06电机拖动 第五章 异步电机(二)1.ppt

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1、重庆大学自动化学院电机学及拖动基础1第五章异步电机（二）三相异步电动机的运行原理2主要内容第一节三相异步电动机运行时的电磁过程第二节三相异步电动机的等效电路及向量图第三节三相异步电动机的功率和转矩第四节三相异步电动机的工作特性及其测取方法第五节三相异步电动机参数的测定第六节三相异步电动机的转矩与转差率的关系3第一节三相异步电动机运行时的电磁过程定子绕组接到对称三相电源U1，产生对称三相电流I1；形成按正弦分布、以转速ns旋转的定子合成磁动势F1；建立旋转的气隙主磁场Bm；气隙旋转磁场切割定、转子绕组，产生对称三相感应电动势E1、E2s；转子回路中通过对称三相电流I

2、2；在气隙磁场和转子电流相互作用下，产生电磁转矩，转子随着旋转磁场方向转动。一异步电动机负载时的物理情况4空载运行时：n≈ns，Δn≈0，E2s≈0，I2≈0——建立Bm的励磁磁动势Fm0就是定子绕组产生的三相基波合成磁动势F10，即Fm0=F10异步电动机空载运行时的电磁关系负载运行时：n

3、感应电势为对称多相电动势，转子电流为对称多相电流，形成的合成磁动势？——用矩形磁动势波叠加法分析，也是旋转的。（一）转子磁动势的分析转子磁动势是一种旋转磁动势，且近似按正弦规律分布笼型转子的磁动势61、F2的旋转方向若定子电流相序A-B-C，产生逆时针方向的旋转磁场由于n

4、流的频率为：转子磁动势F2相对于转子本身的转速为：转子磁动势F2相对于静止的定子的转速为：转子磁动势F2与定子磁动势F1的转速是相同的，均为ns——即，F2与F1在空间上保持相对静止。8F2与F1相对静止，因此气隙内产生的旋转磁场是定、转子的合成磁动势：F1+F2负载时——空载时——由变压器知识，一次绕组感应电势与电源电压只差一个漏阻抗压降。而异步电机正常运行时电源电压为U1N，故可认为电动机从空载到负载的过程中，定子绕组内的感应电势E1近似不变，由此可认为：（二）磁动势平衡9于是，磁动势平衡关系：或者：表明：负载时异步电动机的定子磁动势F1包含两个分量，一个是产

5、生气隙内主磁通的励磁磁动势Fm，另一个是抵消转子磁动势作用的（-F2）10磁动势和电流的关系——相矢图（时空矢量图）旋转磁动势及磁场可用一种以同步角速度ωs旋转的矢量表示；对应的电流可用数值上等于同步角速度ωs的角速度ω旋转的相量表示；由于旋转磁动势与对应电流有一定的时空关系——当某相电流达到最大值时，旋转磁动势幅值正好位于该相绕组的轴线上因此可将矢量和相量混合在一起，用相矢图分析11负载时定子、转子磁动势和电流的相矢图：Bm位于A相轴线由于磁滞和涡流损耗的存在，Bm滞后Im一个铁耗角αFeF2在空间上滞后于Bm的电角度为Fm与-F2相加，得到F1在相矢图中，磁动

6、势矢量的方向与对应电流相量方向一致12励磁磁动势Fm建立气隙内主磁场Bm，其主磁通为主磁通分别在定、转子绕组中，感应出对称的定子电动势和转子电动势：——有效值分别为：——相位上均滞后90o电角度——与的相量表达式分别为：（三）电磁关系13此外，定、转子电流分别产生漏电动势和：另外，定、转子绕组中还有应电阻存在而产生的电压降和。异步电动机负载运行时的电磁关系14二基本方程式由磁动势与相电流的关系：（一）磁动势平衡方程式m1——定子绕组的相数m2——转子绕组的相数Im——对应于励磁磁动势的励磁电流15在时空矢量图中，磁动势矢量的方向与电流相量方向一致，磁动势平衡方程式

7、也可以写成：令，并使：则：ki——异步电动机的电流比可见，变换的前提是变换前后转子磁动势保持不变，即：16负载时异步电动机的定子电流可以看成由两部分组成：一部分为励磁电流分量，其作用是产生气隙主磁通；另一部分为负载电流分量，其作用是抵消转子电流所产生的磁效应。从而将磁动势的矢量关系变换为对应电流的相量关系，得到用电流相量表达的磁动势平衡方程式：17由负载运行时的电磁关系，可列出异步电动机定、转子绕组的电动势平衡方程式：（二）电动势平衡方程式RΩ——转子绕组的外加电阻对于笼型转子，则RΩ=018Zm——表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻抗Xm——反映气

8、隙主磁通的