異步電機（2）運行原理

1、第十六章三相異步電動機的運行原理第十六章三相異步電動機的運行原理第三篇第三篇 異步電機異步電機 1. 理解轉(zhuǎn)子靜止和旋轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系和物理過程 2. 掌握轉(zhuǎn)子繞組歸算（折算) 的目的、原理和方法 3. 掌握轉(zhuǎn)子磁動勢的相對轉(zhuǎn)速，理解轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機定、轉(zhuǎn)子磁動勢保持相對靜止的原因； 4.掌握歸算后的基本方程式、相量圖和等效電路 5.掌握空載試驗和短路試驗的原理、方法和參數(shù)計算 6.了解籠型異步電動機轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù) 本章基本要求三相異步電動機的運行原理概述轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動機的參數(shù)測定主要內(nèi)容三相異步電動機的運行原理l 定性

2、分析 定量計算l 簡介：簡介：分析異步電動機運行中的電磁過程，研究各電磁量之間的相互關(guān)系，得出異步電動機的等效電路，建立定量分析異步電動機的理論基礎(chǔ)。16.1 概述三相異步電動機的運行原理l 異步電機與同步電機的主要聯(lián)系異步電機與同步電機的主要聯(lián)系相同點：借助于電磁感應(yīng)作用傳遞能量不同點：1. 同步電機的轉(zhuǎn)子磁場是由通入的直流產(chǎn)生的；異步電機的轉(zhuǎn)子磁場是由轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流產(chǎn)生的。2. 在對稱穩(wěn)態(tài)時，同步電機氣隙磁場只在定子中感應(yīng)電動勢，為單邊感應(yīng)（直流電機與其類似）；異步電機氣隙磁場在定、轉(zhuǎn)子兩邊都感應(yīng)電動勢，為雙邊感應(yīng)（變壓器與其類似）l 研究對象：研究對象：首先分析三相對稱且穩(wěn)態(tài)運行的繞線轉(zhuǎn)子

3、異步電動機，任取一相或一個量進行分析。僅考慮基波的作用，不考慮高次諧波的影響，最后對籠型電動機的一些特殊問題進行分析。l 規(guī)定正方向：規(guī)定正方向：定、轉(zhuǎn)子各相電氣物理量的規(guī)定正方向和變壓器相同磁動勢、磁通的規(guī)定正方向為由定子到轉(zhuǎn)子的方向；定、轉(zhuǎn)子A和a相繞組的軸線分別為 A和 a。規(guī)定 A為計算空間角度的起點，假設(shè)在轉(zhuǎn)子靜止狀態(tài)下 A在 a前 電角度。16.1 概述三相異步電動機的運行原理0l 規(guī)定正方向規(guī)定正方向16.1 概述三相異步電動機的運行原理圖16-1異步電機的規(guī)定正方向l 研究目的研究目的 便于和已經(jīng)熟悉的變壓器進行對比，且具有實際意義，因為移相器、感應(yīng)調(diào)壓器就是不轉(zhuǎn)的異步電動機。

4、l 研究對象研究對象 兩種轉(zhuǎn)子靜止的情況：兩種轉(zhuǎn)子靜止的情況：轉(zhuǎn)子繞組開路和轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路n 轉(zhuǎn)子電流為零，相當于調(diào)壓器副邊開路。n 電磁過程三相 三相n 主要關(guān)系1U0I0F1m()B22EU1E101EjI x10 1UI r與平衡磁動勢F0 主磁通 ：由電動機的磁化特性確定磁動勢 電流電動勢 、 主磁通 電動勢 電流m0F0I1E2E1E0Im(一)磁動勢 電流1. 幅值：2. 相位：16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子

5、繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路0F0I1110042() 22wwkmFIp安/極圖16-2 磁動勢 與電流的相位關(guān)系0F0I(二)電動勢 、 主磁通 16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路1. 頻率：2. 大?。?1）定子電動勢 1U0I0F1m()B21E f（ ）11E f（ ）101EjI x1E2E11260pnff三相 三相Am1111m1sinsinwtwkt11A1111m111111m1m1cos2sin(94.440 )d2wwwewktEttwkEf wk d-m(二)電動勢 、 主磁通 16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動

6、機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路2. 大?。?2）轉(zhuǎn)子電動勢 氣隙磁密 轉(zhuǎn)過（90 ）空間電角度時，轉(zhuǎn)子a相繞組磁鏈最大，當 時，應(yīng)應(yīng)后于時軸（ 90 ）電角度，而應(yīng)后于計時起點 。1E2Eam21022m10sin()sin()wtw kta2122m102112201222mmcos()4.442sin(90 )d2wwwew ktf wtEkEtw kd-B010t0a0m(二)電動勢 、 主磁通 16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路2. 大?。?3）電動勢比（有效匝比）：3. 相位 1）定子電動勢：m1E2E111e222

7、wwwkEkEw k111m4.44wEjfwk 定子電動勢應(yīng)后于定子磁鏈90圖16-3定子繞組A相磁鏈和電動勢相位(二)電動勢 、 主磁通 16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路3. 相位 2）轉(zhuǎn)子電動勢：1E2E012ejEEek轉(zhuǎn)子電動勢的大小是定子電動勢的1/ke倍，其相位決定于轉(zhuǎn)子的位置，根據(jù)這一原理，可制成移相器圖16-4定、轉(zhuǎn)子繞組A(a)相磁鏈和電動勢相位m(三)電動勢 電流 16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路n 原理和思路： F0I0，E1 ，但磁動勢F0與主磁通 卻是非線

8、性關(guān)系，不易用解析式表示。為了跳過非線性的磁場問題，把磁場的問題轉(zhuǎn)化成電路的問題，和變壓器一樣，引入一個激磁參數(shù)Zm，直接把I0與E1聯(lián)系起來，這個參數(shù)稱為激磁阻抗。1E0Imm(三)電動勢 電流 16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路n 表達式：1E0I100mmmEI rjxI Zn激磁參數(shù)物理意義： Zmrmjxm激磁阻抗； rm激磁電阻或鐵耗等效電阻 xm激磁電抗。21 0fempmI rn討論：1） xm是對應(yīng)于氣隙主磁通的電抗，與氣隙大小、電源頻率、繞組匝數(shù)、主磁路鐵心材料、尺寸以及磁路飽和程度有關(guān)。氣隙大，磁導小，激磁電流大，故氣

9、隙越小越好。2）盡管激磁阻抗的物理意義與變壓器的相似，但在數(shù)值大小上和變壓器的相差較大，尤其是激磁電抗。變壓器的主磁通幾乎不經(jīng)過氣隙，主磁路的磁導大，激磁電抗大，相應(yīng)的激磁電流就小，其標么值為0.010.1；而異步電動機的主磁通兩次經(jīng)過氣隙，主磁路的磁導小，激磁電抗小，相應(yīng)的激磁電流就大，其標么值為0.20.5。(四)方程式、相量圖和等效電路16.2 轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子繞組開路n 方程式：n相量圖： 0110111012210m1111m12e() 4.44wjUEIrjxEI ZUEEIZEjf w k EEek 2Em0I1E01jI x1U0 1I