異步電機基礎知識

一、磁路基礎1、電場基礎庫侖定理->電場強度（E）->電場強度通量（wE）（高斯定理）靜電場環(huán)路定理：試探電荷在任何靜電場中移動時，電場力所做的功只與這試探電荷的大小以及路徑的起點和終點的位置有關，而與路徑無關。電勢差->電壓2、磁場基礎磁感應強度（B）->磁通（。）、安培環(huán)路定理jBdl=%NInjBdl=NInjHdl=NI（磁場強度（H））*03、磁路歐姆定理F=NI=Hl=—l="'"l=史~=@R四日日A其中F為磁動勢，R為磁阻，。為磁通量電路歐姆定律：U=IR6、鐵心損耗二磁滯損耗+渦流損耗磁滯損耗：反復磁化中所產(chǎn)生的能量損失稱為磁滯損耗.（理論和實踐證明，磁滯回線所圍面積越大，磁滯損耗也越大）渦流損耗：感應電流在鐵心內(nèi)流動產(chǎn)生的損耗。二、感應電機基礎1三相異步電機的工作原理配圖（P94）同步轉(zhuǎn)速：、=f（r/s）=-p-（說明：f為電流頻率，P為極對數(shù)）2.2三相異步電機的工作狀態(tài)配圖（P97）轉(zhuǎn)差率：s=——x100%ns三、三相異步電機的結構1定子定子鐵芯：定子繞組：2轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯：轉(zhuǎn)子繞組：3.3氣隙氣隙越大，磁阻也越大，產(chǎn)生同樣大小的旋轉(zhuǎn)磁場就需要較大的勵磁電流，勵磁電流是無功電流，該電流增大會使電機的功率因數(shù)變壞。四、三相電機繞組基礎1基本知識1、電角度：電角度洛x機械角度（電流變化一周，走一對極）2、節(jié)距（T）:一個線圈的兩個邊所跨定子圓周上的距離稱為節(jié)距3、槽距角（a）：p3、槽距角（a）：px3600槽數(shù)）4、每極每相槽數(shù)（q）：每一個極下每相繞組所點的槽數(shù)。4.2交流繞線的排列和連接1、1、磁力線穿過轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心和兩個氣隙。2、相對于氣隙而言，由于鐵心磁導率極大，則鐵心消耗的磁壓降可以忽略不計。(磁路歐姆定理F=NI=Hl=Bl=^-^Al=-=怵)。四日日A3、一組線圈的磁動勢f3,t)=旨NyIcos①t。整距集中繞組產(chǎn)生的磁勢是一個位置固定，幅值隨時間按正弦變化的矩形波脈振磁勢。4、在?t=0的時亥hL(x)L(x)=￥NyVxV—22應用傅里葉級數(shù)，得F(x)=FcOslyTF3y兀cco-s3xFT5y既sn5其中Fynn一、、，*.兀應用傅里葉級數(shù)，得F(x)=FcOslyTF3y兀cco-s3xFT5y既sn5其中Fynn一、、，*.兀N1sin七"兀2y2J所以:f(x,t)=Fcos①t4兀1M1擺.NIcos—x——cos3—x+—cos5—+兀2y"t3T5T)cos①tJ（諧波）整距線圈的線圈組磁動勢打折扣k=―上qv-vaqsin-^-（基波）短距線圈的線圈組磁動勢打折扣kyi=cos2；（諧波）短距線圈的線圈組磁動勢打折扣kyv=cosv2；所以，總的折扣為k廣kq1xkyi5、單相基波合成磁動勢幅值F=-^-2（2qN）Ik=0.9￥/S兀2yw1P單相諧波合成磁動勢幅值F='—互（2qN）Ik=0.91"七ISv兀2ywvvP

1、基波磁動勢分析兀?f=%cos—xcos①t兀f=勺cos(x-120。)cos(ot-120。)兀f=Fcos(—x-240。)cos(ot-240。)C1S—利用三角函數(shù)積化和差公式，得基波合成磁動勢：fA1+fBfA1+fB1+fC1(兀)3…Nk,(兀)cosot一一x=-x0.9w11xcosot——x1—J2q\—)基波合成磁動勢F1不變，為各相脈振磁動勢幅值的3/2倍。三相電流中的任一相電流的瞬時值達到最大值時，三相基波合成磁動勢的幅值恰好在這一組繞組的繞線上。2、諧波磁動勢分析結論：6k+1(k=1,2,3,......)，諧波合成磁動勢均為一種旋轉(zhuǎn)磁動勢。轉(zhuǎn)速為n^=七/vv=6k-1(k=1,2......)次的旋轉(zhuǎn)方向與基波合成磁動勢相反。v=6k+1(k=1,2......)次的旋轉(zhuǎn)方向與基波合成磁動勢相同。v=6k-3(k=1,2......)次的旋轉(zhuǎn)方向與基波合成磁動勢等于0。線圈的感應電動勢兀1、氣隙磁密分布B=Bsin—x=Bsin^t2、整距線圈電角度d(wt)內(nèi)，通過的磁通d?=BLrd(wt)=LrBsinwtd(wt)通過的磁鏈W=NBLrd(wt)=NLrBsinwtd(wt)故：W=jwt*州dwt=2NBLrcoswt=N?coswt線圈電動勢瞬時值e=-%=Nw?sinwt線圈電動勢有效值E=-LNw?=4.44fN?2yiiyi3、短距線圈E=Nw?=4.44fN?k其中k=cos—2yiiyiyiyi23、統(tǒng)圈組感應電動勢1、E=qEk=4.44fN?kk=4.44fqN?kiqiiyiyiqiiyiwi相繞組感應電動勢設：每個相繞組有p個線圈組，并聯(lián)支路數(shù)為a，每個線圈的匝數(shù)為\,對于單層繞組來說，則每個相繞組串聯(lián)匝數(shù)為N=pqNy。E=史E=4.44fNk^。4>ia1wi1對于雙層繞組來說，則每個相繞組串聯(lián)匝數(shù)為N=2PqNayE=2PE=4.44fNk^4)iaiwii基波電動勢有效值為：E=4.44fNk4。iwii諧波電動勢有效值為：E^=4.44fNk^^i1、1、2、三相異步電動機運行原理（參看圖5-8）電磁關系E]=4.44fNkpE=4.44fNk8=4.44fNk8s2s22w2m12w2mE=4.44fNk81b11w11bE=4.44fNk8=4.44fNk8s2bs22w2m12w22bs基本方程式磁動勢平衡方程定子磁勢:轉(zhuǎn)子磁勢:=FnF]=F+(-F)f=0.9m冬i12P1mNk

—□□_:合成磁勢:故：0.9與F=0.92F=0.9飛■八^mNk2―w2IP2Nk■1w1IPm也I+0.心P12令『、=m2N2kw2i2mNk2

11w1里i、=0.9m也iP22Pm0.9mNLi+0.9m2P12電動勢平衡方程(參圖5-9)U產(chǎn)(-鳥)+(-礦。)+1RE2，=(-財)+1-(R+R)2s2622Q定子電動勢：E1=—j4.4fiNIC、轉(zhuǎn)子電動勢：E廣-j4.44fNK2=—j4.44fNN?12s定子漏電動勢：孔=-j4.44fm、轉(zhuǎn)子漏電動勢：E*=-j4.44fNK?=-j4.44sfNK?2bs22w22bs12w22bs里i、=0.9m也iP22Pm電動勢平衡方程：U=(-E)+(-E)+1R=-1(R+jX)+jIX+1R=-1Z+1Z111b11mmm111mm11E=(-E)+1(R+R)=jI2兀fL+1(R+R)=jI2兀sfL+1(R+R)=jIXs+I(R+R)2s2bs22Q222b22Q212b22Q22s22QZm表示鐵心磁化特性和鐵耗的一個綜合參數(shù)，稱為勵磁阻抗。定子繞組漏磁通磁路特性的一個參數(shù)，稱為定子漏電抗Xm對應于氣隙主磁通的電抗，稱為勵磁電抗。Rm反應鐵耗的勵磁電阻X1表示定子繞組漏磁通磁路特性的一個參數(shù)，稱為定子漏電抗X表示轉(zhuǎn)子繞組漏磁通磁路特性的一個參數(shù)，稱為定子轉(zhuǎn)電抗2s電磁效應不變，因為轉(zhuǎn)子對定子電路的電磁效應集中表現(xiàn)于轉(zhuǎn)子磁動勢F2,所以必須保持F不變。等效的轉(zhuǎn)子電路的電磁性能（有功功率、無功功率、銅耗等）必須和實際轉(zhuǎn)子相同。電動勢方程。E2s頊2X2"r2(R+R)1、頻率歸算，參圖5-9,^2s頊2X2"+2(R2+R)=E2SESEEr2-Tj->r2-R^->r——1-s)—v22~s2+jX2R+——s~~+JX22、繞組歸算，參圖5-10保持磁動勢不變0.9=0.9m里2P