电力拖动课件05 异步电动机(二).ppt

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1、第五章异步电机(二）—三相异步电动机的运行原理1第一节三相异步电动机运行时的电磁过程一、异步电动机负载时的物理情况三相异步电动机空载运行时，转子电流I2≈0，我们认为磁路上只有定子绕组磁动势F1。负载运行时，转子转速下降，转子绕组中感应电流增大，将产生转子磁动势F2。由于转子也为三相绕组，所以转子磁动势F2也是旋转的。（一）转子磁动势的分析⒈F2的旋转方向转子的转向与F1方向相同。F2的旋转方向与F1方向相同。e,iNSffnns2转子磁动势相对转子的转速：转子磁动势相对定子的转速：△n+n=sns+(1-s)ns=ns转子磁

2、动势相对定子磁动势的转速：0⒉F2转速的大小定子旋转磁场的转速为nS，转子转速为n，此时定子旋转磁场以△n=ns-n的速度切割转子，所以在转子中感应电动势的频率：3（二）磁动势平衡通过前面分析，F1、F2将共同作用于磁路，而且F1与F2相对静止，这是合成气隙磁场的先决条件。F1+F2=Fm→Bm(Φm)空载时，F10=Fm0→Bm0(Φm0)由于如果电压不变，E1基本不变，我们可以认为Φm≈Φm0。我们将上式变为F1=Fm+(-F2)，负载时定子磁动势除了建立气隙磁场外，另一分量去抵消转子磁动势，所以它的大小与F2相等，方向与F2相

3、反。4（三）电磁关系由于旋转磁场同时切割定转子绕组,在定、转子绕组内将会产生感应电动势E1、E2。56二、基本方程㈠磁动势平衡方程式由前面的分析可知，异步电动机负载时的磁动势平衡方程式为F1+F2=Fm，这些磁动势都有对应的相电流。7现在我们将I2前面的系数加以变换(用定子绕组参数取代转子绕组参数），使其与I1、Im前面的系数一样，并令I2′=I2/ki,则磁动势的矢量关系就可变成对应电流的相量关系。8像变压器一样，我们把电动势用压降的形式来表示。9感应电动机定、转子耦合电路图由上图可见，两个电路只有磁的耦合，没有电的联系，且定、转子的

4、相数、匝数、绕组系数不同，且两电路频率不同，因此需要归算，把一个电路归算到另一个电路中去，得出所谓的等效电路。10第二节三相异步电动机的等效电路及相量图由于定、转子电路参数不同，所以还要像变压器的处理方法一样，进行绕组归算，才能得出两个电路有电的联系的等效电路。为分析方便，假设转子静止，便有：f2=f1——电动势比11一、异步电动机的等效电路异步电动机的定、转子绕组没有电的联系，且定转子的相数、匝数、绕组系数及频率不同，因此需要归算，才能把定子电路与转子电路联系起来，得出等效电路。（一）频率归算频率归算是指在保持整个电磁系统的电磁性能不

5、变的前提下，用一个具有定子电路频率的等效转子电路去取代实际的转子电路。频率归算的原则：(1)归算前后的电磁效应不变。(2)归算前后的电磁性能不变。频率归算的依据：(1)f2=sf1(2)F1与F2相对静止。12频率归算的方法：转子静止时，转子电路具有定子电路的频率，所以我们用一个静止的转子电路去取代实际的转子电路。E2s＝sE2X2s＝sX2从以上推导可看出，与频率有关的转子参数都具有了定子频率，但此时转子电阻由R2变为R2/s。13可看出：只要用R2/s去代替R2，就可认为转子电路具有了定子电路的频率，且转子电流没有变化，从而保证

6、了归算前后转子电路的电磁关系和电磁性能不变。分析R2/s：电阻（1-s)R2/s在实际电路中并不存在，实质上他产生的损耗I22（1-s)R2/s表征了异步电动机的机械功率，我们称（1-s)R2/s为附加电阻。14频率归算后的感应电动机定、转子耦合电路图15（二）绕组归算对异步机进行了频率归算后，定、转子频率不同而发生的问题是解决了，但是还不能把定转子电路联系起来，还需要进行绕组归算。所谓绕组的归算，就是人为的用一个相数、匝数以及绕组系数与定子一样的绕组去代替原来的转子绕组，在归算中必须保证归算前后转子的电磁效应不变。由转子磁动势不变：

7、得出归算后转子电流：16由转子总的视在功率不变，得出：17经绕组归算后，转子电动势和电压应乘以ke，转子电流应除以ki，转子电阻和电抗应乘以kike，则转子电路电压方程为：由转子铜耗和漏磁场储能不变，可得出：18频率和绕组归算后的感应电动机定、转子耦合电路图19（三）异步电动机的等效电路归算后的相关定、转子电压方程为：20异步电动机的T形等效电路21等效电路中参数的特点：⒈Zm»Z1、Z2⒉X»R用等效电路分析几种典型的运行情况：1、异步电动机空载时，转子的转速接近同步转速，转差率s≈0，附加电阻（1-s)R2/s趋于∞，相当于转子电

8、路开路，由于回路中电抗Xm、X1»Rm、R1这时电路呈感性，电动机的功率因数很低。（此时、定子电流就是励磁电流，仅仅建立了磁场。）222、异步电动机在额定负载下运行时，转差率sN大约5%，附加电阻（1-s)