第三章 单相异步电动机运行分析

1、1第三章 单相异步电动机运行分析 两相异步电机动机的运行分析 两相异步电动机的对称运行 定子上具有两相对称绕组的单相异步电动机，在通入两相对称电流后，在电机气隙中能产生一个圆形旋转磁场，和具有三相对称绕组的三相异步电动机、通入三相对称电流，在电机气隙中能产生一个圆形旋转磁场一样。由于单相异步电动机为对称运行，我们可以取一相来分析。电势平衡关系 当单相异步电动机运行时，旋转磁场穿过气隙的主磁通以同步转速旋转，它的感应电势的有效值为11 112.22dPEfZK2 其中 为定子一相绕组总串联导线数。 式中， 为定子一相漏阻抗。 主磁通产生的旋转磁场的频率为 转子绕组的感应电势为 转子回路的电势平衡

2、方程式为 定、转子相电势之比为 转子电流为1Z11111()UEI Rjx111211()120120p nnpnnnfsfn222212222.222.22SdPdPEf Z Ksf Z KsE22220()SSEIRjx111222dPedPZ KEkEZ K2222222SSSEsEIRjxRjx11Rjx3磁势平衡关系 转子旋转磁势相对于转子的转速为 相对于定子的转速为 将转子磁势和定子磁势合成起来得 于是有 式中， 为电流变比21211120120fsfnsnnnpp2211()nnnnnnn012FFF1122111211200.90.90.9222dPdPdPZ KZ KZ Km

3、mmIIIppp210iIIIk222120111dPdPm Z KIIImZ K111222dPidPm Z Kkm Z K4转子频率和绕组的折算n用静止的转子代替实际旋转的转子频率折算 单相异步电动机的转子电流为 如下图所示n用一个和定子绕组相同参数的绕组来代替实际转子绕组绕组折算2222222sEEIRRjsxjxs5 由转子产生的磁势不变可得 由磁势不变，可得主磁通不变，于是可得 折算后 同样可以分析阻抗的折算，有 即 112212220.90.922dPdPZ KZ KmmIIpp22iIIk120III21222.22dPEf Z K2111212.22dPeEf Z Kk EE2

4、2122222m IRm I R22122222m Ixm I x22ZRk R22Zxk x6基本方程式和等效电路 经过频率折算和绕组折算以后，可得到单相异步电动机一相的基本方程式为 最后一个公式是把定子感应电势看成为激磁阻抗上的压降。其等效电路如图所示11111()UEI Rjx2222()REIjxs12EE120III10()EI Rjx7两相异步电动机的非对称运行 一般电容运转异步电动机，主副绕组空间上相差90电角度，但匝数不等。同时，副绕组串有电容，这使得主副绕组磁势不对称，产生椭圆形旋转合成磁势，可分解为大小不等的一个正序和一个负序圆形旋转磁势来分析。副绕组的绕组折算 用一个和主

5、绕组同匝数和绕组系数的新绕组来代替原副绕组，折算后，两相绕组对称，当流过两相对称电流时，便产生圆形旋转磁场。 主副绕组匝数比为 amdpmaadpaI Z KI Z KadpaaaamdpmZ KIIa IZ KadpamdpmZ KaZ K8对称分量法 将一相不对称的两相电流分解为两相对称电流：正序和负序，其示意图如下所示等效电路 忽略铁耗电阻，主相和副相的正序和负序等效电路如下所示11amIjI22amIjI 12aaaIII12mmmIII12()ammIj II11()2mmaIIjI21()2mmaIIjI9（如下图所示）10主、副绕组间的参数折算 其中， 为电容器阻抗。等效电路简化

6、 用一个等效的串联电路来代替转子支路的阻抗与激磁支路的电抗的并联电路，如下所示2amxa x222amRa R222amxa x2acmZZa Z2acmZZa Z211amxa x211amRa RcccZRjx11（如下图所示）12 其中1221 ()fM SRM S232422()1()fMMSMxMS2ammxxxmaaxKx21212amMK R22maRMx312aaMK x4212amMK x12mmfRRR12mmfxxxmmmZRjx122(2)1 (2)bMSRMS232422(2)1 (2)bM MSMxMS12mmbRRR12mmbxxxmmmZRjx212aacfRRRa R21(2 )amfcxa xxxaaaZRjx21(2 )ambcxa xxx212aacbRRRa RaaaZRjx13 单相异步电动机的运行分析 单相电阻起动和电容起动异步电动机，启动后仅主绕组工作。 由 可得 其主绕组单独工作时的等效电路如右所示12aaaIII0aI12aaII12mmII11mmmUI Z22mmmUI Z112mmUUU112mmmmUI