电气工程教案-三相异步电动机的运行原理.docVIP

三相异步电动机的运行原理 一、磁动势平衡方程式 —— —— 1、、：旋转磁动势，方向和速度相同，在空间相对静止，它 们共同建立主磁通。 2、外施电压不变，主磁通大小不变。 二、三相异步电动机的主磁通和漏磁通 主磁通和漏磁通比较 符号 主磁通： 漏磁通 概念 同时交链定、转子绕组，在气隙中以同步转速旋转的磁通。由定、转子合成磁动势产生。 除去主磁通以外的磁通统称为漏磁。由定子电流产生的，只与定子绕组交链的漏磁通称为定子漏磁通 ，由转子电流产生的，只与转子绕组交链的漏磁通称为转子漏磁通。 作用 在定、转子中感应电动势并进行能量转换，产生有用转矩 不参与机、电能量转换，只起电抗压降作用 路径、分类 定子铁心、气隙、转子铁心、气隙、定子铁心 槽漏磁通、端部漏磁、谐波漏磁 性质 与励磁电流呈非线性关系 线性关系 大小 每极基波磁通量 第一节 转子静止时的三相异步电动机 一、转子静止时各物理量 转子静止时，异步电动机的内部电磁关系与变压器非常相似，定子绕组相当于变压器的原边绕组，转子绕组相当于副边绕组。定、转子绕组也是由主磁通耦合起来，进行能量传递。 变压器的T形等效电路 变压器的T形等效电路 ～ 1、定、转子频率 = 2、定、转子感应电动势 电动势变比： 说明：定、转子感应电动势频率相同，在相位上滞后主磁通90度。 3、定、转子漏电抗，漏电动势 定子漏电动势： 转子漏电动势： 注：异步电动机励磁阻抗比变压器小很多，漏抗通常比变压器大。 4、定、转子电路电压平衡方程式 5、励磁阻抗Zm 二、绕组折算 1、折算概念：用一个和定子绕组具有同样相数、匝数和绕组系数的等效转子绕组，去代替实际转子绕组原来具有相数、匝数和绕组系数。 2、折算条件：折算前后的大小和相位应保持不变；转子侧功率不变。 3、折算规律：转子电动势或电压乘以电压比；转子电流除以电流比；转子电阻和电抗乘以。 电流变比： 二、折算后的等效电路 第二节 转子旋转时的三相异步电动机 转子电路中的参数变化 、、——转子静止时的转子电动势、电流和漏抗。 、、——转子静止时的转子电动势、电流和漏抗。 频率 注：异步电动机正常工作时，转子频率约为0.5-2.5HZ 2、转子感应电动势 3、转子漏电抗 4、转子电流 5、定、转子电动势平衡方程式 频率折算 1、频率折算概念：用一个等效的静止转子来代替实际旋转的转子使转子回路的频率与定子回路的频率相同。 2、原则：保持转子磁动势不变。频率折算后转子电流的大小和相位不变，转子电路的阻抗角不变。 3、折算： 转子转动时的电流 转子静止时电流： 频率折算后转子回路的电阻变成了。频率折算前，转子旋转，轴上有机械功率输出，折算后，轴上没有机械功率输出，， 但转子附加了一个电阻，上消耗的电功率等效于电动机所产生的总的机械功率。 三、 T形等效电路 经频率折算和绕组折算后，，从而可得到异步电动机的“T”型等效电路。如下图所示。 异步电动机的T型等效电路 由该等效电路可分析以下几种情况： (1)当异步电动机空载运行时，，，则，，电动机的功率因数很低，产生的总机械功率也很小。 (2)当异步电动机带额定负载运行时，转差率为=0.01～0.05，此时转子回路电阻远大于，转子功率因数较高，定子功率因数也较高，一般在0.8～0.85。 (3)当转子静止时，，，则,相应的总机械功率也为零，此时的异步电动机的定、转子电流均很大。 第四节 三相异步电动机的功率与转矩 一、 功率变换与功率平衡方程式 P1: 输入的电功率 : 定子绕组铜耗 ， : 定子铁耗 : 转子上的电磁功率，转子回路中全部电阻上的电功率。 ： 转子绕组铜耗 电机总机械功率 ： 机械损耗，轴承及风阻等摩擦损耗 ： 附加损耗，定、转子开槽以及存在谐波磁场。 ： 轴上输出的机械功率。 ：空载损耗 二、转矩方程 ——电磁转矩，为驱动转矩。 ——负载转矩，它是转子所拖动的负载反作用于转子的制动转矩。 ——空载转矩，它是由机械损耗和附加损耗所引起的制动转矩。 ——转子机械角速度，。 练 习 1、一台三相6极50HZ的异步电动机，其s=0.05，则转子转速为?????r/min，转子磁动势相对于转子转速为??????r/min，转子磁动势相对于定子转为??????r/min，定子磁动势相对转子的转速为?????r/min，定子