三相感應(yīng)電機(jī)NEW

1、第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變壓器負(fù)載簡(jiǎn)化等效電路T型等效電路等效電路第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)交流電機(jī)感應(yīng)電機(jī)同步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，價(jià)格低，運(yùn)行可靠，效率高第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)Nikola Tesla第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4-1 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)4.2 交流電機(jī)的電樞繞組4.3 交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)4.4 交流繞組建立的磁動(dòng)勢(shì)4.5 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的運(yùn)行分析4.6 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)行分析4.7 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩4.8 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作特性4.9 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4.1 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的

2、工作原理與結(jié)構(gòu)本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1、掌握三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理 2、理解定子繞組中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析 3、了解三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 4、熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)ABCXYZCBAit分析規(guī)定： 電流I為正時(shí)，從首端流入、末端流出；為負(fù)時(shí)從首端流出、末端流入1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析圖解NS1232NS3NS44NS55NS6NS6第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)ABCXYZ旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的連續(xù)觀察NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS4極電機(jī)2極電機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定性分析 1、只要在三相對(duì)稱繞組中通入三相

3、對(duì)稱的電流就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 2、磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度n1=60f/p。 3、改變通入電流的相序（交換兩根電源線頭）就可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理（圖解）轉(zhuǎn)子(開(kāi)槽，放有導(dǎo)體，導(dǎo)體兩端由短路環(huán)閉合nNSTfn1fAXBYCZ定子上開(kāi)槽放置完全相同的三個(gè)繞組AX、BY、CZ?？臻g互差120度（對(duì)稱三相繞組）。ABC在T的作用下，轉(zhuǎn)子沿著n1的方向轉(zhuǎn)起來(lái)。運(yùn)行原理第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 1、只要感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組形成閉合回路，電動(dòng)機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)。 2、轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度n始終小于磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度n1。 3、轉(zhuǎn)子速度n與磁場(chǎng)速

4、度n1的轉(zhuǎn)差n，與磁場(chǎng)速度n1的比值叫轉(zhuǎn)差率S。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于磁場(chǎng)速度 由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向是一致的，所以如果n=n1，則磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間就不存在電磁感應(yīng)關(guān)系，也就不能在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、產(chǎn)生電流，也就不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子減速，最終nn1。所以，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子速度不可能等于磁場(chǎng)速度。因此，這種電動(dòng)機(jī)一般也叫做異步電動(dòng)機(jī)。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速小于磁場(chǎng)速度轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nn1，即使在轉(zhuǎn)子不帶負(fù)載時(shí)也一樣第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)狀態(tài)電網(wǎng)電能機(jī)械能，帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械以低于n1的速度運(yùn)行電磁轉(zhuǎn)矩T為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，方向與n相同，產(chǎn)生該轉(zhuǎn)矩的電

5、流靠電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生，所以又稱為感應(yīng)電機(jī)（Induction motor)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率公式及意義 S=（ n1-n）/n1 轉(zhuǎn)差率是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)基本數(shù)據(jù)，也是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一個(gè)很重要的參數(shù)。它的大小反映了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n（1S）n1。 一般，異步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率在5%以下，所以，異步電動(dòng)機(jī)的額定速度只是略小于磁場(chǎng)速度。 電動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，0nn1，則0S1.第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)若已知n=720r/min，求SN和p第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)二、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的分類（1）定子繞組供電電源的相數(shù)分單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)兩相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（控制系統(tǒng)中用）（

6、2）按轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)型式分繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)單籠雙籠深槽式起動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)速性能好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易成本低運(yùn)行可靠第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 1、和其他旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)也是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。 2、定子與轉(zhuǎn)子之間為氣隙，一般約0.251.5 mm，氣隙的大小對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能影響很大。與同容量直流電機(jī)相比，要小得多. 氣隙大，勵(lì)磁電流大，功率因數(shù)變差。 氣隙小，裝配困難，運(yùn)行不可靠等 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)

7、機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組和端蓋等幾部分組成：1、機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。封閉式中小型感應(yīng)電機(jī)的機(jī)座表面有散熱筋片。2、定子鐵心：主磁通磁路的一部分和安放定子繞組。由厚0.5mm的硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開(kāi)有均勻的槽，嵌放定子繞組。3、定子繞組：通過(guò)電流建立磁場(chǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。由完全相同的三個(gè)繞組組成，空間互差120度，可接成Y或。一個(gè)槽內(nèi)可放單層也可放雙層。4、端蓋：安裝軸承支撐轉(zhuǎn)子。保證定轉(zhuǎn)子之間的同心度，還起到保護(hù)定轉(zhuǎn)子

8、線圈的作用及作為通風(fēng)的風(fēng)路。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的接線方法YAXBCZ定子繞組在接線盒中布置定子繞組的Y型連接定子繞組的型連接第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)接線盒第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成：1、轉(zhuǎn)子鐵心：和定子鐵心一樣，既是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，又能安放轉(zhuǎn)子繞組。也由0.5mm厚的硅鋼片迭壓而成。2、轉(zhuǎn)子繞組：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。 有籠型和繞線型兩種。 （1）籠型繞組：每槽放一導(dǎo)體，導(dǎo)體用銅條或鋁條，兩頭用端環(huán)聯(lián)接。結(jié)構(gòu)可靠簡(jiǎn)單，但是轉(zhuǎn)子電阻

9、固定。 （2）繞線型轉(zhuǎn)子：與定子繞組一樣的對(duì)稱三相繞組。接成星型的三相繞組通過(guò)滑環(huán)、電刷與外電路聯(lián)接，便于串入電阻改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行性能。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)裝配圖第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)四、三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)1、額定功率PN：額定工況下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率(kW)。2、額定電壓UN：額定工況下，加在定子繞組出線端的線電壓3、額定電流IN：電動(dòng)機(jī)在額定電壓額定頻率下，軸上輸出額定功率下，在定子繞組中流過(guò)的線電流。 4、額定速度nN （r/min） ：在額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 5、額定頻率fN （Hz） ：感應(yīng)

10、電動(dòng)機(jī)的額定頻率均為50Hz第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定效率額定功率因數(shù) 還標(biāo)有定子繞組的相數(shù)，繞組的接法以及絕緣等級(jí)。繞線式：轉(zhuǎn)子繞組的接法、轉(zhuǎn)子額定電壓(定子加額定頻率的額定電壓而轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路時(shí)滑環(huán)間的電壓）和轉(zhuǎn)子額定電流第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4.2 交流電機(jī)的電樞繞組本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1、掌握60度相帶及其有關(guān)概念 2、了解單層繞組的一般連線方法 3、了解雙層繞組的一般連線方法第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一、 60度相帶及其基本概念 1、三相交流繞組的分類 2、交流繞組的基本量 3、 60度相帶 4、三相交流繞組的基本要求第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相交流繞組的分類1、按槽內(nèi)元件

11、邊的層數(shù)可分為單層繞組單雙層混合和雙層繞組。2、單層繞組按聯(lián)接方式不同可分為等元件、鏈?zhǔn)?、交叉式和同心式繞組等。3、雙層繞組可分為雙層迭繞組和雙層波繞組。單層繞組電氣性能稍差，但制造方便，常用于10KW以下的電機(jī)中。4、按相數(shù)分為單相、兩相和三相繞組5、按每極每相槽數(shù)分為整數(shù)槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)交流繞組的基本量1、線圈：由單匝或多匝串聯(lián)而成，是組成交流繞組的基本單元。2、極距：相鄰兩磁極軸線之間的距離。它可用定子槽數(shù)或定子內(nèi)圓弧長(zhǎng)來(lái)表示。3、線圈節(jié)距y1:線圈的兩個(gè)有效邊所跨的距離，用槽數(shù)表示。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)交流繞組的基本量、槽距角：相鄰兩槽之間的電角度叫槽距角 =

12、p360/z1、每極每相槽數(shù)：每個(gè)極下每相所占有的槽數(shù)叫每極每相槽數(shù)q q =z1 /（2m1p）、機(jī)械角度：電機(jī)圓周從幾何上量度為360度、電角度：磁場(chǎng)變化一周，相當(dāng)于360度電角度 電角度=p機(jī)械角度8、相帶第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)60度相帶1、同一相繞組在一個(gè)極距內(nèi)所連續(xù)占有的寬度（用電角度表示）稱為相帶。對(duì)于三相繞組，一個(gè)極距內(nèi)等分成三個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別為一相繞組所占據(jù)2、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，每相占有60度，稱為60度相帶。次序?yàn)椋篈、Z、B、X、C、Y（或U1、W2、V1、U2、W1、V2）在某一相帶內(nèi)，放置某相的導(dǎo)體q的含義也可以理解為：一個(gè)相帶占幾個(gè)槽第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)對(duì)三相交

13、流繞組的基本要求 1、交流繞組通過(guò)電流后，必須形成規(guī)定的極對(duì)數(shù)。 2、多相繞組必須對(duì)稱。不僅要求匝數(shù)、跨距、線徑及圓周上的分布情況相同，而且空間對(duì)稱（即m相繞組的軸線在空間上互差360/m。 3、交流繞組通過(guò)交流所建立的磁場(chǎng)在空間的分布為正弦分布。且旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。采用分布繞組和短距繞組。 4、在一定數(shù)目的導(dǎo)體下，能夠獲得最大的電動(dòng)勢(shì)和磁動(dòng)勢(shì)。 5、用銅少、絕緣性能可靠、制造維修方便。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)AXAXCZYBZCYB第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)二、 三相單層繞組 1、2p=2，q=1 （舉例） 2、2p=4，q=1 （舉例）優(yōu)點(diǎn)：每槽只有一個(gè)線圈邊，

14、嵌線方便，槽利用率高。缺點(diǎn)：性能較差第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)2p=2，q=1時(shí)單層繞組展開(kāi)圖ZCBYAX 定子上槽數(shù) 為Z1=2mpq =6，=3AZBXCY第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)2p=4，q=1時(shí)單層繞組展開(kāi)圖BYAXCZAZBXCYAZBXCYA、B、C三相繞組互差120度，完全對(duì)稱，以后只要畫(huà)出一相。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三、 三相雙層繞組與單層繞組相比，選擇合適的短距，從而改善電磁性能單層繞組q=2雙層繞組q=3短 距第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4. 交流繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)切割定子繞組切割轉(zhuǎn)子繞組(若n不等于n1)定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、相繞組中的基波電動(dòng)勢(shì)基波磁場(chǎng):氣隙

15、磁場(chǎng)沿圓周正弦分布，極數(shù)等于電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。基波電動(dòng)勢(shì):基波磁場(chǎng)在電機(jī)繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。1.單個(gè)(集中)繞組的基波電動(dòng)勢(shì)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)整距繞組(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率相同(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值與變壓器相同(3)線圈在電樞的位置不同時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有相位差。短距繞組短距系數(shù)線圈的匝數(shù)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)2.線圈組的基波電動(dòng)勢(shì)由q個(gè)Ny1相同的線圈，空間上互差角個(gè)線圈組成第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)分布系數(shù)3.相線圈的基波電動(dòng)勢(shì)每相繞組由2p(雙層)或p個(gè)(單層)線圈組串聯(lián)而成?；妱?dòng)勢(shì)繞組系數(shù)雙層繞組每相串聯(lián)匝

16、數(shù)單層繞組每相串聯(lián)匝數(shù)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相繞組的基波電動(dòng)勢(shì)單個(gè)整距的基波電動(dòng)勢(shì)A、B、C三相線圈有效匝數(shù)N1kw1相同，相位互差120電角度，同一個(gè)基波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在三相繞組中產(chǎn)生的基波電動(dòng)勢(shì)大小相等，頻率相同，相位互差120度，互相對(duì)稱一個(gè)分布短距的實(shí)際相繞組一個(gè)匝數(shù)為N1kw1的單個(gè)整距線圈基波電動(dòng)勢(shì)相等等效XCZYBABCA第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)二、相繞組中的諧波電動(dòng)勢(shì)實(shí)際電機(jī)中，定轉(zhuǎn)子鐵芯表面開(kāi)槽及同步電機(jī)的磁極形狀等原因，氣隙中的磁場(chǎng)沿圓周并非按正弦規(guī)律分布?；ㄅc諧波都要切割定子繞組，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，基波磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為基波電動(dòng)勢(shì)，諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為諧波電動(dòng)勢(shì)。頻率大

17、小第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)諧波電動(dòng)勢(shì)使相電動(dòng)勢(shì)變成非正弦，不利于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。削弱的方法：合理設(shè)計(jì)同步電機(jī)的磁極形狀、 斜槽（感應(yīng)電機(jī)）或斜極（同步電機(jī)）減小齒槽效應(yīng)、 或接法，消除線電動(dòng)勢(shì)中3倍次諧波電動(dòng)勢(shì) 分布短距（雙層）。 分布短距基波電動(dòng)勢(shì)受到削弱，但影響不大諧波電動(dòng)勢(shì)受到很大的削弱(5,7)基本為正弦波第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4. 交流繞組建立的磁動(dòng)勢(shì)電樞繞組建立的磁動(dòng)勢(shì)既是時(shí)間的函數(shù)，也是空間的函數(shù)1.單個(gè)(集中)繞組的磁動(dòng)勢(shì)一.單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)AXNSAXAX波形圖基波波形圖第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)SNX1A1X2A2A1X1X2A2NSNS第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)氣隙磁動(dòng)勢(shì)在園周仍按矩

18、形變化，但幅值按余弦變化，矩波在空間位置不隨時(shí)間變化，稱為脈振磁動(dòng)勢(shì)，頻率與電流的頻率分解為基波、奇次諧波基波磁動(dòng)勢(shì)基波磁動(dòng)勢(shì)的極數(shù)等于電機(jī)的極數(shù)，磁動(dòng)勢(shì)幅值位置與A相線圈的軸線重合。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)諧波磁動(dòng)勢(shì)作空間矢量來(lái)代表空間上正弦分布的基波與諧波磁動(dòng)勢(shì)。 矢量的長(zhǎng)度等于磁動(dòng)勢(shì)的幅值 矢量所在的位置為磁動(dòng)勢(shì)幅值所在的位置（即該線圈的軸線位置） 矢量的箭頭方向代表磁力線的方向基波2.線圈組的磁動(dòng)勢(shì)(1)單層整距第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)諧波(2)雙層短距線圈組的磁動(dòng)勢(shì)短距線圈正負(fù)兩半波形不再對(duì)橫軸對(duì)稱作必要的演化 第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)諧波一相繞組所生的每極基波磁動(dòng)勢(shì)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)

19、(3)單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)無(wú)論極數(shù)多少，一相繞組所建立的每極磁動(dòng)勢(shì)由該相繞組在一對(duì)極范圍內(nèi)所交鏈的上下層兩個(gè)線圈組電流所決定。雙層繞組每相串聯(lián)匝數(shù)；相電流的有效值基波繞組系數(shù)單層繞組每相串聯(lián)匝數(shù)；第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)諧波等效實(shí)際單相線圈(每相串聯(lián)匝數(shù)N1,基波繞組系數(shù)kw1，相電流 的分布短距的單相繞組）等效集中整距線圈線圈軸線與原單相繞線軸線重合等效基波磁動(dòng)勢(shì)完全相同諧波磁動(dòng)勢(shì)完全相同單相繞組所生的基波及諧波磁動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為：第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié) 論 （1）單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)沿氣隙圓周方向的分布是一個(gè)非正弦的階梯形波。（基波、高次諧波）（2）繞組中電流是交流電時(shí)， 單相繞組的磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)在空

20、間上位置固定不動(dòng)而大小及正負(fù)隨時(shí)間交變的脈振磁動(dòng)勢(shì)。（3） 單相繞組基波磁動(dòng)勢(shì)幅值的位置與該相繞組的軸線相重合（4） 單相繞組脈振磁動(dòng)勢(shì)的基波最大幅值為：?jiǎn)蜗嗬@組脈振磁動(dòng)勢(shì)的諧波最大幅值為：第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)分布短距削弱諧波磁動(dòng)勢(shì)(5,7,11,13)磁動(dòng)勢(shì)沿圓周的分布趨于正弦分布二、 三相繞組的磁動(dòng)勢(shì)ABC。三相繞組的基波磁動(dòng)勢(shì)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)2CBAit13ABC波形圖第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)論波形：三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)空間正弦分布，幅值大小不變，幅值位置隨時(shí)間而移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)（圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)波）大?。喝嗪铣苫ù艅?dòng)勢(shì)的幅值為：方向：當(dāng)某相電流為最大值時(shí)，三相合成磁動(dòng)勢(shì)的

21、幅值正好轉(zhuǎn)到該相繞組的軸線上。相序A-B-C，三相合成基波磁動(dòng)勢(shì)幅值先與A重合，再到B，再到C。旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)對(duì)產(chǎn)生它的繞組的轉(zhuǎn)向：從電流導(dǎo)前相繞組轉(zhuǎn)向電流落后相繞組。轉(zhuǎn)速：波幅的轉(zhuǎn)速（基波磁動(dòng)勢(shì)同步速度）。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié) 論 推 廣1.交流繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的條件是：兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組， 軸線在空間必須錯(cuò)開(kāi)，通入的電流也必須有相位差。.對(duì)稱m相電流通入m相電流時(shí)， m相合成基波磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。 幅值為一相的m/2倍， 同步速為n1，方向?yàn)殡娏鲗?dǎo)前相繞組轉(zhuǎn)向落后相繞組。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)2.三相繞組的合成 次諧波磁動(dòng)勢(shì)(1)三相合成的三次諧波磁動(dòng)勢(shì)三相合成的三倍次諧波磁

22、動(dòng)勢(shì)為零第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(2)三相合成的五次諧波磁動(dòng)勢(shì)1.圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。2.幅值為每相五次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值的3/2倍3.轉(zhuǎn)速為基波磁動(dòng)勢(shì)的1/5，方向與基波磁動(dòng)勢(shì)相反（反轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì))第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)論推廣：(2)三相合成的七次諧波磁動(dòng)勢(shì)1.圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。2.幅值為每相七次諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值的3/2倍3.轉(zhuǎn)速為基波磁動(dòng)勢(shì)的1/7，方向與基波磁動(dòng)勢(shì)相同（正轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì))第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 電機(jī)氣隙磁動(dòng)勢(shì)的總結(jié)基波磁動(dòng)勢(shì)次諧波磁動(dòng)勢(shì)次諧波磁動(dòng)勢(shì)11次諧波磁動(dòng)勢(shì)結(jié)論推廣：附加損耗、振動(dòng)與噪聲感應(yīng)電機(jī)：附加轉(zhuǎn)矩， 起動(dòng)性能變壞削弱方法：分布與短距第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三、定子三相繞組建立的磁場(chǎng)

23、基波磁動(dòng)勢(shì)（n1)氣隙中形成旋轉(zhuǎn)基波磁場(chǎng)基波磁密的幅值若氣隙均勻，基波磁場(chǎng)也是一個(gè)以同步速旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不考慮鐵耗考慮鐵耗B1與F1重合B1滯后于F1一個(gè)鐵耗角主磁場(chǎng)（機(jī)電能量轉(zhuǎn)換），它與定子繞組交鏈的磁通稱為主磁通4極電機(jī)2極電機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)諧波磁動(dòng)勢(shì)氣隙中形成旋轉(zhuǎn)諧波磁場(chǎng)數(shù)值較?。徊粫?huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生有效的轉(zhuǎn)矩；但它在定子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)影響定子回路的 電壓平衡關(guān)系（作漏磁場(chǎng)處理)定子電流產(chǎn)生漏磁場(chǎng)槽漏磁場(chǎng)繞組端部漏磁場(chǎng)諧波漏磁通第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)四、交流電機(jī)的時(shí)空矢量圖相量在t軸上的投影為該物理量瞬時(shí)值的單時(shí)軸多相量多時(shí)軸單相量第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)多時(shí)軸單相量(A相時(shí)軸

24、)(B相時(shí)軸)(C相時(shí)軸)定子電流用一根統(tǒng)一的相量 表示第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)空矢量圖(A相時(shí)軸)(B相時(shí)軸)(C相時(shí)軸)An1AX時(shí)空矢量圖（對(duì)稱多相系統(tǒng))畫(huà)法規(guī)則（四步)(1)以相軸作為各相的時(shí)軸，同一物理量用一根統(tǒng)一的時(shí)間 向量表示。(2)統(tǒng)一電流相量與旋轉(zhuǎn)基波磁動(dòng)勢(shì)同相,B1與磁通相量同相(3)考慮鐵耗，基波磁密矢量B1滯后F1一個(gè)鐵耗角(4)由統(tǒng)一的相量及空間矢量及電機(jī)的基本方程式，畫(huà)出其它相(矢)量第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4.5 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的運(yùn)行分析定子多相繞組轉(zhuǎn)子多相繞組轉(zhuǎn)子繞組可以用一個(gè) 定子繞組來(lái)等效代替分析以m2=m1的三相繞線式感應(yīng)電機(jī)為例第四章 三相感應(yīng)電

25、動(dòng)機(jī)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一、轉(zhuǎn)子被堵住時(shí)的轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)定子幅值轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)子幅值轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)矢量相加，得到一個(gè)合成基波磁動(dòng)勢(shì)Fm定子磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)勵(lì)磁電流確定F2的空間相位方法ABCabc第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)二、轉(zhuǎn)子被堵住時(shí)的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本方程式1、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式的電流形式感應(yīng)電機(jī)的電流變比負(fù)載分量勵(lì)磁電流分量第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式定子一相繞組的漏阻抗轉(zhuǎn)子靜止時(shí)一相繞組的漏阻抗第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、主電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式電動(dòng)勢(shì)之比參照變壓器勵(lì)磁阻抗ABCabc勵(lì)磁電阻，反映鐵耗大小的一個(gè)等效電阻勵(lì)磁電抗，主磁通在定子一相繞組

26、中產(chǎn)生的電抗若不計(jì)鐵耗與T相比，存在兩個(gè)氣隙，勵(lì)磁電抗小，空載電流比T大，一般為IN的2040%。第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子靜止且轉(zhuǎn)子短接時(shí)的基本方程式：例4-5,4-6自學(xué)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)4.6 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)行分析一、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的物理情況 1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子頻率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n，且與n1同向，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)Bm切割轉(zhuǎn)子繞組的速度感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)子基波磁動(dòng)勢(shì)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速 磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式由于定轉(zhuǎn)子電流頻率不相同，所以第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)3、定、轉(zhuǎn)子回路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式不計(jì)集膚效應(yīng)不能寫成相量，頻率不相同由于定轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率

27、不相同第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)二、頻率折算頻率折算：把轉(zhuǎn)子實(shí)際頻率f2用其定子頻率f1來(lái)替代。折算原則：替代前后保持電機(jī)的電磁本質(zhì)不變實(shí)際上：用一個(gè)等效的靜止轉(zhuǎn)子來(lái)代替轉(zhuǎn)速n的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、大小及空間相位完全相同自然滿足替代要求大小空間相位第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)若將轉(zhuǎn)差率為S的轉(zhuǎn)子堵住，同時(shí)在轉(zhuǎn)子每相中串入一個(gè)附加電阻使轉(zhuǎn)子電阻變?yōu)橐粋€(gè)實(shí)際在轉(zhuǎn)動(dòng)的感應(yīng)電機(jī)，可以當(dāng)作靜止不動(dòng)的情況分析，只須在轉(zhuǎn)子回路中每相增加一個(gè)附加電阻第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后的的基本方程組：附加電阻的物理意義：實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：等效后：實(shí)質(zhì)表征轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的總機(jī)械功率是轉(zhuǎn)差率的函數(shù)，反映機(jī)械負(fù)載的大小及感應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 三、轉(zhuǎn)子繞組的折算定子多相繞組轉(zhuǎn)子多相繞組計(jì)算與繪圖不方便，不能導(dǎo)出等效電路轉(zhuǎn)子繞組折算：保持電磁本質(zhì)不變,，把轉(zhuǎn)子繞組折算成定子繞組1.轉(zhuǎn)子電流的折算值第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī).轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的折算值3.轉(zhuǎn)子阻抗的折算值電阻電抗阻抗阻抗角第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 感應(yīng)電機(jī)的基本方程組：四、感應(yīng)電機(jī)的等值電路“T”形等效電路第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)短路電抗短路電阻123第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化等值電路簡(jiǎn)化等效電路工程上較實(shí)用，參數(shù)可以試驗(yàn)測(cè)出第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)五、感應(yīng)電機(jī)的相量圖功率因數(shù)是滯后的第四章 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)六、籠型轉(zhuǎn)子的繞組數(shù)據(jù)1.籠型轉(zhuǎn)