第5章三相交流电动机2分析报告.pptVIP

例题1、 一台三相绕线式异步电动机，当定子绕组加50HZ的额定电压，转子绕组开路时转子绕组滑环上的电动势E2为260V，（转子绕组Y接）转子不转时，转子一相电阻r2=0.06Ω，x2=0.2Ω，电动机的额定转差率sN =0.04,问额定运行时转子电动势E2sN转子电流I2sN的有效值及频率为多少？ 例题2、 一台三相同步电动机，PN=2000kW,nN=1200r/min,UN=2500V,IN=600A. η=0.8,Ra=0.9求额定运行时的额定转矩TN？ 例题3 一台三相鼠笼电动机，PN=4kW,nN=1442r/min,U1N=380V, 他的定子绕组每相为312匝（ △接法），绕组系数Kw1=0.96,R1=4.47,X1=6.7,Xm=188,Rm=11.9,转子26槽，转子每相电阻R2=0.0000769,转子漏抗X2=0.000238，求在额定转速时的定子电流、功率因数、输入功率以及电动机的输出功率及效率。假设机械损耗和附加损耗为80W。 机械损耗功率和附加损耗功率 5.5同步电动机 同步机是交流旋转电机中的一种，因其转速恒等于同步转速而得名。同步电机主要用作发电机，也可用作电动机和调相机。 5.5.1同步电动机 1.工作原理 同步发电机和其他类型旋转电机一样，由定子和转子两大部分组成，一般分为凸极式同步电机和隐极式同步电机两种类型。凸极式定子铁心内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场。 图5-40 凸极式同步电动机模型 5.5同步电动机 同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。同步电动机的定子三相绕组接通三相交流电源，流过三相对称电流，产生一个在空间以同步转速n1旋转的旋转磁动势Fa，称为电枢磁动势。同步电动机的励磁绕组通入直流励磁电流，产生一个与电枢旋转磁场极对数 相同的直流励磁磁场。两磁场相互作用，使转子被电枢旋转磁场以同步转速拖着一起旋转。 图5-41 同步电动机启动时平均转距为零的示意图 5.5同步电动机 3. 同步电机的分类 同步电机可以按运行方式、结构型式和原动机的类别进行分类。 旋转磁极式同步电机按磁极的形状，又可分为隐极式和凸极式两种类型，如图所示。隐极式气隙是均匀的，转子做成圆柱型。凸极式气隙是不均匀的，极弧底下气隙较小，极间部分气隙较大。 图5-42 旋转磁极式同步电机 5.5同步电动机 5.5.2 同步电动机的电压方程式和相量图 1、同步电动机的电枢反应 为分析方便，不考虑电机饱和的影响，并只考虑电枢磁动势和励磁磁动势的基波。通常把转子一个N极和一个S极的中心线称为直轴，又称为d 轴， 图5-43 凸极同步电动机的直轴和交轴 与直轴相距90度空间电角度的轴称为交轴，又称为q轴。d轴和q轴均随转子一同旋转，而励磁磁动势Ff总是作用在直轴方向，如图5-43所示。 5.5同步电动机 凸极同步电动机，气隙不均匀，同一电枢磁动势作用在不同位置，电枢反应就不一样。设Fa的位置如图5-44所示，可见Fa所遇的磁阻即不均匀也不对称，且当Fa的位置变化时其不均匀不对称的程度亦随之变化，要求其产生的电枢磁密分布和电枢反应磁通的大小很困难。 解决这一困难的方法是将电 枢磁动势分解为两个分量， 即直轴电枢磁动势Fad和交 轴电枢磁动势Faq，如图所示。 图5-44 Fa分解为Fad和Faq 5.5同步电动机 2、隐极式同步电动机的电动势方程式和相量图 隐极式电动机转子与旋转磁场同步旋转，所以转子绕组中不会产生电动势。求其电动势平衡电动势方程式。 根据此式可以画出隐极同步 电动机的相量图为图所示 图5-46 隐极式同步电动机相量图 5.5同步电动机 3、凸极式同步电动机的电动势方程式和相量图 凸极同步电动机的电动势平衡方程式为： 根据上式可以得到凸极同步电动机的相量图如图 图5-47 凸极式同步电动机的相量图 5.5同步电动机 5.5.3 同步电动机的运行特性 1．功率平衡关系 同步电动机输入的电功率P1，除去一小部分定子铜损耗pcu，其余部分通过气隙传给转子，称为电磁功率。 电磁功率Pem扣除机械损耗pm、铁损耗pFe，及附加损耗pad剩下的就是轴上输出的机械功率，即 2．转矩平衡关系 将上式两边同时除以Ω1，得 T2为输出转矩， T为电磁转矩，T0为空载转矩 5.5同步电动机 5.5.4 同步电动机的启动和启动步骤