第五章 异步电机（二）

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1、第五章异步电机（二）——三相异步电动机运行原理及单相异步电动机第一节三相异步电动机运行时的电磁过程一、异步电动机空载和负载时的物理情况当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过三相交流电流。若不计谐波和齿槽影响，这个对称三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布、并且以同步转速n0旋转的旋转磁动势F1，由旋转磁动势F1建立旋转的气隙主磁场Bm。这个旋转磁场切割定子、转子绕组，分别在定子、转子绕组内感应出定子电动势和转子电动势。在转子电动势作用下转子回路中有对称三相电流流过。于是，在气隙磁场和转

2、子电流的相互作用下，产生了电磁转矩，转子就顺着旋转磁场的方向转动。1.空载空载的定义。空载电流，空载时的铁损、铜损和机械损耗。[补]异步电动机的转子有哪两种类型？各有什么特点？解：一种为绕线型转子。转子上有与定子绕组相似的三相绕组，接成Y接，三根引出线通过集电环和电刷引出，以备接电阻或直接短路。另一种为鼠笼转子。转子绕组为笼形，导条嵌于槽内，两端各有一个端环将导条短路。[补]异步电机有哪三种运行状态？这三种运行状态的电功率和机械功率的流向如何？如何根据转速来判断是哪种运行状态？解：设n0代表同步转速,n代表电机

3、转速。（1）电动机状态：n大于0小于n0,电机吸收电功率，输出机械功率；（2）发电机状态：n大于n0,电机吸收机械功率，输出电功率；（3）电磁制动状态：n小于0,电机吸收电功率和机械功率，转化为电机内部的损耗。[补]已知一台三相异步电动机，额定功率4千瓦，额定电压380伏,功率因数0.77,效率0.84,求该电动机的额定电流。(9.4安)解：因为所以[补]一台三相绕线型异步电动机，定子额定电压380伏，定、转子绕组均为Y接，定子每相串联匝数100,绕组因数0.95,转子每相串联匝数80,绕组因数0.90.求：（

4、1）这台电机的电压变比和电流变比；(1.32;1.32)（2）当转子绕组开路且处于静止状态时，定子加额定电压，求转子每相感应电动势.(167伏)解:(1)(2)由于E1和U1很接近,U1=220V,所以E1=220V空载的情况下：n≈n0,I2≈0空载电流Im,励磁阻抗Zm。空载时气隙磁通由定子绕组单独建立。不论转子是绕线型还是笼型，转子磁动势F2都是一种旋转磁动势。笼型转子的磁动势2.负载n

5、时针方向旋转，因为n

6、差不多和电源电压相平衡。所以，可以近似认为于是两极异步电动机的定子、转子绕组示意图负载时定子、转子磁动势和电流的相矢图(二)磁动势平衡电机从空载过渡到负载运行的情况下,铁心中的磁通大小基本不变,这是我们分析异步电机负载运行的一个基本出发点.Φm基本不变,则励磁磁势Fm基本不变.所以画图说明.总结：空载时，气隙磁动势由定子绕组单独建立；负载时，气隙磁动势由定、转子绕组共同建立，但合成磁动势基本不变。（三）电磁关系有效值异步电动机的负载运行时的电磁关系相量表达式定、转子的漏磁通在各自绕组中感应产生漏电动势二、基本方

7、程式（一）磁动势平衡方程式式中m1、m2为定子、转子的相数；Im为对应于励磁磁动势的励磁电流。励磁电流负载电流令则异步电动机的电流比（二）电动势平衡方程式RΩ为转子电阻的外加电阻Zm为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称为励磁电抗；rm为反映铁耗的励磁电阻。定子漏电抗转子漏电抗因此是转子运行时感应电动势是转子静止时感应电动势X2s是转子运行时漏电抗是转子静止时漏电抗=s=s国内电机学教科书对于异步电动机各物理量参考方向的规定:异步电动机各物理量正方向的另外一种规定:旋转时异步电动机的电路异

8、步电动机负载时的基本方程式列出如下总结：磁势平衡式，电势平衡式.第二节三相异步电动机的等效电路及相量图为电动势比一、异步电动机的等效电路（一）频率归算频率归算就是用一个静止的转子去代替旋转的转子。所谓“等效”是指：1）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效应不变。2）等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无功功率、铜耗等）必须和实际转子电路一样。为电流比频率归算后,转子的感应电动势变为原