电气工程概论第二章-交流电机PPT课件

.,1,第四节电机学（交流部分）,.,2,三、异步电机,交流电机是目前生产、生活中使用最广泛的电机，可分为异步电机和同步电机。异步电机转子转速和同步转速之间总存在一定差异。其转子和定子之间没有电的直接联系，又称为感应电动机。优点：结构简单，价格低廉，运行可靠，效率较高，维修方便等优点。缺点：不能低成本的在较广泛的范围内实现平滑调速，必须从电网中吸收滞后电流，导致电网的功率因数降低。此外普通鼠笼式异步电动机的启动特性较差。,.,3,(一)异步电机的结构1定子：定子铁芯由硅钢片冲片叠成，冲片内圆上的槽用来嵌放定子绕组。2转子：主要由转子铁芯、转子绕组和转轴三者构成。转子绕组分为绕线型和鼠笼型两类。,异步电机结构,.,4,(二)异步电动机的工作原理1旋转磁极对导体的作用2三相绕组的旋转磁场,.,5,(二)异步电动机的工作原理2三相绕组的旋转磁场,.,6,两极三相电机定子磁场规律：（1）电流变化一周，磁场在空间上旋转360度。（2）合成磁动势旋转方向与绕组A、B、C在空间的布置顺序相同。（3）某相电流达最大值时，合成磁动势轴线与该相绕组轴线重合。（4）合成磁动势的幅值为每相脉振磁动势振幅的1.5倍。,.,7,3异步电机的磁通（1）主磁通：同时与定子绕组及转子绕组相匝链的磁通。（2）漏磁通：定子绕组通过三相电流产生的仅与其自身相匝链的磁通；转子绕通过电流产生的仅与其自身相匝链的磁通。（三）异步电机的运行方式转差率s：旋转磁场的转速n1与转子转速n的差值与同步速度n1的比值。可根据转差率来判断异步电机的运行状态。1电动机运行状态：01。,.,8,（四）异步电动机的电动势平衡方程式1定子绕组的电动势平衡方程式2转子绕组的电动势和电流：（1）转子绕组的电动势（2）转子绕组的漏阻抗（3）转子中的电流,.,9,（五）异步电动机的磁动势平衡方程1转子磁动势转子磁动势相对转子的转速（六）异步电动机的功率平衡方程式,.,10,（七）异步电动机的转矩和机械特性1转矩2机械特性,.,11,（八）异步电动机的调速1交流调速系统发展方向（1）一般性能的节能调速（2）高性能交流调速系统（3）特大容量和极高转速的交流调速2异步电动机的调速（1）变极调速（2）变频调速（3）变转差率调速1）改变定子端电压2）改变转子电阻,.,12,.,13,（4）异步电动机矢量变换控制系统,.,14,四、同步电机,同步电机属于交流电机，其转子转速为一固定的同步转速。同步电机有三种运行方式：发电机、电动机和调相机。现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。（一）同步电机的原理和结构,.,15,（二）同步发电机的空载运行（三）同步发电机的负载运行1电枢反应及电动势方程当负载运行时，三相对称电流流过定子三相绕组，形成电枢旋转磁动势，它与转子旋转磁动势同步，且转向相同。此时的气隙磁场与空载运行的情况不同，是二者的合成磁场。电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应对同步电机的性能有重大影响，负载的性质决定了电枢反映的特性。可以应用时空矢量图来分析电枢反应特性。,.,16,凸极同步电机的电动势方程其中Xd为直轴同步电抗，Xq为交轴同步电抗。隐极同步电机的电动势方程其中Xt为隐极电机同步电抗。2同步发电机的特性（1）空载特性（2）短路特性,.,17,（3）同步发电机的外特性发电机的电压调整率：,.,18,（四）同步发电机的并网运行（1）发电机的频率和电网频率相同；（2）发电机和电网的电压波形要相同；（3）发电机