[工学]电机原理与应用 5 异步电机原理1.ppt

例 例 思考 异步电动机的气隙比同步电动机的气隙大还是小？为什么？ 异步电动机定子绕组通电产生的旋转磁场转速与电动机的极对数有何关系？为什么异步电动机工作时的转子转速总是小于同步转速？ 什么叫转差率？转差率是怎样计算的？如何根据转差率的数值来判断异步电动机的三种运行状态？三种状态时电功率和机械功率的流向如何？ 异步电动机运行时，内部有哪些损耗？当电动机从空载到额定负载运行时，这些损耗中哪些基本不变？哪些是随负载变化的？ 三相异步电动机定子铁损耗和转子铁损耗大小与什么有关？只要电压不变，定子铁损耗和转子铁损耗的大小就基本不变吗？ 三相异步电动机铭牌上的额定功率指的是什么功率？额定运行时的电磁功率、机械功率和转子铜损耗之间有何数量关系？当电机定子接电源而转子短路且不转时，这台电机是否还有电磁功率、机械功率或电磁转矩？ 三相异步电动机产生转矩的原因是什么？从转子边来看，电磁转矩与电机内部的哪些量有关？当外加电压 U 及转差率s不变时，电机的电磁转矩 T 是否也不会改变？是不是电动机轴上的机械负载越大，转差率s就越大？ 三相异步电动机的负载转矩是否任何时候都绝不可超过额定转矩？为什么？ 三相异步电动机外加电压的大小与堵转电流有什么关系？与堵转转矩又有什么关系？为什么电磁转矩随外加电压的平方变化？ 三相异步电动机运行时，若负载转矩不变而电源电压下降 10 % ，对电机的同步速 n1 、转子转速 n 、主磁通Φm、转子电流 I2 、转子功率因数 cos φ2、定子电流 I1 ，等有何影响？如果负载转矩为额定转矩，长期低电压运行，会有何后果？ 附加损耗 pad为附加损耗，一般很难用公式计 算，通常根据经验估算，对于大型异步 电动机约为0.5%PN；对于中、小型异步 电动机约为(1~3)%PN。值得一提的是， 由于转子铁芯中的磁通变化频率f2在电 动机额定运行时很低，转子铁损很小， 故可忽略不计。 功率流程图 异步机功率流程图 三相异步电动机的效率 三相异步电动机的效率为： 异步电动机的总损耗： (2)转矩平衡方程式 电磁转矩T为总机械功率Pm除以转子机械角速 度Ω，所以有： 转矩平衡方程式为： (5-54) T2=P2/Ω为电动机轴上输出转矩；T0=(pm+pad)/Ω为 电动机的空载转矩，转矩的单位为：牛?米 （N?m）。 各转矩表达式 为同步机械角速度。 6.鼠笼式转子的极数和相数 (1)鼠笼式转子的极数 设气隙磁场以转速n1旋转，转子转速为n，转向与n1相同，则气隙磁场切割鼠笼转子的相对速度为Δn=n1-n，转子导条中就会有感应电势e2s产生，其大小与切割它的气隙磁通密度bδ成正比，气隙磁通密度bδ沿圆周按正弦规律分布如图所示。 分析 不同导条中的感应电势瞬时值与磁通密度一样，在空间按正弦规律分布。为了分析问题方便，设转子漏阻抗x2s为零，则转子电流i2s与电势e2s同相位，电流瞬时值在空间也按正弦规律分布，转子电流所产生的转子磁势的极对数必然与定子相同，即p1=p2。因此，鼠笼式转子与定子绕组的极对数总是保持一致，鼠笼转子本身无固定极数，要按照气隙旋转磁场的极数来确定。 (2)鼠笼式转子的相数 鼠笼式转子每槽安放一根导条，转子导条数与转子槽数Z2相等。相邻两导条相差的槽距角为： 每根导条在气隙磁场中的位置不同，导条中产生的电流时间相位也不同。而在交流电机中每相绕组中电流相位应是相同的，所以可认为每根导条就构成一相，鼠笼转子相数与转子槽数相等，即有：  鼠笼式转子每相绕组匝数 每相绕组匝数为： 每相只有一根导条，不存在短距和分布问题，所以绕组系数为： 思考1 异步电动机的气隙比同步电动机的气隙大还是小？ 异步电动机定子绕组通电产生的旋转磁场转速与电动机的极对数有何关系？为什么异步电动机工作时的转子转速总是小于同步转速？ 转差率与运行状态的关系 如果电源电压不变，三相异步电动机的主磁通大小与什么因素有关？ 思考2 当主磁通确定以后，异步电动机的励磁电流大小与什么有关？能根据励磁电流的大小判断同容量异步电动机主磁通的大小吗？ 在已造好的异步电动机中，其励磁电流大小随外施电压如何变化？ 异步电动机和变压器在额定电压时的空载电流标么值那个大？为什么？ 异步电动机运行时，为什么需要从电源吸收滞后的无功电流 比较异步电动机和变压器折算的目的、条件、内容和结果 异步电动机在空载、额定负载和堵转运行的等效电路有什么不同 异步电动机中的时间相量和空间矢量 绕线