第05次课(交流电机)

di1 e L1 LL1 dt
按右图的各电量规定 的方向，得：定子绕 组电压平衡方程式：
di1 u1 i1 R1 (eL1 ) (e1 ) i1 R1 LL1 (e1 ) dt
di1 u1 i1 R1 (eL1 ) (e1 ) i1 R1 LL1 (e1 ) dt
答：错。旋转磁场是由转子每相电流i2和定子每相电流i1共同 产生。
4. 判断题：如下图所示，判断图1和图2中三相异步电动机的分别属 于什么连接。
答：图1是星形连接；图2是三角形连接。 5. 回答：三相异步电动机旋转磁场在定子绕组中产生感应电动势的 频率等于多少？ 答：三相异步电动机旋转磁场在定子绕组中产生感应电动势的频 率等于电源频率。
在 t=T/2时， ωt=ωT/2=π ， iA=0 ， iB 为正， iC 为负，三相电流产生的合成 磁场如图5.9(d)。 由图可知，电流变化了π时间电角度， 而旋转磁场转了π空间角度。
2. 旋转磁场旋转方向： 如图5.8 、5.9总是从电流的超前 相向电流的落后相方向旋转。
如图 5.10 ，将定子绕组的任意两相对调 后再接到三相电源，这时电源的相序仍然 是 A-B-C ，但从定子绕组来看，其通电的 相序为 A-C-B ，所以旋转磁场是逆时针方 向。 3. 旋转磁场的极数与旋转速度： 图 5.9只有一对磁极，即 p=1 ，电流变化 经过一个周期（ 360°电角度），磁场在 空间转动一转。电流频率若为 f ，则磁场 每分钟将旋转n0=60f转。
6.解释：什么叫定子电流产生的漏电动势？ 答：定子电流产生的磁通中有一部分只环链定子绕组，这部分 磁通叫漏磁通φL1，变化的漏磁通会在定子绕组中产生漏电动 势eL1。
1. 怎么确定三相异步电动机旋转磁场旋转方向？ 答：三相异步电动机旋转磁场旋转方向总是从电流的超前相向电 流的落后相方向旋转。 2. 判断对错：三相异步电动机的极对数多少决定于定子铁心的多 少。 答：错。三相异步电动机的定子铁心只有一个。极对数多少决定 于电枢绕组在定子铁心中的结构。
3.判断对错并说明原因：三相异步电动机旋转磁场是由定子相电 流i1产生。
机电传动控制
工学院
第五章
交流电动机的工作原理及特性
第05次课
作业：第82题-180题
复习上次课内容：
1、掌握直流电动机制动特性，包括反馈制动和反接制动，各制 动方法的优缺点和应用场所； 2、学会用机械特性的四个象限来分析直流电动机的运行状态； 3、难点：电流、电势的换向过程和电动机的制动过程；电动机 在各种状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电枢电流Ia和 电势E等符号的确定。 4、 直流电动机能耗制动特性及优缺点及应用场所；
5.1.4 定子绕组线端连接方式
铬牌上标的Y / Δ和 数字 380/220 ，是指： 如果要把定子绕组接成 Y( 星形 ) ，怎样 当电源线电压是 380V 时 ， 应 接 为 Y 形 ， 当 接？ 电源线电压为 220V 时， 如果要把定子绕组接成Δ(三角形)，怎样 接？ 应接为Δ形。 图 5.14 为定子绕组在电动机接线盒内接 线柱上的连接方法。
定子每相绕组中产生的感应电动势（如右图，符合右手螺旋关系）：
d d sin t e1 N1 N1 dt dt
e1 N1 cos t =N1 sin t 90

可见电动势落后于磁通90
有效值：
N1 N1 2f1 E1 4.44 f1 N1 2 2
实际每相绕组是分布开的，而不是集中的；还有，绕组一 般是短距的，而不是整距的，所以电动势的有效值还必须乘 以短矩分布系数K，故
Pn0 f1 f 60
f ──电流频率 n0──旋转磁场和定子间的相对转速 P──旋转磁场极对数
定子电流还要产生漏 磁通φL1(只环链定子绕 组)，→漏电动势eL1：
式中，R1和X1(X1 = 2πf1LL1) ──定子每相绕组的电阻和漏磁感 抗。 ∵R1和X1较小，∴
E ， U E U 1 1 1 1
小结：
1、旋转磁场的产生、转速、转向和极对数。
2、定子绕组线端连接方式：Y(星形)，Δ(三角形)；
3 、 定 子 电 路 的 分 析 ： 旋 转 磁 场 是 由 i2 和 i1 共 同 产 生 ； E1=4.44f1N1Φ，U1≈ E1，Φ∝U1； 4、漏磁通、漏电动势概念；
5、异步电动机的基本结构和工作原理，转差率。
5.1.3 三相异步电动机的旋转磁场
1. 旋转磁场的产生：图5.7 图中 A 、 B 、 C 和 X 、 Y、Z分别代表定子 三相绕组的首端与末 端。 图中假设每相绕组 都是集中绕组，每相 绕组的两个边分别放 在定子的两个槽中。 流过电流的正方向规定如 图iA、iB、iC。 图 5.8 以 iA 为参考正弦量，即 iA 的 初相位为零。则各相电流的相序为 A-B-C
在 t=0 时， iA=0 ； iB 为负， iC 为正， 三相电流产生的合成磁场如图5.9(a)。 在 t=T/6时， ωt=ωT/6=π/3， iA为正， iB为负，iC=0，三相电流产生的合成磁 场如图5.9(b)。 在t=T/3时，ωt=ωT/3=2π/3， iA为正， iB=0，iC为负，三相电流产生的合成磁 场如图5.9(c)。
如果电源线电压等于电动机额定相电压， 则应接成三角形；如果电源线电压是电动 机额定相电压的 3 倍，则应接成星形。
5.2 三相异步电动机的定子电路和转子 电路 5.2.1 定子电路的分析
定子绕组： 压器的副绕组，一般 是短路的，匝数N2
( 图 5.19) 定子绕组接三 相 电 源 ， 相 电 压 u1 ， 相电流i1。
图5.12槽数为12，增加了一 倍，每相绕组由两部分串联 而成。 图5.8在t=0时，三相电流产 生的合成磁场为图5.13(a) 由此看出，旋转磁场具有 两对磁极(p=2)。
图 5.8在 t=T/2时，三相电流 产生的合成磁场为图5.13(d) 由此看出，电流变化的时 间电角度为 π时，磁场只转了 π/2 空间角度，即转速变慢， 仅为一对磁极时的 1/2 ，即每 分钟60f/2转。当有p对磁极时， 其转速为n0=60f/p。
( 图 5.18) 定子三相电流产生 旋转磁场，磁力线通过定 子和转子铁心而闭合，旋 转磁场在转子每相绕组中 感应e2和i2， i2和i1共同产生 旋转磁场，在定子每相绕 组中产生e1。
旋转磁场的磁感应强度沿定 子与转子间空气隙的分布， 近于正弦规律，当其旋转时， 通过定子每相绕组的磁通也 是随时间按正弦规律变化， 即 φ=Φmsinωt ， 其 中 Φm 是 通过每相绕组的磁通最大值， 等于旋转磁场的每极磁通Φ， 即为空气隙中磁感应强度的 平均值与每极面积的乘积。
d I1 sin t di1 式中LL1 =LL1 LL1 I1 cos t dt dt =-2 f1 LL1 I1 sin t 90 = X1I1 sin t 90 di1 LL1 在相位上比I1超前90 dt

用相量式表示：
I R ( E ) ( E ) I R jI X ( E ) U 1 1 1 L1 1 1 1 1 1