三相異步電動機(jī)等效電路分析課件

三相異步電動機(jī)

等效電路分析

三相異步電動機(jī)等效電路分析5.4轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的異步電機(jī)分析前提：把異步電機(jī)的磁通分成主磁通和漏磁通，并把諧波磁通歸并到漏磁通假設(shè)：氣隙中只有基波磁通，定、轉(zhuǎn)子繞組上只感應(yīng)有基波電勢漏磁感應(yīng)電勢用漏抗壓降表示三相異步電動機(jī)等效電路分析一、轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的電路表示正方向按變壓器慣例三相異步電動機(jī)等效電路分析

二、電壓平衡式（轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的異步電機(jī)）以下標(biāo)1和2區(qū)別定子和轉(zhuǎn)子電路的各物理量，各種數(shù)量均取每相值。從電路分析角度來看，轉(zhuǎn)子不動時(shí)的異步電機(jī)的電路方程與次級側(cè)短路時(shí)的變壓器的電路方程相似。三相異步電動機(jī)等效電路分析三、磁勢平衡式轉(zhuǎn)子繞組是對稱多相繞組，與定子繞組有相同極數(shù)。繞線式轉(zhuǎn)子有明顯的相數(shù)和極對數(shù)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子繞組時(shí)，必須使轉(zhuǎn)子極數(shù)等于定子極數(shù)。否則，沒有平均電磁轉(zhuǎn)矩。鼠籠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子有鼠籠加端環(huán)組成。所有導(dǎo)條在兩頭被端環(huán)短路，整個(gè)結(jié)構(gòu)是對稱的，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)對稱的多相繞組。鼠籠轉(zhuǎn)子的極數(shù)恒等于定子繞組的極數(shù)。三相異步電動機(jī)等效電路分析在轉(zhuǎn)子不動時(shí)，定、轉(zhuǎn)子電勢有相同頻率，由轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁勢與由定子電流所產(chǎn)生的基波旋轉(zhuǎn)磁勢有相同轉(zhuǎn)速，沒有相對運(yùn)動。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁勢對定子旋轉(zhuǎn)磁勢產(chǎn)生去磁作用，二者共同作用在主磁路中產(chǎn)生主磁通，決定于定子電勢ElE1受到定子電壓平衡支配，決定了基波磁通φm，從而決定了激磁電流Im。三相異步電動機(jī)等效電路分析當(dāng)轉(zhuǎn)子有電流時(shí)，定子電流應(yīng)包含兩個(gè)分量由定子電流所產(chǎn)生的磁勢也包含兩個(gè)分量第一項(xiàng)用以產(chǎn)生基波磁通；第二項(xiàng)為負(fù)載分量，用以抵消轉(zhuǎn)子磁勢去磁作用，它與轉(zhuǎn)子磁勢大小相等方向相反。三相異步電動機(jī)等效電路分析設(shè)定子繞組有m1相，磁勢的振幅轉(zhuǎn)子繞組有m2相，磁勢振幅激磁磁勢靜止時(shí)：f1=f2（磁勢速度為同步速一致），磁勢平衡式三相異步電動機(jī)等效電路分析四、繞組歸算轉(zhuǎn)子繞組的歸算——把實(shí)際相數(shù)為m2、繞組匝數(shù)為N2、繞組系數(shù)為kN2的轉(zhuǎn)子繞組，歸算成與定子繞組有相同相數(shù)、相同匝數(shù)和相同繞組系數(shù)的轉(zhuǎn)子繞組。在進(jìn)行歸算時(shí)，有電壓變比、電流變比和阻抗變比。三相異步電動機(jī)等效電路分析(一)電流的歸算根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子磁勢應(yīng)保持不變?yōu)闂l件(二)電勢的歸算根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子視在功率保持不變?yōu)闂l件三相異步電動機(jī)等效電路分析(三)阻抗的歸算根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子上的銅耗保持不變?yōu)闂l件根據(jù)歸算前后轉(zhuǎn)子功率因數(shù)保持不變?yōu)闂l件三相異步電動機(jī)等效電路分析三相異步電動機(jī)等效電路分析五、等效電路

single-phaseequivalentcircuit三相異步電動機(jī)等效電路分析六、參數(shù)的物理意義rm——鐵耗等效電阻core-lessresistancexm——magnetizingreactance定子每相繞組與主磁通對應(yīng)的電抗，隨的、鐵芯的飽和不同而變化。異步電機(jī)中，磁通由三相聯(lián)合產(chǎn)生；變壓器中，磁通由一相繞組產(chǎn)生

——定子漏抗，由定子三相電流聯(lián)合產(chǎn)生的漏磁通，在定子每一相上引起的電抗。三相異步電動機(jī)等效電路分析5.5轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動機(jī)一、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)對轉(zhuǎn)子各物理量的影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)子繞組的電勢和電流的頻率與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關(guān)——取決于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對速度。轉(zhuǎn)子電勢和電流的頻率（轉(zhuǎn)子頻率，與轉(zhuǎn)差率成正比，又稱為轉(zhuǎn)差頻率）為三相異步電動機(jī)等效電路分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，由轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁勢相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁勢相對于定子的轉(zhuǎn)速為由轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn)磁勢和由定子電流所產(chǎn)生的定子基波旋轉(zhuǎn)磁勢沒有相對運(yùn)動。（磁勢平衡式不變）三相異步電動機(jī)等效電路分析二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的基本方程式電壓平衡式頻率f2=sf1頻率f1三相異步電動機(jī)等效電路分析歸算繞組歸算——轉(zhuǎn)子繞組的相數(shù)、每相有效串聯(lián)匝數(shù)與定子繞組一樣；頻率歸算——使轉(zhuǎn)子繞組的頻率與定子繞組一致。三相異步電動機(jī)等效電路分析三、頻率歸算頻率歸算——用一等效的轉(zhuǎn)子電路替代實(shí)際轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子電路，使與定子電路有相同頻率。（轉(zhuǎn)子靜止）保持頻率歸算后的轉(zhuǎn)子電流的大小和相位不變，可保持磁勢平衡不變，保持定子電流的大小和相位不變，保持了損耗和功率不變。三相異步電動機(jī)等效電路分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)的實(shí)際情形三相異步電動機(jī)等效電路分析頻率歸算后的等效轉(zhuǎn)子折算為定子頻率的轉(zhuǎn)子電勢三相異步電動機(jī)等效電路分析等效電路三相異步電動機(jī)等效電路分析電阻的物理意義在實(shí)際轉(zhuǎn)動的電機(jī)中，在轉(zhuǎn)子回路中并無此項(xiàng)電阻，但有機(jī)械功率輸出。在頻率歸算后的轉(zhuǎn)子電路中，因已等效成靜止轉(zhuǎn)子，沒有機(jī)械功率輸出，但卻串入附加電阻，其電功率為電功率模擬軸上的機(jī)械功率。三相異步電動機(jī)等效電路分析討論不論靜止或者旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子磁勢總以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)子磁勢的轉(zhuǎn)速不變，大小相位又沒有變，故電機(jī)的磁勢平衡依然維持。靜止的轉(zhuǎn)子不再輸出機(jī)械功率，即電機(jī)的功率平衡中少了一大塊機(jī)械功率。靜止的轉(zhuǎn)子中多了一個(gè)附加電阻，而電流有沒有變，所以多了一個(gè)電阻功率。分析證明：附加電阻上消耗的電功率等于電機(jī)輸出的機(jī)械功率三相異步電動機(jī)等效電路分析四、T形等效電路各參數(shù)的物理意義：定子繞組的電阻r1、漏抗x1轉(zhuǎn)子繞組歸算后的電阻r’2、漏抗x’2定子鐵耗的等效電阻對應(yīng)主磁通的勵磁電抗等效機(jī)械負(fù)載的附加電阻三相異步電動機(jī)等效電路分析圖5-19簡化等效電路三相異步電動機(jī)等效電路分析五、相量圖★異步電動機(jī)