第四章电机运行.ppt

四、相量图 异步电动机的相量图类似于变压器相量图,从转子电路方程出发可以一步一步作出异步电机相量图。 功率平衡和转矩平衡关系 一、功率平衡方程式 功率变换和传递是电动机的主要功用,结合等效电路分析异步电动机功率流向。 异步电动机从电源获取电功率，即输入功率： 此一功率首先通过定子绕组，产生定子铜耗： 此功率产生的旋转磁场掠过定转子铁心，产生铁耗。 ?定子铁心与旋转磁场相对转速为n1较大，转子铁心与旋转磁场相对转速为sn1较小，故铁耗主要为定子铁耗： 剩余功率将通过气隙磁场感应到转子绕组，此一功率称为电磁功率。 功率传递（1） 电磁功率首先提供转子铜耗； 剩余的电磁功率全部转化为机械功率； 机械功率一部分克服机械损耗和附加损耗 其余功率为输出的机械功率 异步电动机的功率平衡方程式： 功率传递（2） 流程图 几个重要的关系 P1 Pem P2 pcu_s pFe pcu_r p? P ? 转矩平衡方程 转矩由机械功率产生 转矩平衡方程为 异步电动机工作特性分析 异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转速、定子电流、电磁转矩、功率因数及效率等）随输出功率变化的关系曲线。 利用等值电路来计算工作特性。 1。 转差率特性 随着负载功率的增加，电磁功率增加， 转子电流需要增大，故转差率随输出功率增大而增大。 转差率s P2 空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。 二、定子电流特性 I1＝f（P2） 三、电磁转矩特性 T＝f（P2） 转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降 异步电动机的输出转矩 转矩曲线为一个上翘的曲线。 电磁转矩T 电流I1 P2 电流、电磁转矩特性 四、定子功率因数 空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低； 随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高； 在额定功率附近，功率因数达到最大值。 如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。 P2 功率因数cos?1 定子功率因数特性 五、效率特性 其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不变； 可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。 异步电动机额定效率载74-94%之间；最大效率发生在(0.7-1.0)倍额定效率处 效率? P2 转差率s 功率因数cos?1 电流I1 电磁转矩T 效率特性 异步电动机的参数测定 要计算工作特性， 事先要知道电机参数。 和变压器一样， 通过做空载和短路试验， 求出 、 、 、 、 和 。 一、空载实验 目的：测定Zm（＝rm+jxm)、铁耗pFe和机械损耗； 方法： 在额定频率下， 转子轴端不带负载， 用调压器调节电源电压， 使定子端电压从1.2UN开始降落， 直至速度降落， 电流回升。 测定：相电压U1、空载相电流I0、空载输入总功率P0。 计算：画出 和 pFe的大小近似地与外施电压的平方成正比， 即 pmec仅与转速有关， pmec近似为常值； 关系曲线基波是一条直线；延长直线与纵轴相交， 交点以下部分， 即为机械损耗pmec， 额定电压时的铁耗即可从图中对应的 点求取。 空载试验 又， 空载运行时， 二、短路试验 目的： 测定短路阻抗 、转子电阻 、短路电抗 方法：堵住转子（S＝1）， 调节定子外施电压， 使短路电流由1.2IN逐渐减小到0.3IN。 短路试验 测定： 、 和 简化计算： 为满足电动机不同的运行数据， 应选取不同的短路电流， 进行短路试验， 求不同的短路参数。 第四章 三相感应电动机 感应电机主要用作电动机，应用最广泛的一种电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，日常生活都离不开异步电动机。 交流电机可分为感应电机和同步电机两大类。 类型：异步电机主要分为：鼠笼式异步电动机，绕线式异步电动机和各种控制用电动机三大类。 三相感应电动机的结构 三、定子三相绕组建立的磁场 在气隙中以同步速n1旋转的基波磁动势及一系列以各种不同转速旋转的谐波磁动势在气隙中形成各自的旋转磁场。基波磁场为： 若气隙均匀， 基波磁场也是以同步速旋转的圆形磁场； 忽略铁耗， 基波磁密波的幅值位置与产生它的基波磁动势波的幅值位置重合； 考虑铁耗，基波磁密波的幅值位置落后于产生它的基波磁动势波的幅值位置一个铁耗角。 主磁通和漏磁通 基波旋转磁场产生的经过气隙，同时匝链定子和转子绕组的磁通叫主