第九篇_三相异步电动机的运行原理.ppt

第 九 章 异步电机的运行原理 9-2 三相异步电动机的负载运行 9-3 三相异步电动机的功率和电磁转矩 9-4 三相异步电动机的运行特性 例：某绕线型三相异步电动机， nN = 2880 r/min，fN = 50 Hz,转子绕组开路时的额定线电压 U2N =254 V。求该电动机在额定状态下运行时转子每相绕组的电动势E2s 和转子频率 f2 。 解：由nN = 2880 r/min，可知 sN = n1－nN n1 = 3000－2880 3000 = 0.04 由于转子绕组为星形联结，故转子绕组开路时的相电压为 U2 = E2 = U2N 3 254 1.732 = V = 146.82 V n1 = 3000 r/min；则 额定时 E2s = sNE2 = 0.04×146.82 V = 5.87 V f2 = sNf1 = 0.04×50 Hz = 2Hz 三相异步电动机的负载运行 相对于转子的转速为n?2=n1-n； 三相异步电动机的负载运行 1. 当转子不转时，定、转子磁势相对静止。 2. 当转子旋转时：定子旋转磁势相对于定子的转速为同步转速n1，取决于定子频率f1； 转子旋转磁势相对于转子的转速为 取决于转子频率f2。 相对于定子的转速为n?1=n2+n=sn1+n=n1（sn1=n1-n）。 可见转子旋转时定、转子磁势仍相对静止。 （二）转子旋转时定子磁势和转子磁势相对静止 三相异步电动机的负载运行 （三）旋转时的电磁过程 转子旋转时，定、转子磁势仍保持相对静止，说明转子旋转式电机内部的电磁过程仍和转子静止时一样，所不同的是转子电势和电流的频率从静止时的f1改变为旋转时的f2=sf1。 转子旋转时异步电动机各物理量的内部关系，如下图所示。 从图可见，旋转磁场和它产生的磁通是整个电磁过程的核心，是联系定、转子的重要环节，作为时间相量，有双重意义。 对定子来说：是主磁通和定子的整距线圈交链的磁通，因此交变频率是f1； 三相异步电动机的负载运行 对转子来说，是主磁通与转子整距绕组交链的磁通，交变频率是f2=sf1。 . U1 . I1系统 F1s . F1 E1s . Fm F2 . I2s系统 F2s . E2ss . Bm Fm . E1 . E2s . r2+jx2?s r1+jx1? 三相异步电动机的负载运行 （四）旋转时异步电动机的基本方程式 1. 磁势平衡方程式 2. 定子每相电势方程式 3. 转子每相电势方程式 或 4. 每相定子电势 （五）绕组折算后的基本方程式 1. 绕组折算 以上分析的是对实际的转子绕组，并且适用于定、转子相数不等即m1≠m2的普通情况。 三相异步电动机的负载运行 为了简化分析计算过程，可用前面所述的绕组折算法，把实际的转子绕组折算为一个m2=m1、W2=W1、kw2=kw1的等效绕组。 但当转子旋转时，由于定、转子频率不同，还需对频率进行折算。 定、转子的频率不同，不能画出等效电路，必须将转子的频率折算到定子频率；所谓频率的折算，就是把转子频率用定子频率代替（将旋转的转子用不转的转子来代替），定子各物理量不受影响。 2. 频率折算 从实际值求折算值的方法与转子静止时相同。 三相异步电动机的负载运行 转子电流频率的大小仅影响转子磁势相对与转子本身的转速，转子磁势相对于定子的转速为n1，与f2的大小无关。定、转子之间的联系是通过磁势相联系，只要保持转磁势的大小不变，即每极安匝数不变就行，与电流的频率无关。 根据这个概念进行如下变换： 式中 是转子旋转时，转子每一相的电流、电势和漏抗； 三相异步电动机的负载运行 在上式的推导过程中，并没有任何的假设，结果证明了两个电流的有效值以及初相角完全相等。 是不转动时每一相的电势、电流和漏抗。 这两个有效值相等的电流，他们的频率不同，对应的电路图如下： . I2s r2 jx2σs . E2s . I2 r2/s jx2σ . E2 频率为f2的转子电路 频率为f1的转子电路 电流的频率虽不同，但电流的有效值相等，在转子产生磁势的幅值是一样的。 三相异步电动机的负载运行 转子电路虽经过这种变换，从定子边看转子基波磁势并无任何的不同。 即把转子旋转时实际频率为f2的电路变成了转子不转，频率为f1的电路，定子边不受影响，这就是转子的频率折算。 3. 转子经绕组和频率折算后的基本方程式 (1)磁势平衡方程式 k为三式相同的常数 用电流形式表示 (2)转子电势平衡方程式 三相异步电动机的负载运行 转子经频率折算后，转子电路应加入一个附加电阻。 该电阻代表电动机获得的总机械功率