第19章三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理

主磁通和漏三相異步電動(dòng)機(jī)3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系 第十九章基本要掌握三掌握三掌握三作業(yè):P368習(xí)題19-1，19-3，19-14，19-19-1主磁定義：由基波旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)產(chǎn)生隙，并與定子繞組和轉(zhuǎn)子的基波磁作用：機(jī)電能量轉(zhuǎn)換主磁路：氣隙、定子齒、定子軛、轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)子軛

N1 n101ZB2Z2 X X C 氣隙每極基波磁通量用m表示

0S漏磁定子漏磁通定義：定子 生的僅與定子繞組交鏈而不與轉(zhuǎn)子繞交鏈的磁·分類：定子槽漏磁通、定子端部漏磁通、定子諧波磁作用：在定子繞組中感應(yīng)出頻率為f1的電動(dòng)勢(shì)，起漏抗降的作用基波磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的頻率(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 p(n1 諧波磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)fv2

p(n1 轉(zhuǎn)子漏磁通·定義：轉(zhuǎn)子電 ·作用：在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，起漏抗壓降的作·分類：轉(zhuǎn)子槽漏磁通、轉(zhuǎn)子端部漏磁通、轉(zhuǎn)子諧波磁通·轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)定子接三相電源，轉(zhuǎn)子繞組短各電磁感應(yīng)電磁動(dòng)勢(shì)平電壓方程轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)子繞基本方程各電磁量1E「11各電磁量正方1E「11B1ZnB1Zn12ZB0X1XCA222C10Z11CX BCX BC22ZBX感應(yīng)電動(dòng)mm0·1隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，可以用時(shí)間1相量表示，與定子A相繞組通為·m·定子一相感應(yīng)電··轉(zhuǎn)子一相感應(yīng)電·2j4.44f1N2kdp2·m定子繞組電動(dòng)勢(shì)

可以表示成 .100 m0..0.

I. I. 1 1式中Zm－勵(lì)磁阻抗，表征鐵心磁化特性和的綜合參Xm－勵(lì)磁電抗，表征鐵心磁化特性的等效參數(shù)定、轉(zhuǎn)子一相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值分E14.44f1N1kdp1 E24.44f1N2kdp2m·電壓變定、轉(zhuǎn)子一相電動(dòng)勢(shì)有效值之比稱為電壓變比，用ke表示eke

N2kdpE1E2keE2，E1I.I·定子一相漏電 .s1j4.44f1N1kdp1.

..1定子漏電勢(shì)可以用負(fù)的漏抗壓將表示，.

j. X11L12f1 式中，L1為定子每相繞組的漏X1為定子每相繞組的I2. I2·轉(zhuǎn)子一相漏

.

.s.s2j4.44f2N2kdp2.s2j4.44f1N2kdp2.s轉(zhuǎn)子漏電勢(shì)可以用負(fù)的漏抗壓將表示，.s

j.2XX22L22f2L式中，L2為轉(zhuǎn)子每相繞組的漏X2為轉(zhuǎn)子每相繞組的

2f1LZnZnXX1n10A2Y201B0A1C1定子磁動(dòng)1的三相對(duì)稱電壓時(shí)，三相對(duì)稱定子繞·組聯(lián)合產(chǎn)生定子基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F1性質(zhì)：

A230.

p1I幅值

n1

60p

C轉(zhuǎn)向

1

BZBZn0X1Xn10A2Y2Y1A1C012 22

·2性質(zhì)：圓形旋轉(zhuǎn)磁幅值

m20

92 p

A

n1n轉(zhuǎn)速：n2

60f2p

60p

轉(zhuǎn)向

B2 2

CBB歹結(jié)論：勢(shì)極對(duì)磁動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)和定子基波數(shù)相同、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向一致，兩者在空間相勵(lì)磁磁"0

""1或101"01

2("20假定勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)0

是由定子電流的分量

流過(guò)定子00繞組建立00

稱為勵(lì)F

N1kdp1 電壓方程轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的電I1定子：U. I1

.1

I I.s1 ..

.s 1.1. 1 22.sB1U1E122.sB1.

jI. .

.

.

C .1. Z11.1.1. I.2R2.s C1.s

j.2I.

2222.sBC C2式中Z2R2jX2為轉(zhuǎn)子一相繞組的·轉(zhuǎn)子相2222

.

.

R2XR2X22 R

arctanX

為轉(zhuǎn)子繞組回路的功率因數(shù)R2R2n11.122 f2m2、N2、kdp定、轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)子位置·

·

的空間電90

1

2 2與定、轉(zhuǎn)子A相繞組軸線之間相距的空間電角度0無(wú)關(guān)，即與轉(zhuǎn)子所處位置無(wú)轉(zhuǎn)子位置角的折合：為方便

I0 I022· ·

·0（未折合時(shí) 2102E·2··

·1同相位·同相

· 轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的時(shí)空相-矢量（轉(zhuǎn)子位置角折合后·2轉(zhuǎn)子繞組 kdp2）折合的原則：折合前后轉(zhuǎn)子的電磁效電流的2由于折合前后轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)"保持不變，所以2m2

N2kdp2

22

m2N2kdp 122 22

為異步電動(dòng)機(jī)的電流mNmN dp.1. .m1

N1kdp1

N2kdp2

N1kdp1

m1

N1kdp1

I

m1

N1kdp1 磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式的電流表.I. 電動(dòng)勢(shì)的由于折合前后磁通不變，所22

" j4.44f1N2kdp2

eN2kdpe22

"

式中，

1為異步電動(dòng)機(jī)的電壓1NN dp阻抗的由于折合前后轉(zhuǎn)子的銅耗及無(wú)功功率mI2RmI2 mI2

mmN R

2 dp1

kk mI mN

1 dp2mI2XmI2 X2kekiX轉(zhuǎn)子漏阻Z2R2jX2kekiR2jkekiXkeki(轉(zhuǎn)子功率

jX2)kekiZarctanXarctanX 2R2 2R2 222轉(zhuǎn)子繞組折合后轉(zhuǎn)子回路的電壓方 222

Z

(R

jX基本方程"

(R

jX "" "( 21"21

(R

"I" 等效電

001Rm2 1jI. jI. 11 02.1..1E.j4.44fN 1 2.1

I. I.

I1IjXm II(I 1.1E.1.(R1jX11定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)子繞組頻率基本方等效電相量簡(jiǎn)化等效定、轉(zhuǎn)子頻率又為轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和電流的頻率（轉(zhuǎn)子頻率）2 p(n1n)n1n2

sf 1轉(zhuǎn)子電1E2s4.44f2N2kdp2m4.44sf1N2kdp2msE2E24.44f1N2kdp2m式中，E2為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，主磁通仍為·m時(shí)的1111 L2f 2sf

C C22sB式中，X2為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)的漏電C「R s

「「( s s

2 2 21 1 1"

(R

jXn11"21m2、N2、kdpf2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的定、轉(zhuǎn)2定、轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)子磁性質(zhì)：圓形旋轉(zhuǎn)磁

E2 I2 幅值Fm20.9N2kdp2 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)F2相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 60f2

假定定子磁動(dòng)勢(shì)F1的轉(zhuǎn)向A1B1則轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)·2相對(duì)于轉(zhuǎn)子的A2B2C2轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)·2相對(duì)于定子的A1B1轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)·2相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速為

A2

Cnnsnn

轉(zhuǎn)子 定 n n2結(jié)論：勵(lì)磁磁動(dòng)

.

.1 .I1 I1

.1

I I.s1 ..2【例19-1

.s I.2sR轉(zhuǎn)子繞組

.2

s.

. R2jX

R2jsX

R2 頻率為 頻率為2s .22sR2jX

s.R2jsX

I.

.2R2jX 2轉(zhuǎn)子回2

X

arctansX

arctanXR2s2，漏電抗為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)的漏電抗 ，轉(zhuǎn)子回路電阻為R2 2I.2

.R2jX

.R2jX2

1sR jXjXn11221f2m2、N2、kdp 轉(zhuǎn)子繞組頻率折合后jXnjXn11221f2m2、N2、kdp附加

1sRs

的功率損耗：m

21s 附加電阻1s

的物理意義：模擬三相異步電機(jī)總功率的等基本方程在轉(zhuǎn)子頻率折合的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)轉(zhuǎn)子繞組I.1

E.k

k kiR2keki X2kekiX轉(zhuǎn)子頻率和轉(zhuǎn)子繞組折合后轉(zhuǎn)子回路的電壓方.

三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子頻率和轉(zhuǎn)子繞組折合后的基本方"

(R

jX1""

"(R

1"1

22

jX "I" 2I.2

2RjX2

2RjX1s2 jXjXn11.12f2R 轉(zhuǎn)子頻率和轉(zhuǎn)子繞組等效三相異步電動(dòng)機(jī)的T型等效電 jXIRIR

械功率的虛擬電2.2

.

m 1sm .1E.I.(RjX

.I.

.

I.

.

R jX0101Rm21.21s222·電動(dòng)機(jī)狀態(tài)0s

m1I

1s

輸出機(jī)械功·發(fā)電機(jī)狀

s

mI

1 2s 2

吸收機(jī)械 ·電磁制動(dòng)狀態(tài)：s mI

1s

吸收機(jī)械n

s

1sR1功率因數(shù)很低（滯后

I.；.

轉(zhuǎn)子回路相當(dāng)于

R jX0101Rm21.21s222sN0.02~

20~

轉(zhuǎn)子側(cè)基本呈電阻定子功率因數(shù)cos1較cos10.8~0.850101Rm21.21s.

轉(zhuǎn)子功率因數(shù)cos22R jX2223)

起動(dòng)電流很功率因數(shù)較

1sR

轉(zhuǎn)子回路相當(dāng)于 ZZ E1 起動(dòng)時(shí)的主磁通僅為空載2 2

R jX001Rm21.21s22相量.mm0

jI. 21 21 .j4.44fN

1

.1.

2jX 1.

.0 I.0(Rm

jXm

I0I.

.0

I.2 s

U1E1I1

jX1

2

.

.

jX

1s1R11R120Rm折合的原則：折合前后轉(zhuǎn)子的電磁效折合的條件：＠折合前后轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)·2不變；＠折合轉(zhuǎn)子側(cè)的各種功率和通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子繞組頻率進(jìn)行折合，以轉(zhuǎn)差率s旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)用一靜止的等效轉(zhuǎn)子來(lái)代替，該等效靜止轉(zhuǎn)子的電勢(shì)為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)·2X22。skdp2）1

E.k

k kiR2keki X2kekiXZ2kekiZ三相三相異步電動(dòng)機(jī)的T型等效jX模擬異步電機(jī)總械功率的等效01Rm2.1.2jX1s2三相異步

jX.1

1s1R11R120課后復(fù)習(xí)重三相異步電機(jī)的磁動(dòng)勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)三相異步三相異步作業(yè):P368習(xí)題19-1，19-3，19-14，19-]730r／min，試求轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)子磁動(dòng)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的轉(zhuǎn)速解：（1）額N n1N

750730轉(zhuǎn)子電流f2sNf10.026750轉(zhuǎn)子磁n2

60p

601.33520(r/min)轉(zhuǎn)子磁n2n20730750(r/[例19- 一臺(tái)三相四極籠形異步電動(dòng)機(jī)，U1N=380V，nN=1452r/min，f1N=50Hz，D聯(lián)接，試求：額定負(fù)載時(shí)的定