耐用。缺点：①转速不易调节②鼠笼式异步电动机的起动性能较差③功率因数滞后，励磁电流由电网供给一、异步电动机的定子定子铁心——磁路部分，放置定子绕组。一般采用导磁性能良好和比损耗小的电工硅钢片叠成。为了嵌放定子绕组，在定子铁心内圆冲出许多形状相同的槽——定子槽。定子绕组——电路部分——感应电势。机座——固定和支撑定子铁心。1.定子铁心2．定子槽形散嵌绕组成型绕组效率

2、和功率因数较高绕组嵌线工艺复杂小容量及中型低压电机可嵌放成型线圈大型低压电动机绝缘放置可靠、绕组下线方便高压电动机3．定子绕组定子绕组通常应用双层短距绕组，小型电机可应用单层绕组。3、机座作用：主要起固定和支撑定子铁心，要求有足够的机械强度和刚度二、转子转子铁心——磁路，一般由硅钢片叠成。在转子铁心上开有槽，以供放置或浇注转子绕组。转子绕组——感应电势、流过电流和产生电磁转矩转轴1.转子铁心：磁路，一般由硅钢片叠成。2．转子槽槽形的选择主要决定于对运行性能和起动性能的要求。3．转子绕组特点:是一闭合的绕组,但其构成的型式不同1）鼠笼式转子：焊接，铸铝。斜槽形式2）线绕转子：铁芯

3、上绕有一对称绕组，和定子绕组有相同的极数，且制成相同的相数。通常采用对称的三相绕组，连接成星形。转子的一端装有三个集电环，各与转子绕组的三个起始端相连接。每个集电环上各有一电刷，通过电刷把转子绕组与外接变阻器相接。安装变阻器的目的是改善起动特性(增加起动转短，减小起动电流)或用以调节电动机的转速。4.转轴三、气隙特点——气隙很小，在中、小型电机中，气隙一般为0.2-2.0毫米。气隙大小对电机性能有很大的影响气隙大：磁阻大，励磁电流（空载电流）大，功率因数低；气隙磁场谐波含量（漏磁引起附加损耗）减少，改善启动性能。气隙小：按加工可能及机械安全所限制。四、异步电机的铭牌1、型号我国

4、电机的产品型号一般采用大型印刷体的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。其中当头的字母是根据电机的全名称选择有代表意义的汉语拼音字母。如：Y160L1---4三相异步电动机机座中心高极数铁芯长短代号机座号长短代号异步电动机的额定值：2、额定功率PN：指电动机在额定方式下运行时，转轴上输出的机械功率（W或kW）。3、额定电压UN：指电动机在额定方式运行时定子绕组应加的线电压（V或kV）。4、额定电流IN：指电动机在额定电压和额定功率状态下运行时，流入定子绕组的额定线电流（A）。5、额定频率f：我国工业频率为50HZ。6、额定转速nN：指在额定状态下运行时的转子转速（r／min）。三相异步

5、电动机的主要技术指标是指效率、功率因数、起动性能（堵转转矩、堵转电流和起动过程中的最小转矩）、最大转矩和噪声、振动。第二节异步电机的运行状态和磁场一、异步电机的运行状态三相对称电流流入对称定子三相绕组→旋转磁场，n1→转子绕组切割磁力线中产生感应电势→闭合的转子绕组产生转子电流→转子导体受电磁力作用→形成转矩→转子转动，n。转差速度：转差率三种运行方式①电动机运行②发电机运行③电磁制动分析时，从作用于转子上的电磁力或电磁转矩的方向，以及定子电势e和定子电流i有功分量所产生的电功率的正负来判断电机的运行状态。异步电机的三种运行情况：一、电动机运行电动机运行：当一对称的三相电流通入

6、异步电机的定子绕组时，在空气隙中便产生一旋转磁场以同步转速n1旋转。转子导体切割磁力线，并产生感应电势——条件。转子导体中的感应电流与旋转磁场相互作用，使转子导体上受到一电磁力Fe，其方向与旋转磁场的旋转方向相同。在电磁力的作用下形成电磁转矩，拖动转子顺着旋转磁场方向旋转。电磁力Fe为原动力，相应的电磁转矩为驱动转矩，负载力F为阻力，相应的转矩为阻力矩。结论：异步电动机的转速常在同步转速以下。转子的转速在0≤n＜n1范围内，即在1≥s＞0范围内。从定子角度，定子上的电流有功分量与定子电势方向相反，电功率为负值，说明定子从电网吸收电功率。二、发电机运行发电机运行：在转子上施加原动

7、力矩拖动转子以大于同步转速顺着旋转磁场方向旋转，则旋转磁场切割转子的相对速度便倒转方向。和电动机运行情况相比，转子导体中感应电势和电流的方向倒转导体上所受到的电磁力的方向与转子旋转方向相反；这时机械功率为输入，电功率为输出，外施力F为原动力，电磁力Fe为阻力——发电机运行。结论：异步电机作为发电机运行，转速需大于同步转速，即n＞n1，s＜0。三、电磁制动电磁制动：转子在外力拖动下使其旋转方向与旋转磁场的旋转方向相反，则旋转磁场切割转子导体的相对转速大于同步转速。电磁力的方向与外施力方向相反，