06第五章异步电机(三相异步电动机运行原理及单相异步电动机)教程.ppt

第五章 异步电机（二） ——三相异步电动机运行原理及单相异步电动机 第一节 三相异步电动机运行时的电磁过程 一、异步电动机负载时的物理情况 当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过三相交流电流。若不计谐波和齿槽影响，这个对称三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布、并且以同步转速n0旋转的旋转磁动势F1，由旋转磁动势F1建立旋转的气隙主磁场Bm。 这个旋转磁场切割定子、转子绕组，分别在定子、转子绕组内感应出定子电动势和转子电动势。在转子电动势作用下转子回路中有对称三相电流流过。于是，在气隙磁场和转子电流的相互作用下，产生了电磁转矩，转子就顺着旋转磁场的方向转动。 当电机带有机械负载后：nn0, I2增大。 不论转子是绕线型还是笼型，转子磁动势F2都是一种旋转磁动势。 （一）转子磁动势分析 2、F2转速的大小 如果相序为A-B-C的异步电动机定子电流所产生的旋转磁场按逆时针方向旋转，因为nn0，则转子电流相序为a-b-c 。则转子磁动势F2的旋转方向也按照相序a-b-c，即：按逆时针方向。 1、转子磁动势F2的旋转方向 f2为转差频率，转子电流形成的转子磁动势F2的旋转方向与F1的旋转方向相同，它相对于转子的转速为Δn，而相对于定子的转速为Δn+n=n0 （二）磁动势平衡 转子磁动势F2与定子磁动势F1相对静止，得到合成磁动势F1+F2 （三）电磁关系 有效值 二、基本方程式 （一）磁动势平衡方程式 （二）电动势平衡方程式 RΩ为转子电阻的外加电阻 Zm为表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻抗；xm称为励磁电抗；rm为反映铁耗的励磁电阻。 第二节 三相异步电动机的等效电路及相量图 为电动势比 一、异步电动机的等效电路 （一）频率归算 频率归算—— 保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的参数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在这里，就是用一个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。 所谓“等效”是指： 1）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效应不变。 2）等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无功功率、铜耗等）必须和实际转子电路一样。 若RΩ=0 而静止转子电路中电流 （二）绕组归算 由转子总的视在功率不变 式中 （三）异步电动机 的等效电路 几种异步电动机的典型运行情况 1、空载运行 2、额度负载下运行 转子电路基本上是电阻性的，功率因数较高。 3、起动时的情况 附加电阻为零，起动电流很大，功率因数较低。 4、异步发电运行 转差率为负，附加电阻也为负值。表示从转子轴上输入（而不是输出）机械功率。 5、电磁制动状态运行 二、异步电动机的相量图 （1）用T形等效电路计算 （2）用近似等效电路计算 负载支路阻抗 励磁支路阻抗 ③定子电流 定子线电流有效值 ④定子功率因数 ⑤定子输入功率 ⑥效率 第三节 三相异步电动机的功率和转矩 一、功率转换过程 总机械功率 四、电磁转矩公式 同步角速度 转子机械角速度 总机械功率 电磁功率 负载制动功率 空载制动功率 电磁转矩 或者 第四节 三相异步电动机的工作特性及其测取方法 一、工作特性的分析 二、工作特性的求取 工作特性的求取—— 可以用直接负载法，通过做实验求取；也可以利用等效电路进行计算。 第五节 三相异步电动机参数的测定 一、空载试验与励磁参数的确定 2、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定 二、堵转试验及堵转时参数的确定 第六节 三相异步电动机的转矩与转差率的关系 第七节 单相异步电动机 一、由单相电源供电的异步电动机的运行——单相异步电动机的工作原理 单相异步电动机特性： 1）电动机静止时，合成转矩为零，电动机无起动转矩； 2）若外力拖动电动机正向或反向转动，撤去外力后，电动机将继续加速到接近同步转速。 则每极脉振磁通为 设脉振磁场按正弦发布 式中，τ为极距；l为定子铁心长度。 二、单相异步电动机的主要类型和起动方法 分相式电动机的主绕组和辅助绕组空间上相差90°电角度，接在同一单相电源上。在辅助绕组中串入适当的电容、电阻或电感，使两个绕组电流的相位不同。这样就可以在电动机内形成一种旋转磁场，从而产生起动转矩。 1、分相式电动机 2）电容分相电动机 如果电容选择恰当，电动机辅助绕组中的电流相位超前主绕组电流相位90°，从而起动转矩较大，起动电流较小。 三、单相异步电动机的用途 日常生活、家用电器、医疗器械以及某些工业装置。 第八节 直线异步电动机 一、工作原理 二、结构形式及其特点 1、结构形式 （1）扁平形 （2）管形 （3）圆盘形 2、结构特点 第五章 结束