电机学第五章异步电机第4讲

1、电机学自动化学院电气工程系罗 玲324房间88431336(O)，2016. 10上讲内容上讲内容 1 1画出变压器和三相异步电动机的画出变压器和三相异步电动机的T T型等型等效电路效电路2 2写出变压器空载试验测定的参数写出变压器空载试验测定的参数 3 3写出变压器短路试验测定的参数写出变压器短路试验测定的参数 上讲内容上讲内容转子绕组电动势和电流转子绕组电动势和电流 频率？有效值？频率？有效值？2122222222222222224.44()sNmsssfsfEf N ksEEsEIRxRsx上讲内容上讲内容定、转子磁动势关系定、转子磁动势关系120FFF异步电机无论运行于何种状态，转速无

2、论异步电机无论运行于何种状态，转速无论是多少，定、转子磁动势在空间始终保持是多少，定、转子磁动势在空间始终保持相对静止。相对静止。异步电机产生主磁通的励磁磁动势由定、异步电机产生主磁通的励磁磁动势由定、转子磁动势合成。转子磁动势合成。上讲内容上讲内容电磁关系示意图电磁关系示意图上讲内容上讲内容转子频率的折算转子频率的折算 用用串联串联一个一个等效机械负载电阻等效机械负载电阻的的静止静止的的转子等效代替以转差率转子等效代替以转差率s s旋转的转子旋转的转子。上讲内容上讲内容转子绕组的折算转子绕组的折算 用一套和定子绕组完全相同的等效转用一套和定子绕组完全相同的等效转子绕组来替代实际的转子绕组子绕

3、组来替代实际的转子绕组上讲内容上讲内容转子旋转时的基本方程式转子旋转时的基本方程式1111122221201210()()()mmUEIRjXREIjXsIIIEEEIRjX 转子旋转时的等效电路转子旋转时的等效电路上讲内容上讲内容1111122221201210()()()mmUEIRjXREIjXsIIIEEEIRjX 等效电路的简化等效电路的简化11mZcZ c c 2c 2c 2c /c 倒L型等效电路111.03 1.08mXcX 1c 转子旋转时的相量图转子旋转时的相量图上讲内容上讲内容1111122221201210()()()mmUEIRjXREIjXsIIIEEEIRjX 第

4、第5章第章第4讲讲 异步电动机的参数测定异步电动机的参数测定 笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数异步电动机的参数测定异步电动机的参数测定空载试验空载试验短路试验短路试验1空载试验空载试验测定哪些参数？测定哪些参数？测定励磁电阻测定励磁电阻Rm、励磁电抗、励磁电抗Xm、铁耗、铁耗pFe、机械损耗、机械损耗pmec 空载试验空载试验试验步骤：试验步骤：(2) (2) 用三相调压器对电机供电用三相调压器对电机供电(1) (1) 电机轴上不带负载电机轴上不带负载(3) (3) 定子端电压从定子端电压从(1.1(1.11.3)1.3)U UNN开始，逐渐降低开始，逐渐降低电压，空载电流

5、逐渐减少电压，空载电流逐渐减少(4) (4) 直到电动机转速发生明显变化、空载电流直到电动机转速发生明显变化、空载电流明显回升为止。明显回升为止。 空载试验空载试验记录参数：记录参数：电动机的定子端电压电动机的定子端电压U0、定子电流、定子电流I0、空载、空载损耗损耗p0、转速、转速n 1空载试验空载试验绘制空载特性：绘制空载特性：空载损耗空载损耗p0 、空载电流、空载电流I0和端电压和端电压U0的关系。的关系。 1空载试验空载试验（2）定子输入功率消耗在定子铜）定子输入功率消耗在定子铜耗耗m1I02R1、铁耗、铁耗pFe、机械、机械损耗损耗pmec、空载附加损耗、空载附加损耗pad0 （1

6、1）异步电动机空载运行时转子异步电动机空载运行时转子电流小，转子铜耗可以忽电流小，转子铜耗可以忽略不计。略不计。空载损耗分析：空载损耗分析：1空载试验空载试验空载损耗分析：空载损耗分析： p0=m1I02R1+pFe+pmec+pad0 p0=p0-m1I02R1=pFe+pmec+pad0 如何得到机械损耗？如何得到机械损耗？ p0=pFe+pmec+pad0 机械损耗机械损耗p pmecmec与转速有关，在电动机转速变与转速有关，在电动机转速变化不大时，可以认为是常数。化不大时，可以认为是常数。 在空载实验中降低电压在空载实验中降低电压U U1 1时，转速不变，故时，转速不变，故可认为机械

7、损耗可认为机械损耗p pmecmec与电压与电压U U1 1无关无关p pFeFe+ +p pad0ad0可以近似认为与磁密的平方成正比，可以近似认为与磁密的平方成正比，可近似认为与电压的平方成正比。可近似认为与电压的平方成正比。如何得到机械损耗？如何得到机械损耗？ p0=pFe+pmec+pad0 故故P P0 0与与U U1 12 2的关系曲线近似为一直线，的关系曲线近似为一直线，其延长线与纵轴交点即为机械损耗其延长线与纵轴交点即为机械损耗p pmecmec。如何得到铁损耗？如何得到铁损耗？ p0=pFe+pmec+pad0 忽略空载附加损耗pFep0-pmec 通过其他方法测空载附加损耗

8、pFe=p0-pmec-pad0 空载等效阻抗计算空载等效阻抗计算20003IpR 取额定相电压时的参数计算励磁阻抗计算励磁阻抗计算203fempRI2短路（堵转）试验短路（堵转）试验测试哪些参数？测试哪些参数？测定短路阻抗测定短路阻抗Zk、转子电阻、转子电阻R2 、定转、定转子漏电抗子漏电抗X1、 X2 2短路（堵转）试验短路（堵转）试验（1）电机转子卡住不转，（绕线式异步电）电机转子卡住不转，（绕线式异步电动机转子绕组短路）动机转子绕组短路） 试验步骤：试验步骤：（2）用三相调压器对电机供电，使定子端）用三相调压器对电机供电，使定子端电压从电压从0.4UN开始，逐渐降低电压开始，逐渐降低电

9、压（3）直到定子电流接近额定电流为止）直到定子电流接近额定电流为止 2短路（堵转）试验短路（堵转）试验由于电流大，为防止绕组过热，试验由于电流大，为防止绕组过热，试验应尽快进行。应尽快进行。 试验注意事项：试验注意事项：2短路试验短路试验记录参数：记录参数：电动机的定子端电压电动机的定子端电压Uk、定子电流、定子电流Ik、定、定子端输入功率子端输入功率pk2短路试验短路试验绘制短路特性：绘制短路特性：短路损耗短路损耗pk 、短路电流、短路电流Ik和电动机的端电压和电动机的端电压Uk的关系。的关系。 短路等效阻抗计算短路等效阻抗计算2223kkkkkkkkkUZIpRIXZR取额定电流时的参数进

10、行计算取额定电流时的参数进行计算 定转子阻抗计算定转子阻抗计算方法方法1: 励磁阻抗与转子回路漏阻抗并联，励磁阻抗与转子回路漏阻抗并联，再与定子回路漏阻抗并联再与定子回路漏阻抗并联)()()(222211mmmmkkkjXRXjRjXRXjRjXRjXRZ忽略励磁电阻忽略励磁电阻)()(222211mmkjXXjRjXXjRjXRZ定转子阻抗计算定转子阻抗计算)()(222211mmkjXXjRjXXjRjXRZ2222221)(mmkXXRXRRR2222222221)(mmmkXXRXXXRXXX定转子阻抗计算定转子阻抗计算2222221)(mmkXXRXRRRkkXXXRRR0012)(

11、21XX2222222221)(mmmkXXRXXXRXXX)(202200012XRXXXXXXk定转子阻抗计算定转子阻抗计算方法方法2: 由于励磁阻抗远大于转子回路由于励磁阻抗远大于转子回路漏阻抗，故认为励磁支路开路漏阻抗，故认为励磁支路开路1212kkRRRXXX定转子阻抗计算定转子阻抗计算1221kkRRRRRR121212/2kkXXXXXXXX例例5.43 3笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数3 3笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数 当极对数为当极对数为p p的旋转磁场的旋转磁场B Bmm在气隙中旋转时，在气隙中旋转时，它依次切割转子各导条。它依

12、次切割转子各导条。 每个导条中感应电动势的有效值相同，相邻每个导条中感应电动势的有效值相同，相邻两导条感应电动势的相位差相等，构成了一两导条感应电动势的相位差相等，构成了一个对称的个对称的Z Z2 2相电动势系统。相电动势系统。 电动势作用在结构对称的笼型绕组上，电动势作用在结构对称的笼型绕组上，产生对称的产生对称的Z Z2 2相电流。相电流。笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子绕组的相数、极对数笼型转子相数等于转子导条数，即笼型转子相数等于转子导条数，即mm2 2=Z Z2 2 。每相只有一根导条，故匝数等于每相只有一根导条，故匝数等于1/21/2匝，匝，绕组系数为绕组系数为1 1，即，即NN2 2=1/2=1/2，k kN2N2=1=1 。笼型转子的极对数始终等于定子的极对数。笼型转子的极对数始终等于定子的极对数。 3 3笼型转子的参数计算笼型转子的参数计算仿照将三角形等效变换仿照将三角形等效变换成星形（保持被变换部成星形（保持被变换部分的有功、无功功率不分的有功、无功功率不变）变）将端环的正多边形变换将端环的正多边形变换成正多角形成正多角形3 3笼型转子的参数计算笼型转子的参数计算22sin4