异步电机（2）运行原理

1、第十六章三相异步电动机的运行原理第十六章三相异步电动机的运行原理第三篇第三篇 异步电机异步电机 1. 理解转子静止和旋转时的电磁关系和物理过程 2. 掌握转子绕组归算（折算) 的目的、原理和方法 3. 掌握转子磁动势的相对转速，理解转子旋转时异步电动机定、转子磁动势保持相对静止的原因； 4.掌握归算后的基本方程式、相量图和等效电路 5.掌握空载试验和短路试验的原理、方法和参数计算 6.了解笼型异步电动机转子的极数、相数和匝数 本章基本要求三相异步电动机的运行原理概述转子静止时的异步电动机转子旋转时的异步电动机笼型转子的极数、相数和匝数异步电动机的参数测定主要内容三相异步电动机的运行原理l 定性

2、分析 定量计算l 简介：简介：分析异步电动机运行中的电磁过程，研究各电磁量之间的相互关系，得出异步电动机的等效电路，建立定量分析异步电动机的理论基础。16.1 概述三相异步电动机的运行原理l 异步电机与同步电机的主要联系异步电机与同步电机的主要联系相同点：借助于电磁感应作用传递能量不同点：1. 同步电机的转子磁场是由通入的直流产生的；异步电机的转子磁场是由转子感应电流产生的。2. 在对称稳态时，同步电机气隙磁场只在定子中感应电动势，为单边感应（直流电机与其类似）；异步电机气隙磁场在定、转子两边都感应电动势，为双边感应（变压器与其类似）l 研究对象：研究对象：首先分析三相对称且稳态运行的绕线转子

3、异步电动机，任取一相或一个量进行分析。仅考虑基波的作用，不考虑高次谐波的影响，最后对笼型电动机的一些特殊问题进行分析。l 规定正方向：规定正方向：定、转子各相电气物理量的规定正方向和变压器相同磁动势、磁通的规定正方向为由定子到转子的方向；定、转子A和a相绕组的轴线分别为 A和 a。规定 A为计算空间角度的起点，假设在转子静止状态下 A在 a前 电角度。16.1 概述三相异步电动机的运行原理0l 规定正方向规定正方向16.1 概述三相异步电动机的运行原理图16-1异步电机的规定正方向l 研究目的研究目的 便于和已经熟悉的变压器进行对比，且具有实际意义，因为移相器、感应调压器就是不转的异步电动机。

4、l 研究对象研究对象 两种转子静止的情况：两种转子静止的情况：转子绕组开路和转子堵转16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路n 转子电流为零，相当于调压器副边开路。n 电磁过程三相 三相n 主要关系1U0I0F1m()B22EU1E101EjI x10 1UI r与平衡磁动势F0 主磁通 ：由电动机的磁化特性确定磁动势 电流电动势 、 主磁通 电动势 电流m0F0I1E2E1E0Im(一)磁动势 电流1. 幅值：2. 相位：16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子

5、绕组开路转子绕组开路0F0I1110042() 22wwkmFIp安/极图16-2 磁动势 与电流的相位关系0F0I(二)电动势 、 主磁通 16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路1. 频率：2. 大小： 1）定子电动势 1U0I0F1m()B21E f（ ）11E f（ ）101EjI x1E2E11260pnff三相 三相Am1111m1sinsinwtwkt11A1111m111111m1m1cos2sin(94.440 )d2wwwewktEttwkEf wk d-m(二)电动势 、 主磁通 16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动

6、机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路2. 大小： 2）转子电动势 气隙磁密 转过（90 ）空间电角度时，转子a相绕组磁链最大，当 时，应应后于时轴（ 90 ）电角度，而应后于计时起点 。1E2Eam21022m10sin()sin()wtw kta2122m102112201222mmcos()4.442sin(90 )d2wwwew ktf wtEkEtw kd-B010t0a0m(二)电动势 、 主磁通 16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路2. 大小： 3）电动势比（有效匝比）：3. 相位 1）定子电动势：m1E2E111e222

7、wwwkEkEw k111m4.44wEjfwk 定子电动势应后于定子磁链90图16-3定子绕组A相磁链和电动势相位(二)电动势 、 主磁通 16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路3. 相位 2）转子电动势：1E2E012ejEEek转子电动势的大小是定子电动势的1/ke倍，其相位决定于转子的位置，根据这一原理，可制成移相器图16-4定、转子绕组A(a)相磁链和电动势相位m(三)电动势 电流 16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路n 原理和思路： F0I0，E1 ，但磁动势F0与主磁通 却是非线

8、性关系，不易用解析式表示。为了跳过非线性的磁场问题，把磁场的问题转化成电路的问题，和变压器一样，引入一个激磁参数Zm，直接把I0与E1联系起来，这个参数称为激磁阻抗。1E0Imm(三)电动势 电流 16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路n 表达式：1E0I100mmmEI rjxI Zn激磁参数物理意义： Zmrmjxm激磁阻抗； rm激磁电阻或铁耗等效电阻 xm激磁电抗。21 0fempmI rn讨论：1） xm是对应于气隙主磁通的电抗，与气隙大小、电源频率、绕组匝数、主磁路铁心材料、尺寸以及磁路饱和程度有关。气隙大，磁导小，激磁电流大，故气

9、隙越小越好。2）尽管激磁阻抗的物理意义与变压器的相似，但在数值大小上和变压器的相差较大，尤其是激磁电抗。变压器的主磁通几乎不经过气隙，主磁路的磁导大，激磁电抗大，相应的激磁电流就小，其标么值为0.010.1；而异步电动机的主磁通两次经过气隙，主磁路的磁导小，激磁电抗小，相应的激磁电流就大，其标么值为0.20.5。(四)方程式、相量图和等效电路16.2 转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、一、转子绕组开路转子绕组开路n 方程式：n相量图： 0110111012210m1111m12e() 4.44wjUEIrjxEI ZUEEIZEjf w k EEek 2Em0I1E01jI x1U0 1I