電機(jī)第十九章 異步電動機(jī)的基本原理

第十九章運(yùn)行原理三相異步電機(jī)的把19-1，19-2，19-3的標(biāo)題比較一下，看看有什么差異。1、轉(zhuǎn)子開路2、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)3、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動勢平衡磁動勢平衡定、轉(zhuǎn)子電動勢頻率不同19-1

三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子繞組開路時的電磁關(guān)系++定子轉(zhuǎn)子定子轉(zhuǎn)子348頁轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)的三相異步電動機(jī)，相當(dāng)于一臺二次繞組開路的三相變壓器，其中，定子繞組是一次繞組，轉(zhuǎn)子繞組是是二次繞組，只是在磁路中，異步電動機(jī)定轉(zhuǎn)子鐵心中多了一個氣隙磁路而已。++定子轉(zhuǎn)子++定子轉(zhuǎn)子1、勵磁磁動勢及旋轉(zhuǎn)速度

勵磁磁動勢：相對定子的旋轉(zhuǎn)速度為：++定子轉(zhuǎn)子是定子電流頻率，也就是電網(wǎng)頻率，50Hz勵磁磁動勢旋轉(zhuǎn)速度三相異步電動機(jī)定子、轉(zhuǎn)子繞組都是交流電電量是時間函數(shù)磁量是空間函數(shù)定子時軸轉(zhuǎn)子時軸轉(zhuǎn)子相軸定子相軸注意：在表達(dá)定轉(zhuǎn)子時空矢量圖時，最終，相軸和時軸重合，轉(zhuǎn)子a相繞組和定子A相繞組軸線重合。定子轉(zhuǎn)子定子轉(zhuǎn)子2定子主磁通和定子漏磁通++定子轉(zhuǎn)子++定子轉(zhuǎn)子定子一相磁鏈：轉(zhuǎn)子一相磁鏈：3、感應(yīng)電動勢電動勢變比：4、勵磁電流由于渦流損耗，即鐵損耗，勵磁電流存在有供分量5、電動勢平衡方程式定子電動勢平衡方程式：是漏電抗定子漏磁通感應(yīng)電動勢：6、異步電動機(jī)空載時的等效電路和變壓器類似是勵磁電抗定子轉(zhuǎn)子定子轉(zhuǎn)子電路正方向規(guī)定空載電磁關(guān)系352頁19-2三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系堵轉(zhuǎn)空載比較：需要考慮磁動勢平衡關(guān)系++定子轉(zhuǎn)子定子轉(zhuǎn)子2、定子主磁通和定子漏磁通思考：1、勵磁磁動勢及旋轉(zhuǎn)速度3、感應(yīng)電動勢4、勵磁電流5、電動勢平衡方程式6、異步電動機(jī)堵轉(zhuǎn)時的等效電路1、出現(xiàn)轉(zhuǎn)子漏磁場353頁

在異步電動機(jī)里，雖然把磁通分成主磁通和樓磁通的分析方法一樣，但要注意，變壓器中的主磁通是脈振的，在異步電動機(jī)中，氣隙里的主磁通是旋轉(zhuǎn)磁通，沿氣隙圓周方向正弦分布，以同步速相對于定子旋轉(zhuǎn)。2、轉(zhuǎn)子回路電壓方程定子轉(zhuǎn)子3、轉(zhuǎn)子磁動勢（1）幅值（2）轉(zhuǎn)向（3）轉(zhuǎn)速4、定子磁動勢和勵磁磁動勢電流變比：轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)：繞線式轉(zhuǎn)子相數(shù)鼠籠式轉(zhuǎn)子相數(shù)等于鼠籠導(dǎo)條數(shù)?？蛰d電磁關(guān)系352頁359頁5、三相異步電動機(jī)堵轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系19-3三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系++、、是否還是同步旋轉(zhuǎn)？、是否還會同頻率？若定子和轉(zhuǎn)子頻率不同轉(zhuǎn)子電路中與頻率相關(guān)的、、怎樣改變？++轉(zhuǎn)子繞組相對于的轉(zhuǎn)速：注意區(qū)分：氣隙合成磁場的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)子速度轉(zhuǎn)子繞組相對于的轉(zhuǎn)速1、轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動勢的頻率堵轉(zhuǎn)時：正常運(yùn)轉(zhuǎn)時：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電機(jī)一、轉(zhuǎn)子電路二、轉(zhuǎn)子頻率折算三、轉(zhuǎn)子磁動勢四、磁動勢關(guān)系和電動勢平衡方程式五、時空矢量圖六、異步電機(jī)負(fù)載變化時的物理過程2、轉(zhuǎn)子回路電壓方程轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=0n1>n>0

轉(zhuǎn)差率

s=（n1-n）/n1=10<s<1F2與旋轉(zhuǎn)磁場n1⊿n=n1-n相對速度

轉(zhuǎn)子E2，I2變化頻率

E2

轉(zhuǎn)子功率角

可見相對定子的轉(zhuǎn)速與n無關(guān)，和的相對關(guān)系與轉(zhuǎn)子靜止時一樣，他們相對靜止。

相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速⊿n=n1-n相對定子轉(zhuǎn)速n+⊿n=n1轉(zhuǎn)子靜止轉(zhuǎn)動，是否同是轉(zhuǎn)向，同轉(zhuǎn)速定子導(dǎo)體靜止相對定子相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對轉(zhuǎn)子靜止，相對定子旋轉(zhuǎn)。相對定子相對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子

例題：一臺三相兩極籠型異步電動機(jī)，當(dāng)接在fN=50的電源上運(yùn)行時，轉(zhuǎn)差率s=0.01，試問：

1)轉(zhuǎn)子電流頻率f2為多少？

2)定子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢對定、轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速各為多少？3)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁動勢對定轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速為多少？解：相對定子對于定子對于轉(zhuǎn)子3、轉(zhuǎn)子電路的折算及等效電路

在分析異步電機(jī)時，為什么要對轉(zhuǎn)子進(jìn)行繞組折算和頻率折算？使定、轉(zhuǎn)子回路由無電聯(lián)系變?yōu)橛须娐?lián)系。使定、轉(zhuǎn)子電流關(guān)系為電路的節(jié)點電流關(guān)系轉(zhuǎn)子繞組折算包括繞組折算；頻率折算轉(zhuǎn)子繞組的折算

為了便于分析異步電機(jī)的性能，和變壓器相似，可以把轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行折算。折算前m2，N2，kdp2；折算后m1，N1，kdp1

折算要求：

保證折算前后轉(zhuǎn)子磁動勢不變（電機(jī)電磁平衡關(guān)系不變）。轉(zhuǎn)子對定子的影響是通過轉(zhuǎn)子磁動勢來實現(xiàn)，所以保證電機(jī)中的電磁本質(zhì)關(guān)系不變。

能量轉(zhuǎn)換關(guān)系不變有功功率不變

無功功率不變(1)電動勢E2的折算折算前后主磁通Φm不變(2)電流的折算電流變比：

(3)參數(shù)折算折算前后，傳到轉(zhuǎn)子上的有功功率應(yīng)保持不變。對比變壓器同理：總之，電動勢及電壓放大ke倍；電流縮小ki倍阻抗、電阻、電抗放大keki倍。（4）頻率折算：1）s<1，n≠0，使f1等于f2，使定、轉(zhuǎn)子相量圖能畫在一起；2）使電流平衡關(guān)系式有效頻率折算后，I2不變，F(xiàn)2不變，磁動勢平衡式不變。謹(jǐn)記：頻率折算后：轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)折算后異步電機(jī)的基本方程式：轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)頻率折算和匝數(shù)相數(shù)折算后異步電機(jī)等效電路359頁定子銅耗定子鐵耗電磁功率轉(zhuǎn)子銅耗機(jī)械功率

為外加負(fù)載電阻。增加附加電阻，相當(dāng)于堵住轉(zhuǎn)子，f2=f1（頻率折算到定子），實際旋轉(zhuǎn)電動機(jī)等效為靜止轉(zhuǎn)子，但向負(fù)載輸出機(jī)械功率。形等效電路校正系數(shù)：2αFeΦm(Bm)4、時空矢量圖①

計算ki，ke，，畫時空矢量圖步驟：已知：Ｎ

1，Ｎ2，，，p，Ｒ1，Ｒ2，x1，x2，s，I2，xm，Ｒm３畫出Φm（Bm）方向線２畫出４５６5、異步電機(jī)負(fù)載變化時的物理過程

異步電機(jī)不帶機(jī)械負(fù)載，需很小的I2保持轉(zhuǎn)矩平衡Ｔ=Ｔ0(n↑→S↓→E2↓→I2↓)

有功功率P0=m1U1I0cosφ0不大無功功率m1U1I0sinφ0較大，對電