异步电机基础知识

一、磁路基础1、电场基础库仑定理->电场强度（E）->电场强度通量（wE）（高斯定理）静电场环路定理：试探电荷在任何静电场中移动时，电场力所做的功只与这试探电荷的大小以及路径的起点和终点的位置有关，而与路径无关。电势差->电压2、磁场基础磁感应强度（B）->磁通（。）、安培环路定理jBdl=%NInjBdl=NInjHdl=NI（磁场强度（H））*03、磁路欧姆定理F=NI=Hl=—l="'"l=史~=@R四日日A其中F为磁动势，R为磁阻，。为磁通量电路欧姆定律：U=IR6、铁心损耗二磁滞损耗+涡流损耗磁滞损耗：反复磁化中所产生的能量损失称为磁滞损耗.（理论和实践证明，磁滞回线所围面积越大，磁滞损耗也越大）涡流损耗：感应电流在铁心内流动产生的损耗。二、感应电机基础1三相异步电机的工作原理配图（P94）同步转速：、=f（r/s）=-p-（说明：f为电流频率，P为极对数）2.2三相异步电机的工作状态配图（P97）转差率：s=——x100%ns三、三相异步电机的结构1定子定子铁芯：定子绕组：2转子绕组转子铁芯：转子绕组：3.3气隙气隙越大，磁阻也越大，产生同样大小的旋转磁场就需要较大的励磁电流，励磁电流是无功电流，该电流增大会使电机的功率因数变坏。四、三相电机绕组基础1基本知识1、电角度：电角度洛x机械角度（电流变化一周，走一对极）2、节距（T）:一个线圈的两个边所跨定子圆周上的距离称为节距3、槽距角（a）：p3、槽距角（a）：px3600槽数）4、每极每相槽数（q）：每一个极下每相绕组所点的槽数。4.2交流绕线的排列和连接1、1、磁力线穿过转子铁心、定子铁心和两个气隙。2、相对于气隙而言，由于铁心磁导率极大，则铁心消耗的磁压降可以忽略不计。(磁路欧姆定理F=NI=Hl=Bl=^-^Al=-=怵)。四日日A3、一组线圈的磁动势f3,t)=旨NyIcos①t。整距集中绕组产生的磁势是一个位置固定，幅值随时间按正弦变化的矩形波脉振磁势。4、在©t=0的时亥hL(x)L(x)=¥NyVxV—22应用傅里叶级数，得F(x)=FcOslyTF3y兀cco-s3xFT5y既sn5其中Fynn一、、，*.兀应用傅里叶级数，得F(x)=FcOslyTF3y兀cco-s3xFT5y既sn5其中Fynn一、、，*.兀N1sin七"兀2y2J所以:f(x,t)=Fcos①t4兀1M1摆.NIcos—x——cos3—x+—cos5—+兀2y"t3T5T)cos①tJ（谐波）整距线圈的线圈组磁动势打折扣k=―上qv-vaqsin-^-（基波）短距线圈的线圈组磁动势打折扣kyi=cos2；（谐波）短距线圈的线圈组磁动势打折扣kyv=cosv2；所以，总的折扣为k广kq1xkyi5、单相基波合成磁动势幅值F=-^-2（2qN）Ik=0.9¥/S兀2yw1P单相谐波合成磁动势幅值F='—互（2qN）Ik=0.91"七ISv兀2ywvvP

1、基波磁动势分析兀〜f=%cos—xcos①t兀f=勺cos(x-120。)cos(ot-120。)兀f=Fcos(—x-240。)cos(ot-240。)C1S—利用三角函数积化和差公式，得基波合成磁动势：fA1+fBfA1+fB1+fC1(兀)3…Nk,(兀)cosot一一x=-x0.9w11xcosot——x1—J2q\—)基波合成磁动势F1不变，为各相脉振磁动势幅值的3/2倍。三相电流中的任一相电流的瞬时值达到最大值时，三相基波合成磁动势的幅值恰好在这一组绕组的绕线上。2、谐波磁动势分析结论：6k+1(k=1,2,3,......)，谐波合成磁动势均为一种旋转磁动势。转速为n^=七/vv=6k-1(k=1,2......)次的旋转方向与基波合成磁动势相反。v=6k+1(k=1,2......)次的旋转方向与基波合成磁动势相同。v=6k-3(k=1,2......)次的旋转方向与基波合成磁动势等于0。线圈的感应电动势兀1、气隙磁密分布B=Bsin—x=Bsin^t2、整距线圈电角度d(wt)内，通过的磁通d©=BLrd(wt)=LrBsinwtd(wt)通过的磁链W=NBLrd(wt)=NLrBsinwtd(wt)故：W=jwt*州dwt=2NBLrcoswt=N©coswt线圈电动势瞬时值e=-%=Nw©sinwt线圈电动势有效值E=-LNw©=4.44fN©2yiiyi3、短距线圈E=Nw©=4.44fN©k其中k=cos—2yiiyiyiyi23、统圈组感应电动势1、E=qEk=4.44fN©kk=4.44fqN©kiqiiyiyiqiiyiwi相绕组感应电动势设：每个相绕组有p个线圈组，并联支路数为a，每个线圈的匝数为\,对于单层绕组来说，则每个相绕组串联匝数为N=pqNy。E=史E=4.44fNk^。4>ia1wi1对于双层绕组来说，则每个相绕组串联匝数为N=2PqNayE=2PE=4.44fNk^4)iaiwii基波电动势有效值为：E=4.44fNk4。iwii谐波电动势有效值为：E^=4.44fNk^^i1、1、2、三相异步电动机运行原理（参看图5-8）电磁关系E]=4.44fNkpE=4.44fNk8=4.44fNk8s2s22w2m12w2mE=4.44fNk81b11w11bE=4.44fNk8=4.44fNk8s2bs22w2m12w22bs基本方程式磁动势平衡方程定子磁势:转子磁势:=FnF]=F+(-F)f=0.9m冬i12P1mNk

—□□_:合成磁势:故：0.9与F=0.92F=0.9飞■八^mNk2―w2IP2Nk■1w1IPm也I+0.心P12令『、=m2N2kw2i2mNk2

11w1里i、=0.9m也iP22Pm0.9mNLi+0.9m2P12电动势平衡方程(参图5-9)U产(-鸟)+(-矿。)+1RE2，=(-财)+1-(R+R)2s2622Q定子电动势：E1=—j4.4fiNIC、转子电动势：E广-j4.44fNK2=—j4.44fNN©12s定子漏电动势：孔=-j4.44fm、转子漏电动势：E*=-j4.44fNK©=-j4.44sfNK©2bs22w22bs12w22bs里i、=0.9m也iP22Pm电动势平衡方程：U=(-E)+(-E)+1R=-1(R+jX)+jIX+1R=-1Z+1Z111b11mmm111mm11E=(-E)+1(R+R)=jI2兀fL+1(R+R)=jI2兀sfL+1(R+R)=jIXs+I(R+R)2s2bs22Q222b22Q212b22Q22s22QZm表示铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻抗。定子绕组漏磁通磁路特性的一个参数，称为定子漏电抗Xm对应于气隙主磁通的电抗，称为励磁电抗。Rm反应铁耗的励磁电阻X1表示定子绕组漏磁通磁路特性的一个参数，称为定子漏电抗X表示转子绕组漏磁通磁路特性的一个参数，称为定子转电抗2s电磁效应不变，因为转子对定子电路的电磁效应集中表现于转子磁动势F2,所以必须保持F不变。等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无功功率、铜耗等）必须和实际转子相同。电动势方程。E2s顼2X2"r2(R+R)1、频率归算，参图5-9,^2s顼2X2"+2(R2+R)=E2SESEEr2-Tj->r2-R^->r——1-s)—v22~s2+jX2R+——s~~+JX22、绕组归算，参图5-10保持磁动势不变0.9=0.9m里2P