交流異步電動機三相異步電動機的負載運行三相異步電動機的負載運行（下）

2023/5/1714、負載時的等效電路（1）頻率歸算含義在保持系統(tǒng)電磁性能不變的情況下，把一種頻率下的參數(shù)及物理量換算到另一種頻率下的參數(shù)和物理量。就電機而言，就是把轉(zhuǎn)子回路頻率為f2的參數(shù)和物理量，換算到定子頻率f1下的物理量。也就是歸算后，用一個有定子頻率的等效轉(zhuǎn)子電路取代實際的轉(zhuǎn)子電路。原則（等效原則）歸算前后，保證轉(zhuǎn)子電路對定子電路的磁效應不變，即轉(zhuǎn)子電路產(chǎn)生的磁動勢F2的性質(zhì)、大小、相位均不變。歸算前后，轉(zhuǎn)子電路的能量關(guān)系不變。2023/5/172方法用靜止的轉(zhuǎn)子代替實際的轉(zhuǎn)子。磁動勢等效：實際轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁動勢的旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速n0，用靜止的轉(zhuǎn)子電路替換后，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁動勢的旋轉(zhuǎn)速度還是n0

，轉(zhuǎn)速大小可以保證；從轉(zhuǎn)子磁動勢的幅值和空間位移角來看，由于F2與I2之間存在著嚴格不變的關(guān)系，F(xiàn)2的幅值和相角完全取決于I2的幅值和相角，若能保證歸算前后轉(zhuǎn)子電流大小和相位不變的話，就保證了F2的幅值和相角是不變的。2023/5/173能量關(guān)系：由式中可看出要想使得頻率歸算前后轉(zhuǎn)子的電磁效應不變，即轉(zhuǎn)子電流的大小、相位不變，除了改變與頻率有關(guān)的參數(shù)以外，只要用等效轉(zhuǎn)子的電阻r2/s代替實際轉(zhuǎn)子中的電阻r2即可。式中為異步電動機的等效負載電阻，等效負載電阻上消耗的電功率為，這部分損耗在實際電路中并不存在，它實質(zhì)上是表征了異步電動機輸出的機械功率。2023/5/174電動機功率的變化與s關(guān)系：當異步機做電動機運行時，0<s<1，轉(zhuǎn)子電阻由r2變?yōu)閞2/s，相當于在轉(zhuǎn)子中串入一個附加電阻(1-s)r2/s，在此附加電阻中會發(fā)生損耗I22(1-s)r2/s，而實際轉(zhuǎn)子電路中并不存在這部分損耗，而只產(chǎn)生機械功率，因此，靜止轉(zhuǎn)子電路中這部分虛擬的損耗實質(zhì)上是表征了異步機的機械功率。當0<s<1時，異步機作電動運行，此時電機產(chǎn)生機械功率為正，而I22(1-s)r2/s也是正值，異步機輸出機械功率。當s>1時，I22(1-s)r2/s變?yōu)樨撝担@時異步機輸入機械功率，變?yōu)榘l(fā)電運行。2023/5/175（2）繞組歸算進行頻率折算以后，異步電動機就相當于一個變壓器了。要繪制等效電路，還要進行繞組歸算。和變壓器的繞組歸算一樣，異步電動機繞組歸算也就是人為地用一個相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)和定子繞組一樣的繞組代替相數(shù)為m2，每相串聯(lián)匝數(shù)為N2以及繞組系數(shù)為kw2并經(jīng)過頻率折算的轉(zhuǎn)子繞組。歸算的原則仍然要保證歸算前后轉(zhuǎn)子對定子的電磁效應不變，即轉(zhuǎn)子的磁動勢、轉(zhuǎn)子總的視在功率、銅耗及轉(zhuǎn)子漏磁場儲能均保持不變。轉(zhuǎn)子折算值上均加“'”表示2023/5/176功率不變：同理：2023/5/177（3）歸算后的基本方程2023/5/178（4）T型等效電路（5）幾種典型的運行情況空載運行相當于轉(zhuǎn)子開路，此時定子電路中的電流滯后于外加電壓的相位差接近于90度電角度。所以電機空載運行時功率因數(shù)是滯后的，而且很小。2023/5/179額定運行轉(zhuǎn)差率大約為0.01~0.05，故折算后的轉(zhuǎn)子電路中總電阻r2’/s，是折算后的轉(zhuǎn)子電阻r2’的100~20倍，所以折算后的轉(zhuǎn)子電路基本上是電阻性的，故功率因數(shù)較高。雖然定子電流由勵磁電流和負載分量合成,定子功率因數(shù)取決于這兩部分電流的滯后程度,但在負載情況下,負載分量(-I2’)比Im大很多，所以阻性程度起主要作用,因此定子的功率因數(shù)達到0.8~0.85。起動相當于轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時，即轉(zhuǎn)子電路短路情況。這會使電動機電流很大，功率因數(shù)較低，這在電機實驗及使用電動機時應多加注意。2023/5/1710發(fā)電運行意味著此時電機從軸上輸入機械功率。電磁制動運行電機吸收機械功率，同時從定子傳到轉(zhuǎn)子電磁功率，都供給轉(zhuǎn)子的銅耗。2023/5/1711（6）簡化等效電路（Г型等效電路）2023/5/17125、負載時的相量圖2023/5/1713簡化等效電路的相量圖Eg:p=4的三相異步電動機，PN=10KW，UN=380V，nN=1452r/min，r1=1.33Ω/相，x1=2.43Ω/相，r2’=1.12Ω/相，