三相异步电动机的基本工作原理和结构1.76MB.ppt

4.5.1 空载运行时的电磁关系 4.5三相异步电动机的空载运行 一、主、漏磁通的分布 为了便于分析，根据磁通路径和性质不同，异步电动机的磁通分为主磁通和漏磁通。 主磁通同时交链定、转子绕组，其路径为：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙→定子铁心。主磁通起传递能量的作用。 除了主磁通以外的磁通称为漏磁通，它包括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。漏磁通只起电抗压降作用。 4.5.1 空载运行时的电磁关系 4.5三相异步电动机的空载运行 二、空载电流和空载磁动势 异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流。 4.5.1 空载运行时的电磁关系 4.5三相异步电动机的空载运行 三、电磁关系 4.5.2 空载运行时的电压平衡方程 一、感应电动势 与变压器一样,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势分别为： 可见，异步电动机空载时的电磁关系与变压器非常相似。 4.5.2 空载运行时的电压平衡方程 4.5三相异步电动机的空载运行 二、电压平衡方程与等效电路 与变压器一样，根据基尔霍夫电压定律，可列出空载时定子每相电压方程式： 同样也有： 根据上两式，可以作出空载时等效电路。 4.5.2 空载运行时的电压平衡方程 4.5三相异步电动机的空载运行 二、电压平衡方程与等效电路 尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似，但它们之间还是有差别的： 1）主磁场性质不同：异步电动机为旋转磁场，变压器为脉动磁场. 4）由于存在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大. 5)异步电动机通常采用短距和分布绕组,计算时需考虑绕组系数,变压器则为整距集中绕组,可认为绕组系数为1. 4.6.1 负载运行时的电磁关系 4.6三相异步电动机的负载运行 4.6.2 转子绕组各电磁量 4.6三相异步电动机的负载运行 一、转子电动势的频率 感应电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速度,故转子电动势的频率为: 转子不转时, 理想空载时, 二、转子绕组的感应电动势 转子旋转时的感应电动势: 转子不转时的感应电动势: 二者关系为: 4.6.2 转子绕组各电磁量 4.6三相异步电动机的负载运行 三、转子绕组的漏阻抗 电抗与频率正比于,转子旋转时转子漏电抗: 二者关系: 转子绕组的漏阻抗: 四、转子绕组的电流 转子绕组为闭合绕组,则转子电流为: 转子不转时转子漏电抗: 当转速降低时,转差率增大,转子电流也增大. 4.6.2 转子绕组各电磁量 4.6三相异步电动机的负载运行 五、转子绕组的功率因数 转子功率因数与转差率有关,当转差率增大时,转子功率因数则减小. 六、转子旋转磁动势 转子绕组流过三相或多相对称电流时产生圆形旋转磁动势. 1)幅值 2)转向 转子电流相序与定子旋转磁动势方向相同,转子旋转磁动势的方向与转子电流相序一致. 转子旋转磁动势相对定子的速度为 可见,无论转子转速怎样变化,定、转子磁动势总是以同速、同向在空间旋转，两者在空间上总是保持相对静止。 4.6.3 磁动势平衡方程 4.6三相异步电动机的负载运行 磁动势的平衡方程为： 可以改写为： 写成磁动势幅值公式： 4.6.4 电动势平衡方程 4.6三相异步电动机的负载运行 电动势的平衡方程为： 根据基尔霍夫电压定律可写出定、转子侧电动势平衡方程： 4.7.1 折算 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图 频率折算就是用一个等效的转子电路代替实际旋转的转子系统,而等效的转子回路应与定子电路有相同的频率。 一、频率折算 在折算的过程中，电机的电磁效应不变，因而有两个条件：一个是保持转子磁动势不变；二是转子回路的功率不变。 转子回路电流 4.7.1 折算 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图 一、频率折算 4.7.1 折算 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图 二、绕组折算 4.7.2 等效电路 一、绕组后的基本方程 4.7.2 等效电路 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图 二、T型等效电路和简化等效电路 由基本方程可以作出等效电路: T型等效电路 简化等效电路 从等效电路分析可知: 4.7.2 等效电路 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图 二、T型等效电路和简化等效电路 3)三相异步电动机的功率因数永远滞后； 4)附加电阻不能用电感或电容来代替。 5)在等效电路中负载的变化是用转差率s来体现的 4.7.3 相量图 4.7三相异步电动机的等效电路和相量图 按照基本方程和等效电路可以作出异步电动机的相量图。 4.8.1 功率平衡和转矩平衡 4.8三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡 异步电动机的功率和损耗有： 一、功率平衡 输入功率 定子铁损 电磁功率 机械功率 输出功率 定子铜