同步电机课件：第十三章感应电机运行原理与特性（1）

1、运行原理运行原理1第13章 三相感应电动机的运行原理与特性第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性2第第1313章章 三相感应电动机的三相感应电动机的运行原理与特性运行原理与特性 三相感应电动机的电磁关系（静止、旋转） 矢量图、等值电路 笼型转子特点 参数测试第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性3第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性4与变压器对比：与变压器对比：结构：结构：感应电机：分布绕组，有气隙感应电机：分布绕组，有气隙变压器：集中绕组，无气隙变压器：集中绕组，无气隙磁场：磁场：感应电机：空间

2、感应电机：空间正弦分布正弦分布、圆形、圆形旋转磁势旋转磁势变压器：变压器：脉振磁势脉振磁势磁通磁通：正弦交变（：正弦交变（相同相同）定子定子m1m1相，转子相，转子m2m2相相基波圆形旋转磁场基波圆形旋转磁场分析思路？先静止分析思路？先静止、后旋转、后旋转主磁场匝链两套绕组主磁场匝链两套绕组第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性5.1转子静止绕组开路转子静止绕组开路规定正方向规定正方向一、转子静止绕组开路电磁分析一、转子静止绕组开路电磁分析mBFI00磁滞损耗磁滞损耗引起引起最大最大电流电流13-1 感应电机运行原理感应电机运行原理第第131

3、3章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性6二、二、 转子绕组开路时的电压平衡关系转子绕组开路时的电压平衡关系mWkWfj 11144. 4mWkWfj 22144. 4011030.92WI W kFp)(11011 jxrIEU )(001mmmjxrIzIE 221121WWekWkWEEk221eEk EE 101EjI x 202UE 空载电流空载电流I0是额定是额定电流的电流的3050%电势电势变比变比第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性7三、转子静止绕组开三、转子静止绕组开路时的时空矢量图路时的时空矢量图)(11011 jxrI

4、EU 对比！对比！第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性8一一. .磁势平衡式磁势平衡式？13.1.2、转子静止绕组闭路、转子静止绕组闭路 人为堵住转子人为堵住转子使之静止不转使之静止不转 s=1，起动瞬间，起动瞬间1 1、电磁过程、电磁过程第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性9F F2 2相对于转子的转速：相对于转子的转速：222/60pfn 必定：必定：21ppp转子静止时：转子静止时：11260/fpnf转子磁势的转速：转子磁势的转速：12nn 转子磁势的转向：与转子磁势的转向：与定子磁势的转向相同定子磁势的转向相同 两个

5、磁势波在空间相两个磁势波在空间相对静止！对静止！磁势平衡式磁势平衡式定子磁势：定子磁势：转子磁势：转子磁势：2F1F第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性10转子绕组电路的阻抗角转子绕组电路的阻抗角2 22F落后落后290,B 因为开路和闭路条件下的电因为开路和闭路条件下的电势势E E1 1、主磁通、主磁通 m m基本不变基本不变,F,F0 0基本基本不变！不变！021FFF结论与转子结论与转子位置无关！位置无关！102()FFF 2F与与 相对静止相对静止B磁势平衡式磁势平衡式2F与与 相对静止相对静止! !1F第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应

6、电动机的运行原理与特性112 2、电流平衡式：、电流平衡式：pkWImpkWImpkWImWWW1101222211119.029.029.02021/IkIIi电流变比：222111/WWikWmkWmk3 3、时间空间矢量图、时间空间矢量图021FFFax轴线与轴线与AX轴线重合轴线重合，I2与与F2重合重合第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性12二、转子各量折合到定子边二、转子各量折合到定子边目的目的：把定子边和转子边的电路合并到一起。：把定子边和转子边的电路合并到一起。方法方法：把转子边折合到定子边：用一个假想的新的：把转子边折合到定子边：用一个假想的

7、新的虚拟转子代替原来的旧转子。虚拟转子代替原来的旧转子。虚拟转子的每相绕组的有效串联匝数由原来的虚拟转子的每相绕组的有效串联匝数由原来的W2kW2匝折合为匝折合为W1kW1匝匝,相数由原来的相数由原来的m2折合为折合为m1。原则原则：折合前后磁势不变、复功率不变：折合前后磁势不变、复功率不变第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性131)、电势的折合：、电势的折合：22EkEe2)、电流的折合：、电流的折合：pkWImpkWImWW112122229.029.02ikII/22复功率：复功率：222221*221/IEmkIEkmIEmie3)3)、阻抗的折合：、

8、阻抗的折合：转子电阻转子电阻: :22222221rImrIm22rkkrie转子漏抗转子漏抗: :22xkkxie转子外接电阻转子外接电阻: :RkkRie 磁势磁势不变！不变！ 实部、虚实部、虚部不变！部不变！第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性14转子外接电阻两端电压转子外接电阻两端电压: :222UkRIUe平衡式：平衡式：)(11111jxrIEU222222xIjrIEU021III笼型U2=0!第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性15三、矢量图和三、矢量图和T T形等值电路形等值电路)(0021mmmjxrIZI

9、EE矢量图矢量图: :T T形等值电路形等值电路: :第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性16四、感应调压器原理四、感应调压器原理)(212EEU第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性1713.1.3 转子转动时的分析转子转动时的分析？第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性1813.1.3 转子转动时的分析转子转动时的分析第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性19021FFFs1111126060)(sfpnnnnnnpfs sF2 转向、转速转向、转速 B B相对

10、转子的转向：相对转子的转向：12260snpfnss 转子电势频率：转子电势频率：转速：转速：同同 n1相对静止相对静止sFF21、旋转时旋转时转速：转速：n1 nsF2 相对转子转向：相对转子转向： 同同 n1112nnsnnns转速：转速：sF2 相对定子转向：相对定子转向： 同同 n1sFFF201一、转子转动时磁势平衡关系一、转子转动时磁势平衡关系第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性20静止静止转动转动频率电势漏抗电流2 2电阻二、转子转动时各量分析2222244. 4sEkWfEmWss 12sffs mWkWfE 221244. 41f222222

11、 xrEI 22222 sxLfxss 22222222222)( sxrsExrEIsss 2122 Lfx 221rsxtg 221rxtg 2r2r第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性21静止静止转动转动频率电势漏抗电流2 2电阻三、转子频率变换2222244. 4sEkWfEmWss 12sffs mWkWfE 221244. 41fmWkWfE 221244. 41f222222 xrEI 22222 sxLfxss 22222222222)( sxrsExrEIsss 2122 Lfx 2122 Lfx 222222)( xsrEI 221rsxt

12、g 221rxtg srxtg221 2r2r2221rssrsr 保保持持不不变变原原则则：变变换换前前后后2F电流不变电流不变2 2不变不变(转动转动)静止静止机械功机械功率等效率等效电阻！电阻！第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性22四、折合后的感应电动机分析四、折合后的感应电动机分析频率电势漏抗电流2 2电阻mWkWfE 221244. 41f2122 Lfx 222222)( xsrEI srxtg221 2221rssrsr 频率折合频率折合: : 转动转动转子变为静止转子变为静止转子转子绕组折合绕组折合: : 转子绕组折合到定转子绕组折合到定子绕

13、组子绕组22EkEeikII/2222rkkrie22xkkxiesrr22第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性23四、折合后的感应电动机分析四、折合后的感应电动机分析频率电势漏抗电流2 2电阻mWkWfE111244. 41f2x222222)(xsrEIsrxtg2212221rssrsr)(11111 jxrIEU 2222221)(rssIx jrIE )(0021mmmjxrIZIEE021FFF )(021 III频率折合频率折合: : 转动转动转子变为静止转子变为静止转子转子绕组折合绕组折合: : 转子绕组折合到定转子绕组折合到定子绕组子绕组折合

14、后的平衡关系折合后的平衡关系: :第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性24等值电路等值电路:矢量图矢量图: :第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性2513.1.4 笼型转子的特点笼型转子的特点第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性26一、笼型转子的相数和极对数一、笼型转子的相数和极对数1、一根导条为一相、一根导条为一相相数为相数为: m2=Z2每相串联匝数每相串联匝数: W2=1/2绕组因数绕组因数: kW2=12、极对数、极对数:pp213.1.4 笼型转子的特点笼型转子的特点第第1313章章

15、 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性27二、笼型绕组的电阻和漏抗二、笼型绕组的电阻和漏抗1、每相电阻和漏抗、每相电阻和漏抗:r2、x 22、每相电阻和漏抗的折合值：、每相电阻和漏抗的折合值： r2=kekir2，x 2 =kekix 2 3、折合系数：、折合系数：221112221121)(4)(ZkWmkWkWmmkkWWWee第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性2813.1.5 感应电动机的参数测定感应电动机的参数测定一、空载试验：一、空载试验：mFepprImP12010铁损耗铁损耗pFe近似与近似与U02成正比成正比机械损耗机械损耗pm近似不变近似不变000IUz 20100ImpPmr20200rzx201ImpmFer 第第1313章章 感应电动机的运行原理与特性感应电动机的运行原理与特性29二、短路试验：二、短路试验：KKIUKz21 KKImPKr 22KKKrzx12rrrK2