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三相异步电动□机的根基任务道理和机合

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三相异步电动□机的根基任务道理和机合

  三相异步电动机的根本办事道理和构造_电力/水利_工程科技_专业原料。第4章 三相异步电动机 三相异步电机首要用作电动机□□□□,拖动各类临蓐机器。构造简便、 修制、行使和爱护便利□□□□,运转牢靠□□□□□,本钱低□□□□□,效能高□□□,得以平常 使用。可是□□□□□,功率因数低、起动和调速职能差。 4.1 三相异步

  第4章 三相异步电动机 三相异步电机首要用作电动机□□□□,拖动各类临蓐机器。构造简便、 修制、行使和爱护便利□□□□□,运转牢靠□□□□□,本钱低□□□□□,效能高□□□,得以平常 使用。可是□□□□□,功率因数低、起动和调速职能差。 4.1 三相异步电动机的根本办事道理和构造 4.2 互换电机的绕组 4.3 互换电机绕组的感触电动势 4.4 互换电机绕组的磁动势 4.5 三相异步电动机的空载运转 4.6 三相异步电动机的负载运转 4.7三相异步电动机的等效电途和相量图. 4.8三相异步电动机的功率平均、转矩平均 第4章 三相异步电动机 4.1三相异步电动机的根本办事道理与构造 4.1.1三相异步电动机的根本构造 一、定子一面 1.定子死心□□□□:由导磁职能很好的硅钢片叠成——导磁一面。 2、定子绕组□□□□□:放正在定子死心内圆槽内——导电一面。 3、机座□□□□:固定定子死心及端盖□□□□,具有较强的机器强度和刚度。 二、转子一面 1、转子死心□□□□:由硅钢片叠成□□□□□,也是磁途的一一面。 2、转子绕组□□□□□: 1)鼠笼式转子□□□□□:转子死心的每个槽内插入一 根裸导条□□□□□,酿成一个众相对称短途绕组。2)绕线式转子□□□:转 子绕组为三相对称绕组□□□□,嵌放正在转子死心槽内。 三、气隙 异步电动机的气隙是平均的。巨细为机器前提所能许诺达 到的最小值。 第4章 三相异步电动机 第4章 三相异步电动机 按转子构造分□□□□: 鼠笼型异步电动机 绕线型异步电动机 持续 持续 第4章 三相异步电动机 右图是一台三相鼠笼型异步电 动机的外形图。 下面是它首要部件的拆分图。 第4章 三相异步电动机 鼠笼型转子 死心和绕组 构造示图谋 三相绕线型 转子构造图 返回 第4章 三相异步电动机 第4章 三相异步电动机 4.1.2 三相异步电动机的根本办事道理 一、转动道理 1、电生磁□□□:三相对称绕组通 往三相对称电流出现圆形盘旋 磁场。 2、磁生电□□□:盘旋磁场切割 转子导体感触电动势和电流。 3、电磁力□□□:转子载流(有功 分量电流)体正在磁场用意下受 电磁力用意□□□□,酿成电磁转矩□□□□, 驱动电动机盘旋□□□,将电能转化 为机器能。 ? V2 W1 ? ? n1 ? ? ?n ? U1 ? ? ? ? ? U2 W2 V1 第4章 三相异步电动机 二、三相异步电动机的工作原理图转差率 同步转速与转子转速之差与同步转速的比值称为转差率□□□□,用 s默示□□□,即□□□□□: s ? n1 ? n n1 转差率是异步电机的一个根本物理量□□□,它反响电机的各类 运转景况。 转子未转动时□□□□□,n ? 0, s ? 1;电机理念空载时□□□,n ? n1 , s ? 0. 行动电动机□□□□□,转速正在 0 ~ n1畛域内变更□□□□□,转差率正在0~1畛域内变。 负载越大□□□□,转速越低□□□□,转差率越大;反之□□□□,转差率越小。 转差率的巨细不妨反响电机的转速巨细或负载巨细。电机的转 速为□□□□: n = ( 1 - s) n1 额定运转时□□□,转差率通常正在0.01~0.06之间□□□□,即电机转速接 近同步速。 第4章 三相异步电动机 三、异步电机的三种运转形态 按照转差率的巨细和正负,异步电机有三种运转形态 形态 电动机 完成 定子绕组接对 称电源 转速 转差率 0 n n1 0? s ?1 电磁转矩 驱动 能量合连 电能转移为机 械能 电磁制动 外力使电机沿磁 场反宗旨盘旋 n0 s ?1 制动 电能和机器能变 成内能 发电机 外力使电机急迅 盘旋 n n1 s?0 制动 机器能转移为电 能 第4章 三相异步电动机 4.1.3 型号和额定值 一、型号 例: 第4章 三相异步电动机 第4章 三相异步电动机 额定电流I N ( A ) 正在额定运转形态卑鄙 入定子绕组的线电流. 额定功率PN ( kW ) 额定电压U N ( kV或V ) 额定前提下转轴上 输出的机器功率。 额定运转形态时加正在 二、额定值 定子绕组上的线电压. 额定转速nN ( r / min) 额定运转时电 动机的转速. 额定 额定 额定 功率因数cos 效 频率 率f?NN ? N 额定值合连有□□□□□: PN ? 3 UN INcos?N ηN 第4章 三相异步电动机 三、接线 三相异步电动机的定子一面正在构造上和同步电动机 的定子一面完整相像。 对中、小容量的低压异步电动机□□□,平日定子三相绕 组的六个出线头都引出□□□,如许可按照需求活络 地接成“Y”形或“D”形。 U1 V1 W1 W2 U 2 V2 Y结合 U1 V1 W1 W2 U2 V2 D结合 第4章 三相异步电动机 4.2互换电机的绕组 4.2.1 互换绕组的根本常识 一、根本恳求和分类 1)三相绕组对称; 2)力争取得最大的电动势和磁动势; 3)绕组的电动势和磁动势的波形力争亲密正弦; 4)俭约用铜量; 5)绕组的绝缘和机器强度牢靠□□□,散热前提好; 6)工艺简便、便于修制、安设和检修。 第4章 三相异步电动机 二、互换绕组的根本观念 1、极距 ? 两个相邻磁极轴线之间沿定子死心内轮廓的间隔。若定子的 槽数为Z□□□,磁极对数为p□□□,则极距□□□: 2、线圈节距 y ?= Z 2p 一个线圈的两个有用边之间所跨的间隔称为线圈的节距。 y ? ?的绕组为整距绕组. y ? ?的绕组为短距绕组. 3、电角度 电角度 ? p ? 机器角度 第4章 三相异步电动机 4、槽距角 a 相邻两个槽之间的电角度□□□□□: ? = p? 3600 Z 5、每极每相槽数 q 每一个极面下每相所占的槽数为 6、相带 q= Z 2 pm 每个极面下的导体均匀分给各相□□□□,则每一相绕组正在每个极 面下所占的畛域□□□,用电角度默示称为相带。 第4章 三相异步电动机 4.2.2 三相单层绕组 单层绕组的每个槽内只放一个线圈边□□□□□,电机的线圈总数等于 定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和一心式绕组。 一、单层链式绕组 单层链式绕组由形态、三相异步电动机的工作原理图几何尺寸和节距相像的线圈连绵而 成□□□□,统统外形如长链。 链式绕组的每个线 圈节距相称而且修制方 便;线圈端部连线较短 而且省铜。首要用于 q=2的4、6、8极小型三 相异步电动机。 第4章 三相异步电动机 二、单层交叉式绕组 单层交叉式绕组由线圈数和节距不相像的两种线圈组组成□□□□, 统一组线圈的形态、几何尺寸和节距均相像□□□□□,各线圈组的端部互 订交叉。 交叉式绕组由 两大一小线圈交叉 摆设。线圈端部连 线较短□□□,有利于节 省资料□□□,而且省铜。 平常用于q1的且为 奇数的小型三相异 步电动机。 第4章 三相异步电动机 三、单层一心式绕组 一心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成一心 形态的线圈组组成。 一心式绕组端 部连线极小型三相 异步电动机。 第4章 三相异步电动机 三相 单层 绕组 的优 弱点 元件少□□□□,构造简 单□□□,嵌线便利□□□□□,三相异步电动机的工作原理图 槽内无层间绝缘 利益 单层绕组为 整距绕组 平常使用于10kW以下的 异步电动机定子绕组 电动势和磁动 势波形较差 弱点 铁损和噪 声较大 起动性 能较差 不适宜于大 中型电机 第4章 三相异步电动机 4.2.3 三相双层绕组 双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有用边□□□,线圈的每 一个有用边放正在某一槽的上层□□□□,另一个有用边则安插正在相隔为 y 的另一槽的基层。 双层绕组分双层叠绕组(如图2a=1)和双层波绕组(略)。 第4章 三相异步电动机 双层绕组的特质□□□: 1)线)线圈数组数等于极数□□□□,也等于最大并联歧途数; 3)每相绕组的电动势等于每条歧途的电动势。 可构成较 众的并联 歧途 能够抉择最有利的节 距□□□,使电动势和磁动 优 势波形更亲密正弦波 点 总共线圈的形态 和尺寸相像□□□□□,便 于完成机器化 端部陈设划一 机器强度高 弱点 嵌线 穷苦 用铜 量大 第4章 三相异步电动机 4.3互换电机绕组的感触电动势 4.3.1 线圈的感触电动势及短距系数 一、一根导体的电动势 电动势波形: e ? Blv 电动势频率: f ? pn 60 电动势巨细: Ec1 ? 2.22 fΦ1 随韶华变更的波形 取决于气隙磁密正在 空间的分散波形 二、整距绕组的电动势 每个整距绕组由Nc个相像和线匝构成□□□,每个整距线圈的 电动势: E y1(y?? ) ? Nc Et1 ? 4.44 fNc ?1 第4章 三相异步电动机 三、短距线圈的电动势 每个短距线 ? E y1(y?τ) E y1(y?τ) ? sin( y τ ? 900 ) 称为短距系数□□□: 线圈短距时电动 势比整距时打的 一个扣头. 第4章 三相异步电动机 4.3.2 线圈组的感触电动势及分散系数 一组线圈由q个线圈构成,若q个线圈为会集绕组时,各线圈 电动势巨细相称、相位相像□□□□□,线 ?1 若q个线圈为分散绕组,放正在q个槽内,各线圈电动势巨细相 同,相位相差α电角度,电动势为: Eq1( q?1 ) ? 4.44 fqNck y1kq1 ?1 ? 4.44 fqNckw1 ?1 kq1 = Eq1(q1) Eq1(q=1) = sin qa 2 qsin a 2 称为基波分散系数: 线圈组电动势等于集 中线圈组电动势打的 一个扣头. kw1 = k y1kq1 称为基波绕组 系数。 第4章 三相异步电动机 4.3.3 一相绕组的基波感触电动势 一、一相绕组的基波电动势 一绕组有2a条歧途□□□□□,一条歧途由若干个线圈组途串联构成。 一相绕组的基波电动势为一条歧途的基波电动势 E p1 = 4.44 fNkw1 ?1 对单层绕组□□□: N = pqNc 2a 对双层绕组□□□□□: N = 2 pqNc 2a 第4章 三相异步电动机 二、短距绕组、分散绕组对电动势波形的影响 对V次谐波□□□: pν ? νp τν ? 1τ ν nν ? n αν ? να fν ? pν nν 60 ? νf k y? ? sin(? y 900 ? ) sin q?? kq? ? 2 q sin?? 2 E p? ? 4.44? fNky? kq? ?? 第4章 三相异步电动机 改进电动势波形的技巧: 1.改进主磁极磁场的分散 2.改进互换绕组的组成□□□□,减少谐波电动势 (1)采用短距绕组来减少高次谐波 让k y? ? 0尽或许小. 采 y 用y ?4 5 ? ? ? ? 1 ?时 , k y? ?时,k y5 ? 0, E ? p5 0 ? ,E 0 p? ?0 (2)采用分散绕组来减少高次谐波 让kq? 尽或许小 3.采用Y接线毁灭线电动势中的三及其倍数的奇次谐波 第4章 三相异步电动机 4.4互换电机绕组的磁动势 4.4.1 单相绕组的磁动势 一、整距会集绕组的磁动势 一台南北极气隙平均的互换电机,一个整距 绕组通入互换电流,线圈磁动势正在某倏得的分 布如图,由全电流定律得: ? Hdl ? ?i ? Nci 轻视死心磁阻,磁动势完整降下正在两 个气隙上.每个气隙的磁动势为: fc ? 1 2 Nci ? 1 2 Nc Ic sin?t ? Fcm sin?t 空间分散为矩形波,随韶华按正弦次序变 化.变更频率为电流频率。 空间名望稳固而幅值和宗旨随韶华变更的磁动势称为脉动磁 动势。 第4章 三相异步电动机 矩形波磁动势或许解析为基波和一系列高次谐波: fc ( x,t )? Fc1 sin?t cos ? ? x ? Fc3 sin?t cos 3? ? x ? ...? Fc? sin?t cos?? ? x? ... 基波磁动势为: fc1( x,t ) ? Fc1 sin?t cos ? ? x 基波磁动势最大值为: 42 Fc1 ? ? ? 2 Nc Ic ? 0.9 Nc Ic 整距绕组基波磁动势正在空间按余弦分散□□□□,幅值位于绕组轴线□□□, 空间每一点的磁动势巨细按正弦次序变更——仍旧为脉动磁动势。 第4章 三相异步电动机 二、单相脉动磁动势 1、整距分散绕组的磁动势 每个绕组由q 个线圈串联组成□□□□,顺次正在定子圆周空间错开 槽距角α,绕组的基波磁动势为q个线圈基波磁动势的空间矢量 和□□□□□: Fq1 ? qFc1kq1 2、一组双层短距分散绕组的基波磁动势 双层短距分散绕组的基波磁动势为两个等效绕组基波磁动 势的相量和□□□□□,用短距系数计及绕组短距的影响□□□□: Fp1 ? 2 Fq1k y1 ? 0.9( 2 qNc ) k y1kq1Ic 第4章 三相异步电动机 3、相绕组的磁动势 每个极下的磁动势和磁阻组成一条分支磁途。若电机有p 对磁极□□□,就有p条并联的对称分支磁途□□□,因而一相绕组的基波 磁动势即是该绕组正在一对磁极下线圈所出现的基波磁动势□□□,若 每相电流为Ip: f p1(x, t) ? F p1 sin ?t cos ? ? x ? 0.9 Nk w1 p Ip sin?t cos ? ? x 单相绕组的基波磁动势是正在空间按余弦次序分散□□□□□, 幅值巨细随韶华按正弦次序变更的脉动磁动势。 第4章 三相异步电动机 三、单相脉动磁动势的解析 f p1(x,t) ? Fp1 sin?t cos ? ? x ? 1 2 Fp1 sin(?t ? ? ? x) ? 1 2 Fp1 sin(?t ? ? ? x) = f + p1 (x, t) + f p1 (x, t) 即一个脉动磁动势能够解析成两个幅值巨细相称的磁动势。 先阐述 f ? p1 ( x,t ) ? 1 2 Fp1 sin( ?t ? ? ? x) f ? p1 (x,t) 取幅值点阐述?t ? ? x ? ? ?2 ?t ? 0时, x ? ? ? ? ? ? ; ?t ? ? 时, x ? 2 0; 2 ?t ? 2 ?时 , x ? ? ? ? ; ?? 2 22 x ?? 2 第4章 三相异步电动机 综上阐述 ( 1 )随 着 时 间 推 移f p?1( x ,t )朝x轴 正 方 向 移 动, 故f ? p1 ( x ,t )称 为 正 向 旋 转 磁 动 势。 ( 2 ) f ? p1 ( x , t )的幅值为单相基波磁动势幅值的一半。 (3)线速率为v ? dx ? 2 f? (m / s) dt 盘旋速率n1 ? 2 f? 2 p? ? f (r / s) ? p 60 f p (r / min) f p?1( x,t )的本质与f p?1( x,t )本质根本一律,只是盘旋宗旨是x的负宗旨。 第4章 三相异步电动机 可睹 (1)单相绕组的基波磁动势为脉动,它能够解析为巨细相称、 转速相像而回身相反的两个盘旋磁场。 (2)反之,满意上述本质的两个盘旋磁动势的合成即为脉 动磁动势。 (3)因为正宗旨或反宗旨的盘旋磁动势正在盘旋历程中□□□□□,大 小稳固□□□□,两矢量极点的轨迹为一圆形□□□□□,因而这两个磁动势为 圆形盘旋磁动势。 第4章 三相异步电动机 4.4.2 三相绕组基波合成磁动势——盘旋磁动势 互换电机三相对称绕组, 通入三相对称电流□□□□,磁动势是三相 的合成磁动势。三相异步电动机的工作原理图 取U相绕组轴线名望行动空间坐标原点、以相序的宗旨行动 x的参考宗旨、U相电流为零时行动韶华起始□□□□,则三相基波磁动 势为□□□□: fU1 ? Fp1 sin?t cos ? ? x ? 1 2 Fp1 sin(?t ? ? ? x )? 1 2 Fp1 sin( ?t ?? ? x) fV 1 ? Fp1 sin(?t ? 2? 3 )cos( ? ? x? 2? 3 )? 1 2 Fp1 sin(?t ? ? ? x )? 1 2 F p1 sin( ?t ?? ? x? 4? 3 ) fW 1 ? Fp1 sin(?t ? 2? 3 ? )cos( ? x? 2? 3 )? 1 2 Fp1 sin(?t ? ? ? x )? 1 2 Fp1 sin( ?t ?? ? x? 4? 3 ) 三相的合成磁动势□□□□□: f1(x,t) = 3 2 Fp1 sin( ? t- ? ? x) = F1sin( ? t- ? ? x) 可睹□□□□□:三相投成磁动势也是一个圆形盘旋磁动势。 第4章 三相异步电动机 为了阐述盘旋磁动势的盘旋宗旨□□□□,设三相对称电流按余弦规 律变更□□□□□,U 相电流最大时为计时点□□□,电流取首进尾出为正□□□□,电 流波形和各期间盘旋磁动势的名望如图所示□□□: ? V2 W1? n1 ? U1 ? ? U2 ? W2 V1 第4章 三相异步电动机 用图解法阐述——差异期间三相投成磁动势 合成磁动势的转向是从载有超前电流的相转到载有滞后电 流的相。 第4章 三相异步电动机 三相对称绕组通入三相对称电流□□□,出现的基波合成磁 动势是一个幅值恒定稳固的圆形盘旋磁动势□□□,它有以下主 要本质 (1)幅值是单相脉动磁动势最大幅值的3/2倍。 (2)转向由电流相序定夺,从载有超前电流相转到载有滞后电 流相. (3)转速定夺于电流的频率和电机的磁极对数 60 f n1 ? p (4)当某相电流达最大值时,盘旋磁动势的波幅名望正好转到该 相绕组的轴线名望上 出现圆形盘旋磁动势的前提□□□□:一是三相或众相对称绕组;二 是三相或众相对称电流。两个前提有一个不满意□□□,即出现卵形 盘旋磁动势。 第4章 三相异步电动机 4.5三相异步电动机的空载运转 4.5.1 空载运转时的电磁合连 一、主、漏磁通的分散 为了便于阐述□□□□□,按照磁通途途和本质差异□□□□,异步电动机的 磁通分为主磁通和漏磁通。 主磁串通时交链定、转子绕组□□□□□, 其途途为□□□□□:定子死心→气隙→转子 死心→气隙→定子死心。主磁通起 传达能量的用意。 除了主磁通以外的磁通称为漏 磁通□□□□□,它囊括槽漏磁通、三相异步电动机的工作原理图端漏磁通 和高次谐波磁通。漏磁通只起电抗 压降用意。 第4章 三相异步电动机 二、空载电流和空载磁动势 异步电动机空载运转时的定子电流称为空载电流。 与 产 功 变 生 分 压 量 主I?器 磁0a .一 通?样 ?0,的异无步功电分动量机I?0空r ,另载一电个流I?0是由用两来部供分给组铁成:心损一耗是的用有来 即: I?0 ? I?0r ? I?0a . 因为I0r ?? I0a ,因而I0根本为一无功本质电流,即I0 ? I0r . 三相空载电流I?0出现的盘旋磁动势为空载磁动势F0 ,基波幅值为 F0 ? m1 2 ? 0.9 ? N1kw1 p I0 空载运转时,转子转速很高,亲密同步速,定、 转子之间相对速率几 乎为零□□□□, 于是E? 2 ? 0□□□□, I?2 ? 0□□□□□, F ? 0. 第4章 三相异步电动机 三、电磁合连 U1( 三相系 ) I?0 ( 三 相 系 统) F0 ( 三 相 合 成) ?? 0 E? 1 E? 2 ? 0 ?? 1? I?E0?R1?1 可睹□□□□,异步电动机空载时的电磁合连与变压器卓殊近似。 4.5.2 空载运转时的电压平均方程 一、感触电动势 与变压器一律,主、漏磁通正在定子绕组上感触的电动势 E? 1 ? ? j 4.44 f1 N1kw1 ??0 E? 1σ ? ? jI?0 X1 第4章 三相异步电动机 二、电压平均方程与等效电途 与变压器一律□□□,按照基尔霍夫电压定律□□□□□,可列出空载时 定子每相电压方程式□□□□: U? 1 ? ? E? 1 ? E? 1? ? I?0 R1 ? ? E? 1 ? I?0 R1 ? jI?0 X1 ? ? E? 1 ? Z1I?0 同样也有□□□□: E1 = - I0 (Rm + jX m ) = - I0 Zm 按照上两式□□□,能够作出空载时 等效电途。 第4章 三相异步电动机 假使异步电动机的电磁合连与变压器近似□□□□□,但它们之间仍旧 有分别的□□□□: 1)主磁场本质差异□□□:异步电动机为盘旋磁场□□□,变压器为脉动 磁场. 2 )异步电动机空载时E2 ? 0, I2 ? 0,变压器E2 ? 0, I2 ? 0; 3 )因为存正在气隙,异 的仅为2% ~ 10%. 步 电 动 机I 0%为20% ~ 30%,而 变 压 器 4)因为存正在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大. 5)异步电动机平日采用短距和分散绕组,策画时需探讨绕组 系数,变压器则为整距会集绕组,能够为绕组系数为1. 第4章 三相异步电动机 4.6三相异步电动机的负载运转 4.6.1 负载运转时的电磁合连 U?1 (三相体系) I?1 ( 三 相 系 统) F1 I?2 ( 众 相 系 统) F2 ?? 1? F0 ?? 0 ?? 2? R1 I?1 E? 1? E? 1 E? 2s E? 2? R2 I?2 第4章 三相异步电动机 4.6.2 转子绕组各电磁量 一、转子电动势的频率 感触电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速率, 故转子电动势的频率为: f2 = p(n1 - n) = n1 n1 - n ? n1 pn1 60 = sf1 转子不转时,n ? 0, s ? 1, f2 ? f1 . 理念空载时, n ? n1 , s ? 0, f2 ? 0. 二、转子绕组的感触电动势 转子盘旋时的感触电动势: E2s ? 4.44 f2 N 2kw2?0 转子不转时的感触电动势: E2 ? 4.44 f1 N 2kw2?0 二者合连为: E2s = sE2 第4章 三相异步电动机 三、转子绕组的漏阻抗 电抗与频率正比于,转子盘旋时转子泄电抗: X 2s ? 2 πf 2 L2 转子不转时转子泄电抗: X2 ? 2 πf2L2 二者合连:X2s = sX2 . 转子绕组的漏阻抗: Z2s ? R2 ? jX2s ? R2 ? jsX 2 四、转子绕组的电流 转子绕组为闭合绕组,转子电流为 I?2 ? E? 2s Z2s ? E? 2s R2 ? jX2s ? sE? 2 R2 ? jsX 2 当转速低落时,转差率增大,转子电流也增大. 第4章 三相异步电动机 五、转子绕组的功率因数 cos?2 = R2 = R22 + X 2 2 R2 R22 + (sX)22 转子功率因数与转差率相合,当转差率增大时,转子功率因 数则减小。 六、转子盘旋磁动势 转子绕组流过三相或众相对称电流时出现圆形盘旋磁动势. 1)幅值 F2 ? m2 2 0.9 N 2kw2 p I2 2)转向 转子电流相序与定子盘旋磁动势宗旨相像,转子盘旋磁 动势的宗旨与转子电流相序一律. 转子盘旋磁动势相对定子的速率为 n2 ? n ? (n1 ? n) ? n ? n1 可睹,无论转子转速若何变更,定、转子磁动势老是以同速、 同向正在空间盘旋□□□□,两者正在空间上老是坚持相对静止。 第4章 三相异步电动机 4.6.3 磁动势平均方程 磁动势的平均方程为□□□□: F1 ? F2 ? F0 能够改写为□□□:F1 ? F0 ? ( ? F2 ) ? F0 ? F1L 注解: 定子盘旋磁动势囊括两个分量: 一个是励磁磁动势F0 ,它用来 产 用 生 来 气隙 抵消 磁 转 子 通?磁0 ;动另势一 对个主是磁负通载的分影量响F.1L ,它 用 平 衡 转 子 磁 动 势F2 ,即 写成磁动势幅值公式□□□: m1 2 0.9 N1kw1 p I?1 ? m2 2 0.9 N 2kw 2 p I?2 ? m1 2 0.9 N1kw1 p I?0 双方除以电流变比ki ? m1 N1kw1 m2 N2kw2 有 : I?1 ? I?2 ki ? I?0 第4章 三相异步电动机 4.6.4 电动势平均方程 按照基尔霍夫电压定律可写出定、转子侧电动势平均方程□□□□□: U1 = - E1+ I1R1+ jI1 X1 = - E1+ I1Z1 0 = E2s - I2 R2 - jI2 X 2s = E2s + I2 Z2s 个中 : E1与转子不转时电动势E2之比称为电动势比ke : ke ? E1 E2 ? N1kw1 N 2kw 2 第4章 三相异步电动机 4.7三相异步电动机的等效电途和相量图 4.7.1 折算 一、频率折算 频率折算即是用一个等效的转子电途替代本质盘旋的转子系 统,而等效的转子回途应与定子电途有相像的频率。 正在折算的历程中□□□□,电机的电磁效应稳固□□□,所以有两个前提□□□: 一个是坚持转子磁动势稳固;二是转子回途的功率稳固。 转子回途电流 I2 = E2 s Z2s = E2 s R2 + jX 2s = sE2 R2 + jsX 2 = R2 + E2 jX 2 + 1 s s R2 可 睹,用 一 个 不 转 的 转 子 并 且正在 转 子 回 途 中 串 联 一 个电 阻 1 ? s s R2 , 就 可 以 将 转 子 频 率 折 算为 定 子 频 率,同 时 保 持 转 子 磁 动 势F2 不 变. 第4章 三相异步电动机 本质的盘旋转子轴上有机器损耗和机器功率输出。频率折 算后□□□□,转子静止□□□□□,没有机器损耗和机器功率输出□□□□□,但电途中众 了一个附加电阻 1? s s R2 。按照能量守恒合连□□□□□,该电阻消费的功 率等效机器损耗和机器功率之和——总的机器功率。 从等效电途角度□□□,能够把 1 ? s s R2 作为是异步电动机的” 电阻负载”□□□□,其上的压降能够作为是转子回途的端电压: U? 2 ? E? 2s ? (R2 ? jX 2s ) I?2 ? sE? 2 ? (R2 ? j sX 2 ) I?2 第4章 三相异步电动机 二、绕组折算 绕 组 折 算 就 是 用 一 个 和定 子 绕 组 相 同 的m1、 N 1及k 等 w1 效 转 子 组取。代折m2算、 N的2方及法k w 的本质转子绕 与2 变压器根本 相 同。 I 2? ? I2 ki E2? ? ke E2 ? E1 R2? ? ki ke R2 X 2? ? ki ke X 2 4.7.2 等效电途 一、绕组后的根本方程 U?1 ? ? E? 1 ? I?1R1 ? jI?1 X1 U? 2? ? E? 2? ? I?2? R2? ? jI?2? X 2? I?1 ? I?2? ? I?0 E? 2? ? E? 1 E? 1 ? ?( Rm ? jX m )I?0 U? 2? ? I?2? 1? s s R2? 第4章 三相异步电动机 二、T型等效电途和简化等效电途 由根本方程能够作出等效电途: T型等效电途 简化等效电途 第4章 三相异步电动机 从等效电途阐述可知: 1 )电机不转时,n 短 途 状 态; ? 0,s ? 1,1 ? s s R2 ? 0 , 总 机 械 功 率 为 零,电 机 处 于 2 )理念空载时,n ? 电 机 相 当 于 开 途; n0 ,s ? 0,1? s s R2 ? ?,I2 ? 0 , 总 机 械 功 率 近 似 为 零, 3)三相异步电动机的功率因数万世滞后; 4)附加电阻不行用电感或电容来替代。 5)正在等效电途中负载的变更是用转差率s来显示的 第4章 三相异步电动机 4.7.3 相量图 遵循根本方程和等效电途能够 作出异步电动机的相量图。 从 相 量 图 可 睹,定 子 电 流I?1总 是 滞 后 于 气 电 隙 源 中 电 的 压 主U?磁1。通这和是定、因转为子要的修漏立磁和通维□□□, 持 电 机 需 要 从 电 源 吸 收 必定 的 感 性 无 功 功 率□□□, 所 以 异 步 电 动 机 的 功 率因 数 总 是 滞 后 的。 还可睹看出□□□□□, 当电动机机器负载 弥补时□□□□□, 转速n降低□□□, 转差率s增大□□□, 吸 使I取 ?2?增尤其众□□□□,的I?1电 随 之 功 增 率□□□□□, 加□□□□, 电动机从电源 完成由电能到机 械 的 转 换。 第4章 三相异步电动机 4.8三相异步电动机的功率平均、转矩平均 4.8.1 功率平均和转矩平均 一、功率平均 异步电动机的功率和损耗有□□□□□: 输入功率 定子铜损 定子铁损 电磁功率 转子铜损 机器功率 输出功率 P1 ? m1U1I1 cos?1 pcu1 ? m1 I12 R1 pFe ? m1 I 2 0 Rm Pem ? P1 ? pcu1 ? pFe ? m1 I 2 2 R2 s pcu2 ? m2 I 2 2 R2 ? m1 I 2 2 R2 PMEC ? m2 I 2 2 1 ? s s R2 ? m1 I 2 2 1? s s R2 P2 ? PMEC ? pmec ? pad ? PMEC ? p0 第4章 三相异步电动机 正在等效电途上默示功率和损耗□□□: p c u1 pcu2 R1 X1 R2 X 2 Pem P1 U?1 I?1 I?0 p Fe Rm Xm I?2? PMEC 1? s s R2 第4章 三相异步电动机 两个紧急合连式 pcu2 = s Pem PMEC = 1- s Pem 可睹□□□□□,从气隙传达到转子的电磁功率分为两一面□□□□,一小 一面变为转子铜损耗□□□,绝大一面转移为总机器功率。转差率 越大□□□□,转子铜损耗就越众□□□□□,电机效能越低。于是寻常运转时 电机的转差率均很小。 第4章 三相异步电动机 二、转矩平均 正在式P2 ? PMEC ? p0 的双方同时除以机器角速率? ? 2?n 60 得 P2 ? PMEC ? p0 ? ?? 即 T2 ? Tem ? T0 或 Tem ? T2 ? T0 电磁转矩 Tem ? PMEC ? ? (1? s ) Pem (1? s )?1 ? Pem ?1 电磁转矩从转子方面看□□□□,它等于总机器功率除以转子机 械角速率;从定子方面看□□□□□,它又等于电磁功率除以同步机器 角速率。 第4章 三相异步电动机 4.8.2 三相异步电动机的办事特点 一、转速特点 界说 : 正在U ? U N 和f ? fN时n ? f ( P2 ). 二、转矩特点 办事特点的弧线如 图所示□□□□: 界说 : 正在U ? U N 和f ? fN时T2 ? f ( P2 ). 三、定子电流特点 界说 : 正在U ? U N 和f ? fN时I1 ? f ( P2 ). 四、定子功率因数特点 界说 : 正在U ? U N 和f ? fN时 cos?1 ? f ( P2 ). 五、效能特点 界说 : 正在U ? UN 和f ? fN时? ? f ( P2 ).

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