西安交大的电机学课件13第13章续异步电机.ppt

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1、一、异步电动机的原理1、物理模型图解释2、异步电动机的工作原理m(的正整数)相电流通入m相绕组，将在电机内部（气隙中）可以自动产生一个以n1为转速的旋转磁场;转子导体被旋转磁场切割磁力线，将感应电势e=Blv（方向用右手定则判断）;自成闭路的转子导体则感生电流，载流的转子导体在旋转磁场中受到电磁力f=Bli（方向用左手定则判断）的作用;电磁力作用在转子上将产生电磁转矩T，并驱动转子以转速n旋转，以拖动机械负载。根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。13-2异步电机的三种运行状态1注意到：NS2二、转差，转差率（即解释了为什么叫异步电机）转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可

2、能切割磁力线。旋转磁场的转速n1为同步转速；转子的实际转速n简称转子转速。两者在电机运行时有差别，即存在转差Δn=n1-n转差率:s=(n1-n)/n1注:s是异步电机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。启动瞬间即堵转时：n=0，s=1理想空载时：n=n1，s=0三、异步电机的三种运行状态电动机运行时，s在0~1之间。转差率一般很小：sN=0.015~0.06。发电机运行时，n高于同步转速n1，s<0。制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s>1根据转差率可以区分异步电机的属何种运行状态。313.3异步电动机的电势平衡方程式一.定子绕组电势平衡方程式

3、定子绕组接到交流电源上，与电源电压相平衡的电势（压降）包括：主电势（感应电势）：定子绕组通入三相对称交流电流时，将会产生旋转的主磁通，同时切割定子绕组和转子绕组，并在其中感应电势（p199）。故定子边方程式为：二.转子绕组的电势及电流转子绕组的感应电势推导如下：转子绕组导体切割主磁通的相对转速为(n1-n)=sn1频率：由于s很小，转子电势频率很低。一般0.5-3Hz有效值4对绕线式三相异步电动机的转子绕组每相串联匝数的计算方法与定子绕组相同，为3相。转子绕组的阻抗分析：对笼型转子来说，每个导条中电流相位均不一样，则1根导条即为1相，可见相数问题（祥见下一页）*；每相串联匝数为半匝即0

4、.5匝。闭合的转子绕组中有电流流过。同样会产生漏磁电抗压降。漏抗公式转速越高，漏抗越小。阻抗:三.转子绕组中的电流转子绕组短路，转子电压为0，感应电势全部加在转子阻抗上转子回路的电势平衡方程：f1f25转子电流随转差率变化则转子电流：转子电流随s的变化如右下图所示。说明：关于鼠笼转子绕组的相数m2、匝数N2、绕组系数kw2。m2=Z2当数时m2=Z2/p当数时N2=0.5kw2=1定、转子的极对数永远相等。613.4异步电动机的磁势平衡方程式一.定子绕组的磁势幅值：转速：二.转子绕组磁势幅值：转速：转子电流的频率f2=sf1转子电流产生的旋转磁势的相对于转子的转速：转子磁势相对于空间的

5、转速为结论：定、转子磁势在空间相对静止，均以同步速n1旋转。三.磁势平衡方程式激磁电流Im和激磁磁势Fm（与空载磁势F0近似相等）产生主磁通Φ1所需要的电流称为激磁电流Im；对应的磁势称为激磁磁势：7激磁磁势近似不变由电势方程式：其中可知Φ1近似不变，激磁磁势和激磁电流也几乎不变。空载运行时，激磁磁势全部由定子磁势F0提供，即：F0=Fm负载运行时，转子绕组中有电流I2流过，产生一个同步旋转磁势F2，为了保持原Fm不变，定子磁势F1除了提供激磁磁势Fm外，还必须抵消转子磁势F2的影响，即：异步电动机的磁势平衡方程：结论：空载运行时，转子电流近似为0，定子电流等于激磁电流；负载时，定子电

6、流随负载增大而增大。8在异步电动机中,定、转子电路的频率不相同；定、转子边的相数、匝数、绕组系数均不相等。则频率折算和绕组折算是解决以上问题的途径。转子堵转时n=0s=1，f2=sf1=f1，E2s=E2，X2σs=X2σ,f2=f1。13.5异步电动机的等效电路一、频率折算1.在什么情况下转子电路频率等于定子电路频率?转子旋转时，，转子电路频率：f2=sf1；2.如何使转子电路的频率等于定子电路的频率?旋转时转子电流上式分子分母同除s即相当于堵转时转子电流结论：用一个等效的堵转着的转子可以代替一个以s为转差率实际旋转着的转子，这时只需要将异步电动机的转子电阻增加到R2/s即可，这就是

7、频率折算的过程。9f1f2图异步电动机的频率折算f1f1说明：R2/s=10实际堵转转子等效电路旋转转子等效为堵转转子等效电路堵转的转子中多了一个附加电阻，即多了一个电阻功率。分析证明：附加电阻上消耗的电功率就等于电机的总的机械功率。二、绕组折算1.定义用一个与定子方面具有同样相数m1、匝数N11和绕组系数kw1的等效转子绕组来替代实际的转子绕组(m2、N2、kw2)。其条件是：磁势幅值不变；功率大小不变。电流折算：根据磁势不变:则：11电势折