异步电机的等效电路-文档资料

1、120-1 0-1 概述概述 要求：掌握异步电机稳态分析的基本方要求：掌握异步电机稳态分析的基本方 法法-等效电路法等效电路法要设法找出与变压器相似的等效电路。本章要要设法找出与变压器相似的等效电路。本章要求掌握等效电路方面的要点：求掌握等效电路方面的要点：1）如何得到等效电路？掌握绕组归算、转子）如何得到等效电路？掌握绕组归算、转子位置归算与频率归算等；位置归算与频率归算等；2）等效电路各元件各代表什么？等效哪些实）等效电路各元件各代表什么？等效哪些实际的物理量？际的物理量？3为了得到等效电路的过程，主要解决以下二个问题：为了得到等效电路的过程，主要解决以下二个问题：1 1）设法用静止转子等

2、效旋转的转子，以便借用变压器）设法用静止转子等效旋转的转子，以便借用变压器的分析方法；的分析方法；2 2）将转子绕组折算成和定子绕组一样）将转子绕组折算成和定子绕组一样 仿照变压器的思路得到等效电路仿照变压器的思路得到等效电路 4基本思路基本思路 首先分析仅仅定子有电流而转子没有电流首先分析仅仅定子有电流而转子没有电流的情况的情况转子绕组开路，转子只有感应电动转子绕组开路，转子只有感应电动势，但无电流；势，但无电流； 然后分析，转子绕组短路，但转子堵转的然后分析，转子绕组短路，但转子堵转的情况；情况； 最后分析转子旋转的情况最后分析转子旋转的情况采用等效静采用等效静止转子代替实际旋转转子。止转

3、子代替实际旋转转子。5规定定、转子各相电气物理量的正方向；规定定、转子各相电气物理量的正方向； 规定磁动势、磁通的正方向；规定磁动势、磁通的正方向；6 1 1）定、转子绕组电流、电动势及端电压的正）定、转子绕组电流、电动势及端电压的正方向；方向； 2 2）磁动势、磁通密度从定子内圆出来进入气）磁动势、磁通密度从定子内圆出来进入气隙隙为正为正（定子铁心内圆表面（定子铁心内圆表面N N极为正）。极为正）。7891U0F0IB1sm1211101sUEEI R 20U1sE1E2E10110I0Fm12 1101110101101 sUEI REEI RjI XEI Z 111ZRjX1311010

4、01101()() ()mmmUEI ZIRjXIRjXIZZ 202UE0I1EmZ100()mmmEIRjXI ZmmmZRjX141A12,jj2A0000F0I0rI0aI12B1E2E1U0I1E1R1jXmRmjX151A12,jj2A000F0I12B1E2E0161U0I1E1R1jXmRmjX172I2F1U1F1I()B1sm1211111sUEEI R 1sE1E2E2s0F2sE2222sEEI R18分析前提： 把异步电机的磁通分成主磁通和漏磁通，并把谐波磁通归并到漏磁通l假设：气隙中只有基波磁通，定、转子绕组上只感应有基波电势l漏磁感应电势用漏抗压降表示19正方向按

5、变压器惯例2222111110jxrIEjxrIEU20l以下标l和2区别定子和转子电路的各物理量，各种数量均取每相相值各种数量均取每相相值。l从电路分析角度来看，转子不动时的异步电机的电路方程与次级侧短路时的变压器的电路方程相似2222111110jxrIEjxrIEU21l转子绕组是一对称多相绕组，与定子绕组有相同极数。l绕线式转子有明显的相数和极对数，设计转子绕组时，必须使转子极数等于定子极数。否则，没有平均电磁转矩。22l鼠笼转子的转子有鼠笼加端环组成。所有导条在两头被端环短路，整个结构是对称的，实质上是一个对称的多相绕组。鼠笼转子的极数恒等于定子绕组的极数鼠笼转子的极数恒等于定子绕组

6、的极数2311111*9 . 0*2IpkNmFw22222*9 . 0*2IpkNmFwmwmIpkNmF111*9 . 0*224mwwwIpkNmIpkNmIpkNm11122221111*9 . 0*2*9 . 0*2*9 . 0*2mFFF21mIII212211122221IkIKNmKNmIiNN222111NNiKNmKNmk 25l定子电流应包含两个分量l由定子电流所产生的磁势也包含两个分量l第一项用以产生基波磁通；第二项为负载分量，用以抵消转子磁势去磁作用，它与转子磁势大小相等方向相反LmIII11LmFFF1126l转子绕组的归算把实际相数为m2、绕组匝数为N2、绕组系数

7、为kN2的转子绕组，归算成与定子绕组有相同相数、相同匝数和相同绕组系数的转子绕组。l在进行归算时，有电压变比、电流变比和阻抗变比。2728(一)电流的归算l根据归算前后转子磁势应保持不变为条件(二)电势的归算l根据归算前后转子视在功率保持不变为条件22222111*9 . 0*2*9 . 0*2IpkNmIpkNmww222221IEmIEm29(三)阻抗的归算l根据归算前后转子上的铜耗保持不变为条件l根据归算前后转子功率因数保持不变为条件22222221rImrIm22222rxrxtg30变比压电电流变比eewwiwwkEkEkNkNEkIIkNmkNmI22221122211122222

8、2eiRk k R22eiXk k X3111111()UEI RjX 10()mmEIRjX 12EE2222()EIRjX120III1R1jX2R2jXmRmjX12EE2A1A12, jj1UB12EE2I2F20I1I1E1.1F2I.2F0F22I R22jI X11I R11jI X11I0I1U2I3211111()UEIRjX 10()mmEIRjX 12EE2222()EIRjX120III331R1jX2R2jXmRmjX12EE1I0I1U2I342A1A2j1UB12EE2I2F20I1I1E1.1F2I.2F0F22I R22jI X11I R11jI X11j35

9、lrm铁耗等效电阻lxm定子每相绕组与主磁通对应的电抗，随的、铁芯的饱和不同而变化。异步电机中，磁通由三相联合产生；变压器中，磁通由一相绕组产生l 定子漏抗，由定子三相电流联合产生的漏磁通，在定子每一相上引起的电抗。1x361nn2I2F1I1F1n2I1F2F2F1F2F2F1n2F372f11nnnsn1216060p snp nfsfs150f 21 2.5f382F2F221160/nfpsnnn2F2F2nn21nnn1F2F1nmFFF2139 21fsf22sRR22212222sssXf Lsf LsX2221222244. 444. 4sEkNsfkNfEmwmws40ssj

10、xrIE2222011111jxrIEU电压平衡式41l频率归算用一等效的转子电路替代实际转动的转子电路，使与定子电路有相同频率。（转子静止转子静止）l保持频率归算后的转子电流的大小和相位不保持频率归算后的转子电流的大小和相位不变变，可保持磁势平衡不变，保持定子电流的大小和相位不变保持了损耗和功率不变。422222222jsxrEsjxrEIss432222222jsxrEsjxrEIss22222222)1(jxssrrEjxsrEI4422222222)1(jxssrrEjxsrEI折算为定子频率的转子电势451R1jX2R2jXmRmjX12EE1I0I1U2I21sRs461R1jX2

11、R2jXmRmjX1U1I21sRs1R1jX0I2I101mUIZZ221IIc111mZcZ 4711111()UEIRjX 10()mmEIRjX 12EE120III2222()REIjXs481UB12EE2I20I1I1E12I22RIs22jI X11I R11jI X14921sRs210sRs1s 210sRs1s 21221sm IRs21221msPm IRs501s 1nn0s 21sRs 210sRs51sns21sRs2I1ImP521I1U0I1cos53各参数的物理意义各参数的物理意义：定子绕组的电阻r1、漏抗x1转子绕组归算后归算后的电阻r2、漏抗x2定子铁耗

12、的等效电阻对应主磁通的励磁电抗等效机械负载的附加电阻54基本参数：r1,x1,r2,x2,rm,xm运行参数：s转差率55l试验条件额定电源频率f1转子空载，相当于等效电路转子侧开路额定电压UNl测量激磁电流(exciting current) i0空载损耗(no-load losses) p0l计算激磁参数rm、xm铁耗pFe和机械耗pmec56l分析12101210222rmIPpppprmIPrImmecFemecFe忽略空载转子绕组损耗空载时转子电流很小，mecmecpUlossrotationalp，则只有延长空载损耗线至分离机械损耗00120221020101IUrIUxxxImprmFem57l试验条件额定电源频率f1转子堵转，相当于等效电路转子侧短路