第19章三相电动机的运行原理

主磁通和漏三相异步电动机3三相异步电动机转子旋转时的电磁关系 第十九章基本要掌握三掌握三掌握三作业:P368习题19-1，19-3，19-14，19-19-1主磁定义：由基波旋转磁势产生隙，并与定子绕组和转子的基波磁作用：机电能量转换主磁路：气隙、定子齿、定子轭、转子齿、转子轭

N1 n101ZB2Z2 X X C 气隙每极基波磁通量用m表示

0S漏磁定子漏磁通定义：定子 生的仅与定子绕组交链而不与转子绕交链的磁·分类：定子槽漏磁通、定子端部漏磁通、定子谐波磁作用：在定子绕组中感应出频率为f1的电动势，起漏抗降的作用基波磁通在转子绕组中感应的电动势的频率(转子转速为 p(n1 谐波磁通在转子绕组中感应的电动势fv2

p(n1 转子漏磁通·定义：转子电 ·作用：在转子绕组中感应出电动势，起漏抗压降的作·分类：转子槽漏磁通、转子端部漏磁通、转子谐波磁通·转子堵转：三相异步电动机定子接三相电源，转子绕组短各电磁感应电磁动势平电压方程转子位置转子绕基本方程各电磁量1E「11各电磁量正方1E「11B1ZnB1Zn12ZB0X1XCA222C10Z11CX BCX BC22ZBX感应电动mm0·1随时间按正弦规律变化，可以用时间1相量表示，与定子A相绕组通为·m·定子一相感应电··转子一相感应电·2j4.44f1N2kdp2·m定子绕组电动势

可以表示成 .100 m0..0.

I. I. 1 1式中Zm－励磁阻抗，表征铁心磁化特性和的综合参Xm－励磁电抗，表征铁心磁化特性的等效参数定、转子一相感应电动势的有效值分E14.44f1N1kdp1 E24.44f1N2kdp2m·电压变定、转子一相电动势有效值之比称为电压变比，用ke表示eke

N2kdpE1E2keE2，E1I.I·定子一相漏电 .s1j4.44f1N1kdp1.

..1定子漏电势可以用负的漏抗压将表示，.

j. X11L12f1 式中，L1为定子每相绕组的漏X1为定子每相绕组的I2. I2·转子一相漏

.

.s.s2j4.44f2N2kdp2.s2j4.44f1N2kdp2.s转子漏电势可以用负的漏抗压将表示，.s

j.2XX22L22f2L式中，L2为转子每相绕组的漏X2为转子每相绕组的

2f1LZnZnXX1n10A2Y201B0A1C1定子磁动1的三相对称电压时，三相对称定子绕·组联合产生定子基波旋转磁动势F1性质：

A230.

p1I幅值

n1

60p

C转向

1

BZBZn0X1Xn10A2Y2Y1A1C012 22

·2性质：圆形旋转磁幅值

m20

92 p

A

n1n转速：n2

60f2p

60p

转向

B2 2

CBB歹结论：势极对磁动旋转转子基波旋转磁动势和定子基波数相同、转速相同、转向一致，两者在空间相励磁磁"0

""1或101"01

2("20假定励磁磁动势0

是由定子电流的分量

流过定子00绕组建立00

称为励F

N1kdp1 电压方程转子堵转时异步电动机的电I1定子：U. I1

.1

I I.s1 ..

.s 1.1. 1 22.sB1U1E122.sB1.

jI. .

.

.

C .1. Z11.1.1. I.2R2.s C1.s

j.2I.

2222.sBC C2式中Z2R2jX2为转子一相绕组的·转子相2222

.

.

R2XR2X22 R

arctanX

为转子绕组回路的功率因数R2R2n11.122 f2m2、N2、kdp定、转子电转子位置·

·

的空间电90

1

2 2与定、转子A相绕组轴线之间相距的空间电角度0无关，即与转子所处位置无转子位置角的折合：为方便

I0 I022· ·

·0（未折合时 2102E·2··

·1同相位·同相

· 转子堵转时的时空相-矢量（转子位置角折合后·2转子绕组 kdp2）折合的原则：折合前后转子的电磁效电流的2由于折合前后转子磁动势"保持不变，所以2m2

N2kdp2

22

m2N2kdp 122 22

为异步电动机的电流mNmN dp.1. .m1

N1kdp1

N2kdp2

N1kdp1

m1

N1kdp1

I

m1

N1kdp1 磁动势平衡方程式的电流表.I. 电动势的由于折合前后磁通不变，所22

" j4.44f1N2kdp2

eN2kdpe22

"

式中，

1为异步电动机的电压1NN dp阻抗的由于折合前后转子的铜耗及无功功率mI2RmI2 mI2

mmN R

2 dp1

kk mI mN

1 dp2mI2XmI2 X2kekiX转子漏阻Z2R2jX2kekiR2jkekiXkeki(转子功率

jX2)kekiZarctanXarctanX 2R2 2R2 222转子绕组折合后转子回路的电压方 222

Z

(R

jX基本方程"

(R

jX "" "( 21"21

(R

"I" 等效电

001Rm2 1jI. jI. 11 02.1..1E.j4.44fN 1 2.1

I. I.

I1IjXm II(I 1.1E.1.(R1jX11定、转子磁动势转子绕组频率基本方等效电相量简化等效定、转子频率又为转差转子转子电动势和电流的频率（转子频率）2 p(n1n)n1n2

sf 1转子电1E2s4.44f2N2kdp2m4.44sf1N2kdp2msE2E24.44f1N2kdp2m式中，E2为转子不转，主磁通仍为·m时的1111 L2f 2sf

C C22sB式中，X2为转子不转时的漏电C「R s

「「( s s

2 2 21 1 1"

(R

jXn11"21m2、N2、kdpf2转子旋转时的定、转2定、转子2转子磁性质：圆形旋转磁

E2 I2 幅值Fm20.9N2kdp2 转子旋转磁动势F2相对于转子的转 60f2

假定定子磁动势F1的转向A1B1则转子磁动势·2相对于转子的A2B2C2转子磁动势·2相对于定子的A1B1转子磁动势·2相对于定子的转速为

A2

Cnnsnn

转子 定 n n2结论：励磁磁动

.

.1 .I1 I1

.1

I I.s1 ..2【例19-1

.s I.2sR转子绕组

.2

s.

. R2jX

R2jsX

R2 频率为 频率为2s .22sR2jX

s.R2jsX

I.

.2R2jX 2转子回2

X

arctansX

arctanXR2s2，漏电抗为转子不转时的漏电抗 ，转子回路电阻为R2 2I.2

.R2jX

.R2jX2

1sR jXjXn11221f2m2、N2、kdp 转子绕组频率折合后jXnjXn11221f2m2、N2、kdp附加

1sRs

的功率损耗：m

21s 附加电阻1s

的物理意义：模拟三相异步电机总功率的等基本方程在转子频率折合的基础上，进一步对转子绕组I.1

E.k

k kiR2keki X2kekiX转子频率和转子绕组折合后转子回路的电压方.

三相异步电动机转子频率和转子绕组折合后的基本方"

(R

jX1""

"(R

1"1

22

jX "I" 2I.2

2RjX2

2RjX1s2 jXjXn11.12f2R 转子频率和转子绕组等效三相异步电动机的T型等效电 jXIRIR

械功率的虚拟电2.2

.

m 1sm .1E.I.(RjX

.I.

.

I.

.

R jX0101Rm21.21s222·电动机状态0s

m1I

1s

输出机械功·发电机状

s

mI

1 2s 2

吸收机械 ·电磁制动状态：s mI

1s

吸收机械n

s

1sR1功率因数很低（滞后

I.；.

转子回路相当于

R jX0101Rm21.21s222sN0.02~

20~

转子侧基本呈电阻定子功率因数cos1较cos10.8~0.850101Rm21.21s.

转子功率因数cos22R jX2223)

起动电流很功率因数较

1sR

转子回路相当于 ZZ E1 起动时的主磁通仅为空载2 2

R jX001Rm21.21s22相量.mm0

jI. 21 21 .j4.44fN

1

.1.

2jX 1.

.0 I.0(Rm

jXm

I0I.

.0

I.2 s

U1E1I1

jX1

2

.

.

jX

1s1R11R120Rm折合的原则：折合前后转子的电磁效折合的条件：＠折合前后转子磁动势·2不变；＠折合转子侧的各种功率和通过对转子绕组频率进行折合，以转差率s旋转的转用一静止的等效转子来代替，该等效静止转子的电势为转子不转时的电动势·2X22。skdp2）1

E.k

k kiR2keki X2kekiXZ2kekiZ三相三相异步电动机的T型等效jX模拟异步电机总械功率的等效01Rm2.1.2jX1s2三相异步

jX.1

1s1R11R120课后复习重三相异步电机的磁动势、电动势平衡关三相异步三相异步作业:P368习题19-1，19-3，19-14，19-]730r／min，试求转子电转子磁动转子磁动势在空间的转速解：（1）额N n1N

750730转子电流f2sNf10.026750转子磁n2

60p

601.33520(r/min)转子磁n2n20730750(r/[例19- 一台三相四极笼形异步电动机，U1N=380V，nN=1452r/min，f1N=50Hz，D联接，试求：额定负载时的定