第五章三相异步电动机的运行原理解析课件

1、第五章 异步电机三相异步电动机的运行原理第一节 三相异步电动机运行时的电磁过程一、异步电动机负载时的物理情况 当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过三相交流电流。若不计谐波和齿槽影响，这个对称三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布、并且以同步转速ns旋转的旋转磁动势F1，由旋转磁动势F1建立旋转的气隙主磁场Bm。 这个旋转磁场切割定子、转子绕组，分别在定子、转子绕组内感应出定子电动势和转子电动势。在转子电动势作用下转子回路中有对称三相电流流过。于是，在气隙磁场和转子电流的相互作用下，产生了电磁转矩，转子就顺着旋转磁场的方向转动。10/14/20221第五章 异步电机三

2、相异步电动机的运行原理第一节 三相异步空载的情况下：nns, I20 当电机带有机械负载后：nns, I2增大。同时I2的存在也就形成了 不论转子是绕线型还是笼型，转子磁动势都是一种旋转磁动势。转子磁动势分析10/14/20222空载的情况下：nns, I20 当电机带有机械负2、F2转速的大小 转子绕组内感应电动势和电流的频率为f2为转差频率转子电流形成的转子磁动势 的旋转方向与 的旋转方向相同，它相对于转子的转速为n，而相对于定子的转速为n+n=ns1、转子磁动势 的旋转方向 转子磁动势 与定子磁动势 的方向一致。10/14/202232、F2转速的大小 转子绕组内感应电动势和电流二、感应

3、电势平衡方程式10/14/20224二、感应电势平衡方程式10/11/20224主磁通 根据磁通通过的路径的不同，将磁通分为两部分：主磁通和漏磁通。由基波旋转磁动势产生的通过气隙并与定子绕组和转子绕组同时交链的磁通称为主磁通。主磁通为每极下的磁通量，用 表示 。主磁通又称为气隙磁通，交流电机就是依靠气隙磁通来实现定、转子之间的能量转换的。10/14/20225主磁通 根据磁通通过的路径的不同，将磁通分为两定子绕组漏磁通10/14/20226定子绕组漏磁通10/11/20226漏电抗10/14/20227漏电抗10/11/20227电势平衡方程式10/14/20228电势平衡方程式10/11/2

4、022810/14/2022910/11/202292、转子绕组的感应电势及电流10/14/2022102、转子绕组的感应电势及电流10/11/202210转子感应电势有效值10/14/202211转子感应电势有效值10/11/202211转子绕组阻抗10/14/202212转子绕组阻抗10/11/202212转子绕组电流10/14/202213转子绕组电流10/11/202213电势方程式异步电动机负载时的基本方程式列出如下旋转时异步电动机的电路10/14/202214电势方程式异步电动机负载时的基本方程式列出如下旋转时异步电动三、磁势平衡方程式1、磁动势平衡10/14/202215三、磁势

5、平衡方程式1、磁动势平衡10/11/20221510/14/20221610/11/20221610/14/20221710/11/202217相量矢量图前面仅仅说明了定转子磁动势之间存在着一种平衡，它们之间的相互关系还需要进一步分析。10/14/202218相量矢量图前面仅仅说明了定转子磁动势之间存在着一种平衡，10/14/20221910/11/20221910/14/20222010/11/20222010/14/20222110/11/202221负载时定子、转子磁势相矢图负载时定子、转子磁动势和电流的相矢图两极异步电动机的定子、转子绕组示意图10/14/202222负载时定子、转子磁

6、势相矢图负载时定子、转子磁动势和电流的相矢第二节、异步电动机的等效电路及向量图一、异步电动机的等效电路10/14/202223第二节、异步电动机的等效电路及向量图一、异步电动机的等效电路1、频率折算频率归算 保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的参数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在这里，就是用一个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。所谓“等效”是指：1）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效应不变。2）等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无功功率、铜耗等）必须和实际转子电路一样。10/14/2022241、频率折算频率归算 保持整个电磁系统的电磁性能不变，把10/

7、14/20222510/11/20222510/14/20222610/11/202226等效图10/14/202227等效图10/11/202227对频率折算的讨论10/14/202228对频率折算的讨论10/11/2022282、绕组折算解决了定转子频率不同而产生的问题，但是还不能将定转子电路连接起来，因为两个电路的电动势还不相等，所以还要进行绕组归算10/14/2022292、绕组折算解决了定转子频率不同而产生的问题，但是还不能将定10/14/20223010/11/202230异步电动机方程式10/14/202231异步电动机方程式10/11/202231T型等效电路10/14/202

8、232T型等效电路10/11/202232简化等效电路10/14/202233简化等效电路10/11/202233二、异步电动机向量图10/14/202234二、异步电动机向量图10/11/202234异步电动机近似等效电路的相量图10/14/202235异步电动机近似等效电路的相量图10/11/202235例5-1一台2对极的三相异步电动机，有关数据如下：定子绕组为三角形接法，试求额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。解10/14/202236例5-1一台2对极的三相异步电动机，有关数据如下：定子绕（1）用T形等效电路计算设 ，定子电流定子线电流有效值10/14

9、/202237（1）用T形等效电路计算设 ，定子电定子功率因数定子输入功率转子电流 和励磁电流效率10/14/202238定子功率因数定子输入功率转子电流 和励磁电流效率（2）用近似等效电路计算负载支路阻抗励磁支路阻抗转子电流（即负载电流）励磁电流10/14/202239（2）用近似等效电路计算负载支路阻抗励磁支路阻抗转子电流（定子电流定子线电流有效值定子功率因数定子输入功率效率10/14/202240定子电流定子线电流有效值定子功率因数定子输入功率效率第三节、三相异步电动机的功率和转矩10/14/202241第三节、三相异步电动机的功率和转矩10/11/202241功率传递10/14/202

10、242功率传递10/11/202242功率传递10/14/202243功率传递10/11/202243功率流程图10/14/202244功率流程图10/11/202244二、转矩平衡方程式10/14/202245二、转矩平衡方程式10/11/202245电磁转矩公式转矩常数例5-2 根据例5-1中的数据，还知道电动机的机械损耗 ，额定负载时的附加损耗 ，试计算各种功率和转矩。解定子和转子的铜耗、及定子铁耗10/14/202246电磁转矩公式转矩常数例5-2 根据例5-1中的同步角速度转子机械角速度总机械功率电磁功率负载制动功率空载制动功率电磁转矩或者10/14/202247同步角速度转子机械角

11、速度总机械功率电磁功率负载制动功率空载制第四节、三相异步电动机的工作特性分析10/14/202248第四节、三相异步电动机的工作特性分析10/11/20224810/14/20224910/11/20224910/14/20225010/11/20225010/14/20225110/11/202251第五节、三相异步电动机参数的测定10/14/202252第五节、三相异步电动机参数的测定10/11/20225210/14/20225310/11/20225310/14/20225410/11/20225410/14/20225510/11/20225510/14/20225610/11/202256第六