第11章 异步电机的基本电磁关系

1、电机学多媒体课件系列电机学多媒体课件系列福州大学电气工程与自动化学院主讲 黄灿水2006.10第三篇第三篇 异异 步步 电电 机机第十一章第十一章 异步电机的基本电磁关系异步电机的基本电磁关系目目 录录第十一章第十一章 异步电机的基本电磁关系异步电机的基本电磁关系11.1 11.1 异步电机的磁路异步电机的磁路11.2 11.2 转子静止时异步电机的等效电路转子静止时异步电机的等效电路11.3 11.3 转子转动时异步电机的等效电转子转动时异步电机的等效电11.4 11.4 异步电机等效电路的简化异步电机等效电路的简化11.511.5 异步电机的参数及测定异步电机的参数及测定第一节第一节 异步

2、电机的磁路异步电机的磁路空载时：空载时：定子加三相交流电定子加三相交流电产生旋转磁场产生旋转磁场pfn1160转速1111126060)(sfnnnpnnnpfnnsnpsfpfn111226060负载时：负载时：转子感应电动势（电流）频率转子感应电动势（电流）频率转子磁场相对转子的转速转子磁场相对转子的转速n2：112)(nnnnnn则转子磁场相对定子转速：则转子磁场相对定子转速：主磁通主磁通mm 由由基波磁动势产生基波磁动势产生，是每极的基波磁通量，是每极的基波磁通量 同时交链定转子绕组，实现同时交链定转子绕组，实现能量传递能量传递 以同步速旋转：以同步速旋转：pfn1160气隙磁场：气隙

3、磁场：21FFF（均以（均以n1旋转）旋转）l 主磁路（主磁通经过的路径）：主磁路（主磁通经过的路径）：空气隙、定子齿、转子齿、定子轭、转子轭空气隙、定子齿、转子齿、定子轭、转子轭漏磁通漏磁通 漏磁通漏磁通除去主磁通以外的磁通除去主磁通以外的磁通 漏磁通包含三个部分：槽漏磁通、端部漏磁通和漏磁通包含三个部分：槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通谐波漏磁通 槽漏磁通和端部漏磁通。仅只交链单个绕组，槽漏磁通和端部漏磁通。仅只交链单个绕组，不不传递能量传递能量 谐波漏磁通谐波漏磁通由高次谐波磁动势所产生的谐波磁由高次谐波磁动势所产生的谐波磁通，交链转子绕组并在其中感应电势通，交链转子绕组并在其中感应电势

4、, ,有传递能有传递能量，产生有害附加电磁转矩量，产生有害附加电磁转矩定子的槽漏磁通和端部漏磁通，只交链单个绕定子的槽漏磁通和端部漏磁通，只交链单个绕组，没有互感作用，组，没有互感作用，不传递能量不传递能量槽漏磁通和端部漏磁场槽漏磁通和端部漏磁场 谐波磁场极对数谐波磁场极对数 ，旋转速度，旋转速度 谐波磁场在谐波磁场在定子绕组定子绕组上的感应电动势频率上的感应电动势频率pp1nn 1116060fpnnpf谐波漏磁通谐波漏磁通( (差异漏磁通）差异漏磁通） 谐波磁场在谐波磁场在转子绕组转子绕组的感应电动势频率：的感应电动势频率：606012nnpnnpf6012nnpf 可见：两者频不率同。基

5、波磁通产生有用的电磁可见：两者频不率同。基波磁通产生有用的电磁转矩，而谐波磁通产生转矩，而谐波磁通产生有害的附加电磁转矩有害的附加电磁转矩，所，所以将以将谐波磁通归为漏磁通谐波磁通归为漏磁通 基波磁场在基波磁场在转子绕组转子绕组中感应电动势频率：中感应电动势频率：第二节第二节 转子静止时异步电动机的等效电路转子静止时异步电动机的等效电路111111111EFrIUIUr21EEm气隙气隙02I02空载时：空载时：转子转子定子定子空载时转轴阻力矩小，空载时转轴阻力矩小，nn1 E2 0 I2 0* 异步电机的电磁物理现象异步电机的电磁物理现象:思考思考:与变压器二次侧空载运行的区别与变压器二次侧

6、空载运行的区别?22222222ErIUFIr111111111EFrIUIUr21EEm定子定子转子转子气隙气隙负载时：负载时：负载时转轴阻力矩负载时转轴阻力矩 nx1，c11。2121121121112xxjsrrUxcxjsrcrUI2111121111IxxjrrUcIxxjrrUImmmm第五节第五节 异步电机的参数及测定异步电机的参数及测定基本参数：基本参数：r1 x1 r2 x2 rm xm运行参数：运行参数：s转差率转差率一、异步电机等效电路参数的测定一、异步电机等效电路参数的测定T型电路中的型电路中的r1（定子绕组内阻），可用电桥法测定（定子绕组内阻），可用电桥法测定其它参数

7、可通过空载和短路实验来测定其它参数可通过空载和短路实验来测定思考：转子回路电阻能否用电桥法测定？思考：转子回路电阻能否用电桥法测定？1 1、空载试验、空载试验 试验条件：额定电源频率试验条件：额定电源频率 f1 转子空载转子空载（nn1 s0 (1-s)r2/s） 测测 量：量： 定子电压定子电压U1 激磁电流激磁电流 I1 （定子电流（定子电流I1=Im) 空载损耗空载损耗 P0 试验目的：求激磁参数试验目的：求激磁参数 rm、 xm、Zm 铁耗铁耗pFe 和机械损耗和机械损耗 pmec 分分 析：析：121012102222rmIPpppprmIPrImImecFemecFe组损耗很小，忽

8、略空载转子绕空载时mecmecpUp，则只有延长空载损耗线至分离机械损耗011202210211210IUrIUxxImpImprrmmFemFemP0P0I0I0PmecPFePmecU1损耗分离法：损耗分离法：2 2、堵转试验、堵转试验( (短路试验短路试验) )l试验条件试验条件: 额定电源频率额定电源频率 f1 转子堵转转子堵转 (n=0, s=1 (1-s)r2/s=0)l测测 量量: 定子短路电流定子短路电流 Ik=I1 电压电压Uk 短路损耗：短路损耗： pkl试验目的：试验目的： 短路参数短路参数 rk=r1+r2、xk=x1+x2 分析22222222212222221)0(xxrxx