第七章三相異步電動(dòng)機(jī)PPT課件

1、二、結(jié)構(gòu)第1頁(yè)/共34頁(yè) 1 1、定子、定子第2頁(yè)/共34頁(yè)2 2、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子第3頁(yè)/共34頁(yè)3 3、氣隙、氣隙第4頁(yè)/共34頁(yè)三、工作原理（以鼠籠式電機(jī)為例）1 1、三相定子繞組接三相交流電，氣、三相定子繞組接三相交流電，氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。逆時(shí)針同步轉(zhuǎn)速；逆時(shí)針同步轉(zhuǎn)速；pfn1160NS1n2 2、相對(duì)轉(zhuǎn)子，有旋轉(zhuǎn)的磁極；、相對(duì)轉(zhuǎn)子，有旋轉(zhuǎn)的磁極；3 3、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和感生電流；生電流；nMf4 4、導(dǎo)體中的電流受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，、導(dǎo)體中的電流受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)；使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)；5 5、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

2、能否達(dá)到同步轉(zhuǎn)速？、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能否達(dá)到同步轉(zhuǎn)速？1n6 6、轉(zhuǎn)差率：、轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差 ，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率 。nnnn11sn n 第5頁(yè)/共34頁(yè)05. 001. 0s正常電動(dòng)運(yùn)行時(shí)時(shí)，電磁制動(dòng)狀態(tài)即當(dāng)時(shí)，發(fā)電狀態(tài)即當(dāng)時(shí)，電動(dòng)狀態(tài)即當(dāng)01001011nsnnsnns1n7 7、轉(zhuǎn)差率的含義：、轉(zhuǎn)差率的含義：當(dāng)同步轉(zhuǎn)速當(dāng)同步轉(zhuǎn)速 是確定的時(shí)候，是確定的時(shí)候， 與與 一一對(duì)應(yīng)。一一對(duì)應(yīng)。ns 等，NNNNNNNrnHzHzfAIVUkWPcosmin50四、額定數(shù)據(jù)第6頁(yè)/共34頁(yè)例題： 三相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)， 求：同步轉(zhuǎn)速求：同步轉(zhuǎn)速 ，極對(duì)數(shù)，

3、極對(duì)數(shù) ， 額定負(fù)載時(shí)的效率額定負(fù)載時(shí)的效率 和轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)差率 。AIVUkWPNNN11938055，。，89. 0cosmin570NNrn1npNNs解：05.079.0cos325min60060min57011112111nnnsIUPPPprnpfnrnNNNNNNNN）（）（第7頁(yè)/共34頁(yè) 以繞線式異步電機(jī)為例以繞線式異步電機(jī)為例 分析步驟：分析步驟： （1 1）轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路；）轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路； （2 2）轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組短路；）轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組短路； （3 3）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，正常運(yùn)行。）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，正常運(yùn)行。 分析內(nèi)容：分析內(nèi)容： （1 1）慣例；）慣

4、例； （2 2）電磁平衡關(guān)系式；）電磁平衡關(guān)系式； （3 3）折算與等值電路；）折算與等值電路； （4 4）向量圖。）向量圖。第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系第8頁(yè)/共34頁(yè)一、轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)一、轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系系1 1、慣例（、慣例（1 1）1A1Y1X1B1C1Z2A2Y2X2B2C2Z ）氣隙磁密（同步轉(zhuǎn)速1nB 1Bn&轉(zhuǎn)速nn沿定子內(nèi)表面的角度11沿轉(zhuǎn)子外表面的角度22方向均以進(jìn)入轉(zhuǎn)子方向?yàn)檎?、磁?shì)、磁通磁密FBTT電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩第9頁(yè)/共34頁(yè)慣例（慣例（2 2）1A1B1C1U&電樞繞組相電壓

5、1U1E&電樞繞組相電勢(shì)1E1I&1I&1sE&電樞繞組相漏電勢(shì)1sE轉(zhuǎn)子繞組相電壓2U轉(zhuǎn)子繞組相電勢(shì)2E轉(zhuǎn)子繞組相電流2I轉(zhuǎn)子繞組相漏電勢(shì)2sE2A2B2C2U&2I&2E&2sE&電樞繞組相電勢(shì)第10頁(yè)/共34頁(yè)2 2、電磁關(guān)系、電磁關(guān)系（與變壓器空載運(yùn)行相似）（與變壓器空載運(yùn)行相似）01F、磁勢(shì)）磁通（0000FIIICBA空間合成磁勢(shì)為、定子通以三相對(duì)稱電流11003 4222dpN kaFIp、幅值：b、轉(zhuǎn)向：電流相序決定， 時(shí)，逆 時(shí)針ABCAc、轉(zhuǎn)速：11160min2fnrfrad sp，d、定子磁勢(shì)： 轉(zhuǎn)子磁勢(shì)：

6、10122FFFFF&第11頁(yè)/共34頁(yè)）感應(yīng)電勢(shì)（2FeIII03）勵(lì)磁電流（）電壓、電勢(shì)平衡方程（42020101110111011EUzIEjxrIEErIEUs12121111201211120212011120204.444.4490dpdpdpedpaEf N kEf N kN kEbkEN kcEEBdEkEE、大?。?，、 比：、相位： 、 后于，與同相位、變壓滯第12頁(yè)/共34頁(yè)3 3、向量圖與等值電路、向量圖與等值電路（與變壓器空載運(yùn)行相似）（與變壓器空載運(yùn)行相似）m21 EE1 E0IIFeI1U10rI10 xIj0功率因數(shù)角功率因數(shù)角0I1U1r1jx1Emrm

7、jx轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的等效電路第13頁(yè)/共34頁(yè)4 4、電磁關(guān)系示意圖、電磁關(guān)系示意圖（同變壓器空載運(yùn)行）（同變壓器空載運(yùn)行）21110111001EExI jErIIUss11011()UEIRjX 202UE5 5、功率關(guān)系示意圖、功率關(guān)系示意圖（同變壓器空載運(yùn)行）（同變壓器空載運(yùn)行）輸入功率輸入功率P1FeCuppIUP10011cos0I1U1r1jx1EmrmjxkEE121201rIpCumFerIp20第14頁(yè)/共34頁(yè)二、二、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組短路轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組短路時(shí)的電磁關(guān)時(shí)的電磁關(guān)系系1 1、慣例、慣例1A1Y1X1B1C1Z2A2Y2X2B2C2Z 1nB

8、Tn121A1B1C1U1E1I1sE2sE2E2I2C2B2A第15頁(yè)/共34頁(yè)2 2、磁勢(shì)、磁通、磁勢(shì)、磁通（1 1）磁勢(shì)）磁勢(shì)時(shí)針勢(shì)1211111122221213 4222,60min223 42226060mindpdpN kaFIpbABCAfcnrfrad spN kaFIpbABCAffcnrnpp）定子磁 、幅值：、 向： 流相序 定，逆 、 速：，） 子磁 、幅值：、 向： 流相序 定，逆 、 速：1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)針轉(zhuǎn)勢(shì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電 決電 決第16頁(yè)/共34頁(yè)210213FFFFF轉(zhuǎn)子磁勢(shì)定子磁勢(shì)）合成磁勢(shì)（2 2）磁通）磁通2110EEF和主磁通均不飽和表現(xiàn)為表現(xiàn)為漏磁通222111j

9、xIjxIss3 3、定、轉(zhuǎn)子回路方程、定、轉(zhuǎn)子回路方程02222222211111zIEjxrIEUjxrIEU轉(zhuǎn)子：定子：第17頁(yè)/共34頁(yè)4 4、轉(zhuǎn)子繞組的折合（類似變壓器的折算）、轉(zhuǎn)子繞組的折合（類似變壓器的折算）（1 1）原則與思路）原則與思路通常異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的相數(shù)通常異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的相數(shù)m2與定子的相數(shù)與定子的相數(shù)m1并不相同。并不相同。原則：保持折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁勢(shì)不變。原則：保持折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁勢(shì)不變。思路：用假想的轉(zhuǎn)子思路：用假想的轉(zhuǎn)子m1、N1、kdp1代替實(shí)際的代替實(shí)際的m2、N2、kdp2（2 2）結(jié)論：）結(jié)論：（3 3）折合前）折合前后功率關(guān)系后功率關(guān)系不變不變1

10、21211222211222222122222222dpidpdpedpieeeiim N kIkIm N kN kEkEN kIIkEk EEk EEzk k zIIk 電流變比電壓變比第18頁(yè)/共34頁(yè)5 5、基本方程、等值電路、向量圖、基本方程、等值電路、向量圖（類似變壓器副邊短路）（類似變壓器副邊短路）mzEIIIIEEzIEUzIEU100212122221111m21EE1E1U11rI11xI j1I0IIFeI2I2I22rI22xI j0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2I2r2jx第19頁(yè)/共34頁(yè)三、三、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（正常運(yùn)行）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（正常運(yùn)行）時(shí)的電磁關(guān)系時(shí)的電磁關(guān)

11、系11nnns轉(zhuǎn)差率：1 1、轉(zhuǎn)子電勢(shì)、轉(zhuǎn)子電勢(shì)sssjxrIE2222轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n時(shí)的時(shí)的相電動(dòng)勢(shì)相電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n時(shí)的時(shí)的相電流相電流轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n時(shí)的時(shí)的相漏電抗相漏電抗22fnnB率，此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組電勢(shì)頻的相對(duì)速度為與2121121122212226060604.44sdpsp nnpnpnnnfsfnEf N ksExsx 第20頁(yè)/共34頁(yè)2 2、定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)、定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)（1 1）定子磁勢(shì)）定子磁勢(shì) （由（由 產(chǎn)生）不再討論產(chǎn)生）不再討論（2 2）轉(zhuǎn)子磁勢(shì)）轉(zhuǎn)子磁勢(shì) （由（由 產(chǎn)生）產(chǎn)生）1F2F1IsI2（3 3）合成磁勢(shì)）合成磁勢(shì)210FFF相對(duì)于轉(zhuǎn)子外表面、轉(zhuǎn)速：時(shí)，逆時(shí)針，、轉(zhuǎn)向

12、：電流相序決定、幅值：min6022422222222rpfncACBAbIpkWmFasW相對(duì)于定子內(nèi)表面12nn 222dpsN kIp第21頁(yè)/共34頁(yè)3 3、轉(zhuǎn)子繞組的折合、轉(zhuǎn)子繞組的折合（1 1）頻率折合）頻率折合目的：轉(zhuǎn)子和定子繞組中的電流頻率不同，計(jì)算不方便目的：轉(zhuǎn)子和定子繞組中的電流頻率不同，計(jì)算不方便原則：保持轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)于定子的位置、大小、轉(zhuǎn)速不變?cè)瓌t：保持轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)于定子的位置、大小、轉(zhuǎn)速不變思路：以頻率為思路：以頻率為 的的假想的假想的轉(zhuǎn)子電勢(shì)、電流、漏抗、電阻轉(zhuǎn)子電勢(shì)、電流、漏抗、電阻 替換頻率為替換頻率為 的的實(shí)際的實(shí)際的轉(zhuǎn)子電勢(shì)、電流、漏抗、電阻轉(zhuǎn)子電勢(shì)、電流、

13、漏抗、電阻 即用靜止的等效轉(zhuǎn)子代替旋轉(zhuǎn)的實(shí)際轉(zhuǎn)子。即用靜止的等效轉(zhuǎn)子代替旋轉(zhuǎn)的實(shí)際轉(zhuǎn)子。1f2f222222222222222IjxsrEjsxrEsjxrEIjxrIEssssss22s第22頁(yè)/共34頁(yè)22fEs22fIs2rsjx2 12fE12fIsr22jx 12fE12fI2r2jx21rss21rss的含義分析的含義分析在轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中傳入一個(gè)電阻在轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中傳入一個(gè)電阻 后，可以等效旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子后，可以等效旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子srs212221rssI電阻上的功率電阻上的功率 為有功功率，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的總機(jī)械功率為有功功率，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的總機(jī)械功率第23頁(yè)/共34頁(yè)（2 2）繞組折

14、算）繞組折算22IIa、電流折算：12121222222242422222dpdpiN kN kmmFFIIppIIk22EEb、電勢(shì)折算：22222221EkEIEmIEme22zzc、阻抗折算：222222xkkxrkkrzkkzieieie第24頁(yè)/共34頁(yè)4 4、基本方程和等值電路、基本方程和等值電路122222222021210111111rssIzIjxsrIEIIIEEjxrIEjxrIEUmm0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2I2r2jx12rssT型等值電路0Imrmjx1I1U1r1jx2I2r2jx12rss1r1jx簡(jiǎn)化等值電路5 5、向量圖（略）、向量圖（略）

15、第25頁(yè)/共34頁(yè)例題：例題：一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組加頻率為一臺(tái)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組加頻率為50Hz50Hz的額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)轉(zhuǎn)子繞組滑環(huán)上的電動(dòng)勢(shì)的額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時(shí)轉(zhuǎn)子繞組滑環(huán)上的電動(dòng)勢(shì) （已知轉(zhuǎn)子繞組為（已知轉(zhuǎn)子繞組為Y Y接）。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子一相接）。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子一相的電阻的電阻 ，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)差率 。求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電動(dòng)。求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)勢(shì) ，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流 的有效值及頻率。的有效值及頻率。2260EV220.06 ,0.2RX0.04Ns 2sNE2sNI解：解：（1）轉(zhuǎn)子電勢(shì)電流頻率為）轉(zhuǎn)子

16、電勢(shì)電流頻率為210.04 502Nfs fHz第26頁(yè)/共34頁(yè)（2 2）轉(zhuǎn)子額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)為）轉(zhuǎn)子額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的電動(dòng)勢(shì)為220.04 26036NsNEs EV（3 3）額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流為）額定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流為22261000.06sNsNsEIAZ第27頁(yè)/共34頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩三相異步電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)矩一、關(guān)系0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr 22jxP11111cos31IUP 、輸入功率：pCu1121321rIpCu、定子銅耗：pFemFerIp2033、鐵耗功率：PM2222221cos3341IEsrIppPPFe

17、CuM、電磁功率：第28頁(yè)/共34頁(yè)0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr 22jxpCu1pFePMP1pCu2MCusPrIp352222、轉(zhuǎn)子銅耗：PmMCuMmPsrssIpPP11362222、機(jī)械功率：第29頁(yè)/共34頁(yè)0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr 22jxpCu1pFePMP1pCu2Pmpmec+ps磨擦損耗等、機(jī)械損耗：mecp7（中、小型）（大型）、附加損耗：NNsPPp%31%5 . 08P2smecmppPP29、輸出功率：第30頁(yè)/共34頁(yè)0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr 22jxP1pCu1pFePMpCu2Pmpmec+psP21P1CupFep2Cupsmpp MPmP2PssPpPmCuM1:1:2小結(jié)第31頁(yè)/共34頁(yè)二、關(guān)系2201mmecsPPppTTT、由：1121mmMPPPsTs、三、電磁22222221112222121212211 2233cos260260cos2602cos2cosMdpTjPIrsEITnnm E Inmf N kIfpCI22222dpTjm pN kC第32頁(yè)/共34頁(yè)