三相异步电机的基本方程式.pptVIP

三相异步电动机的基本方程式、等效电路与相量图 当工作在发电机运行状态时， ， ，代表机械功率的电阻 ，意味着机械轴上不是输出机械功率而是输入机械功率； 当工作在电磁制动状态时， ， ，代表机械功率的电阻 ，同样表明，电机是吸收机械功率的。与此同时，电机还从定子侧吸收电磁功率，两者共同转换为转子绕组的铜耗。 6.8 三相异步电动机的功率流程图与转矩平衡方程式 三相异步电动机等效电路参数的试验测定 6.10 三相异步电动机的运行特性 * A、三相异步电动机的基本方程式 a、磁势平衡方程式 负载后，由于定、转子磁势 和 相对静止，它们共同作用产生激磁磁势 。于是有： 即： 也就是： 式中， 为定、转子绕组的电流变比。 b、电压平衡方程式 定子侧采用电动机惯例、转子侧则采用发电机惯例假定正方向。根据KVL以及上述电磁关系，三相异步电动机的电压平衡方程式可表示为： 将漏阻抗代入上式得： 其中，转子堵转（或 ）时的电势为： 于是有： 即： 式中， 称为定、转子绕组的电压变比。 根据前述公式画出三相异步电动机每相的等值电路如图6.37所示。 图6.37 三相异步电动机的等值电路 为了获得统一的等效电路，须进行频率折算和绕组折算。 折算原则是：折算前后要确保电磁关系不变。具体来讲有两点： （1）折算前后磁势应保持不变； （2）折算前后电功率及损耗应保持不变。 a、频率折算 B、转子侧各物理量的折算 转子频率折算的目的： 在保证电磁关系不变（这里具体是指转子磁势 不变）的前提下，将转子的转差频率 折算为定子频率 。 具体方法： 结合式 (6-84) 上式左边各物理量的频率为转差频率 ，而右边各物理量的频率为定子频率 （或转子堵转时的情况）。由于两种频率下的电流有效值相等，因而折算前后相应的空间磁势 保持不变。 结论: 频率折算相当于将旋转状态的转子绕组折算为堵转（或静止不动）状态的转子绕组。折算后定、转子绕组的频率皆为 。 图6.38 三相异步电机经频率折算后的等效电路 图6.38中，转子绕组的电阻 被分成两项： 转子绕组本身 的电阻 转子机械轴上 总的机械输出功率对应的等效电阻 其中，第一项 表示转子绕组本身的电阻；第二项则表示转子机械轴上总的机械输 出功率所对应的等效电阻，即机械轴上输出的总机械功率为： 。该等效电 阻随着机械负载的变化而变化。当机械负载增大时，转子转速下降， 增大，相应的电阻 减小，转子电流加大。 b、绕组折算 转子绕组折算 ： 转子绕组的折算相当于将转子绕组的相数 和有效匝数 变换为定子绕组的相数 和有效匝数 。 假定折算后的各物理量用“′”表示，则经折算后的转子电势变为： 又 于是有： 考虑到折算前后保持磁势不变，即 ，于是有： 故有： 考虑到折算前后有功和无功功率保持不变，故有： 于是，有： 同理， 经过频率和绕组折算后，三相异步电动机每相的等效电路变为图6.39。 图6.39 三相异步电机经折算后的等效电路 C、三相异步电机的等效电路和相量图 经过折算后，异步电动机的基本关系式可整理为： 根据上式，画出异步电机的T型等效电路如图6.40所示。 图6.40 三相异步电机的T型等效电路 结论： 空载时， ， ， ，转子相当于开路。此时， 很低； 起动（或堵转）时， ， ， ，相当于电路处于短路状态，故 很大， 也较低。同时，由于定子绕组的漏阻抗压降较大，导致起动时的 及主磁通 大为减小，故 有所降低； 额定负载运行时， ，转子回路的总电阻较大，转子回路几乎为纯阻性质，故定子侧的功率因数较高，一般为 ； 当计算精度要求不高时，可将T型等效电路简化为型等效电路，如图6.41所示。 图6.41 三相异步电机的简化 型等效电路 根据基本方程式（6-91），可绘出三相异步电动机负载运行时的相量图，如图6.42所示。 图6.42 三相异步电机的相量图 结论： 与空载相比，异步电动机负载后定子侧的功率因数有所提高。但仍需从电网