相异步电动机经运行
三相绕线式异步电动机各种运行状态下的机械特性

三相绕线式异步电动机各种运行状态下的机械特性原理简述机械特性是指其转速与转矩间的关系,一般表示为。
由于三相异步电动机的机械特性呈非线性关系,所以函数表达式以转速为自变量,转矩为因变量,写为更为方便。
又因转差率s也可以用来表征转速,而且用s表示的机械特性表达式更为简洁,所以对三相异步电动机一般用来表示机械特性,同时将作为横坐标,这样和原的图形是一致的。
一、三相异步电动机机械特性的表达式三相异步电动机机械特性的表达式一般有三种:1.物理表达式其中为异步电机的转矩常数;为每极磁通;为转子电流的折算值;为转子回路的功率因数。
2.参数表达式其中。
3.实用表达式其中为最大转矩,为发生最大转矩时的转差率。
三种表达式其应用场合各有不同,一般物理表达式适用于定性分析与及间的关系,参数表达式可以分析各参数变化对电动机运行性能的影响,而实用表达式最适合用于进行机械特性的工程计算。
二、三相异步电动机的机械特性1.固有机械特性固有机械特性是指异步电动机在额定电压、额定频率下,电动机按规定方法接线,定子及转子回路中不外接电阻(电抗或电容)时所获得的机械特性,如图15-1所示。
图15-1 三相异步电动机的固有机械特性下面对机械特性上反映其特点的几个特殊点进行分析:(1)起动点:其特点是:,,起动电流;(2)额定运行点:其特点是:,,;(3)同步速点:其特点是:,,,,点是电动状态与回馈制动的转折点;(4)最大转矩点:电动状态最大转矩点,其特点是:,;回馈制动最大转矩点,其特点是:,;由公式可以看出,。
2.人为机械特性由三相异步电动机机械特性的参数表达式可见,异步电动机的电磁转矩在某一转速下的数值,是由电源电压、频率、极对数及定转子电路的电阻、电抗、、、决定的。
因此人为的改变这些参数,就可得到不同的人为机械特性。
现介绍改变某些参数时人为机械特性的变化:(1)降低电压不变,不变,因为,,,所以降低电压时,、、均减小,其人为机械特性见图15-2。
三相异步电动机工作过程

三相异步电动机工作过程
三相异步电动机工作过程可以分为四个阶段:启动、加速、稳定运行和停止。
1. 启动阶段:将三相异步电动机连接到电源,并通过某种方式提供启动电流,使电动机开始转动。
启动电流可以通过不同的方法实现,如直接启动、星角转换启动或者自耦变压器启动等。
2. 加速阶段:一旦启动电流通过电动机,可以通过电磁感应引起的转矩使电动机加速。
在这个阶段,电动机的转速逐渐增加,直至达到额定转速。
3. 稳定运行阶段:当电动机达到额定转速后,它会继续以稳定的速度运行,维持恒定的转速。
在这个阶段,电动机的转矩与负载相匹配,维持稳定的运行状态。
4. 停止阶段:在需要停止电动机运行时,可以通过切断电源或者减少供电频率等方式实现电动机的停止。
停止后,电动机将逐渐停下来并停止运动。
需要注意的是,在三相异步电动机的运行过程中,电动机的转子并不与电源产生直接的电连接,而是通过电磁感应的方式进行传输和转动。
这是因为在异步电动机中,转子的绕组是由电源供电的,而定子绕组则是通过电磁感应工作。
三相异步电动机的特点

三相异步电动机的特点
1.组成简单:三相异步电动机只有一个转子和一个固定的定子,结构
简单。
它由定子线圈、转子、轴承、机壳等组成,不需要复杂的机械传动
部件。
2.运行可靠:三相异步电动机的运行是由交流电供电,电源稳定可靠,因此其运行也更加可靠性高。
3.负载能力强:三相异步电动机具有较高的负载能力,在承受瞬时过
载时,可以忍受较长时间的过载运行。
4.效率高:三相异步电动机具有较高的效率,通常在85%以上,电机
的效率对于电能的利用和节能具有重要意义。
5.转速稳定:三相异步电动机的运行速度通常受频率的限制,当电压
和频率保持恒定时,转速也会保持相对稳定。
6.维护方便:三相异步电动机的维护相对简便,通常只需要定期检查
电机的外观、温度和接地等情况即可。
7.体积小:由于结构简单,三相异步电动机的体积相对较小,可以节
省安装空间。
8.适应性广泛:三相异步电动机适用于不同工况和负载要求,可以用
于各种场合,如工厂、照明、农业等,因此应用广泛。
9.起动可靠:三相异步电动机起动时能提供较大的起动转矩,能够满
足启动负载的要求。
10.成本较低:由于结构简单、制造工艺成熟,三相异步电动机的制
造成本相对较低,价格也相对较低。
综上所述,三相异步电动机具有组成简单、运行可靠、负载能力强、效率高、转速稳定、维护方便、体积小、适应性广泛、起动可靠和成本较低等特点,因此在工业领域得到广泛的应用。
第5章异步电动机二

以变压器的运行理论为基础,分析异步电动 机运行时的电磁物理过程,导出电动势和磁动势 的平衡方程式,画出相量图,求出真等效电路。 最后分析它的电磁转矩和运行性能。
§5-1 三相异步电动机运行时的电磁过程
一、异步电动机空载运行时的物理情况
N1 N2 为定子、转子绕组一相串联的匝数
f1
是定子通电频率。
Kw 是绕组因数。
在这种运行状态下,转子绕组中呈有感应电动势,
但由于开路转子电流的为?不会产生电磁转矩,转子 呈禁止不动的( )n。 0同此转子绕组切割磁场的速 度和定子绕组相同。
由于定子电流除了产生磁通 m 之外,还产生定 子漏磁通 1 ,它必然在定子绕组中产生漏电动势和 变压器一样用漏抗压降来表示:
U1
I0 F10
I2 F2 0
1 E1 Fm0 m
E1 E 20
二、异步电动机负载运行时的物理情况
特点 转子绕组中出线电流,这一电流也要形成磁动
势和磁场。 (一) 转子磁动势的分析
转子磁动势 F2也是一个旋转磁动势,并在空间 按正弦规律分布,以绕线式异步电动机为例。
(二)绕组归算
用一个相数、每相串联的匝数以及绕组因数 和定子绕组一样的绕组代替经过频率归算后的转 子绕组。
归算后转子各量的归算值用加“ ′”表示。
1、转子电流的归算
根据转子磁动势不变,可得
0.9
m1 2
N1Kw1 p
I2
0.9
m2 2
N2Kw2 p
I2
I I I m2N2Kw2
F1 F2 Fm Bm (m )
或
F1 Fm (F2 )
第九章 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态 第一节 三相异步电动机机械特性的三种表达式

U
2 X
(10 17)
R12
(X1
X
' 2
)
2
正号对应于电动机状态,而负号则适用于发电机状态 考虑 R1 << ( X1 + X2') ,可得:
Sm
R2'
X1
X
' 2
(10 18)
Tm
m1U
2 X
20 ( X1
X
' 2
)
(10 19)
可以看出:
4.几点规律
1)当电动机各参数及电源频率不变时, Tm 与 UX2 成正比,sm 因与 UX 无关而保持不变
二.异步电动机机械特性的参数表达式
采用参数表达式可直接建立异步电动机工作时转矩和转速关系并 进行定量分析
E
' 2
2f1W1kW1 m (10 5)
0
2f
p
(10 6)
T
m1 0
E
' 2
I
' 2
c
os
' 2
(10 7)
E
' 2
I
' 2
Z
' 2
(10 8)
R2'
c
os
' 2
PT
3I
2 2
R2 R f s
(10 44)
转子轴上机械功率为
P2 PT (1 s) (10 45)
s > 1,P2 为负值,即电动机由轴上输入机械功率 转子电路的损耗为
DP2 PT (1 s) (10 45)
DP2 数值上等于 PT 与 P2 之和,所以反接制动时能量损耗极大 3)用途 可以用于稳定下放位能性负载
请简述三相异步电动机的工作原理。

请简述三相异步电动机的工作原理。
三相异步电机是一种常见的交流电动机,其工作原理如下:
1. 磁场产生:当三相交流电源连续供电给电动机的三个绕组(A相、B相、C相)时,每个绕组都会产生一个磁场。
这三个相位的电流按一定的间隔依次流经三个绕组,使得电动机内部形成一个旋转的磁场。
2. 电磁感应:当转子(也称为鼠笼)进入旋转磁场时,根据电磁感应的原理,磁场会在转子中产生感应电动势。
感应电动势会在转子上产生电流,使得转子本身也形成一个磁场。
3. 电磁耦合:旋转磁场和转子磁场之间的互相作用产生了电磁耦合。
此时,转子的磁场会被旋转磁场所拖动,使得转子开始转动。
由于磁场的变化和转子的惯性,转子始终会滞后于旋转磁场,因此称为“异步电动机”。
4. 运行稳定:在电机启动时,旋转磁场和转子磁场之间的耦合会引起一定的转矩。
随着电机运行,转子速度逐渐接近旋转磁场速度,磁场耦合增加,电机转矩也逐渐增大,直至达到稳定工作状态。
总结:三相异步电动机的工作原理是利用相位间的电磁耦合作用,使得旋转磁场与转子磁场之间存在一定的转矩,从而使电机实现旋转运动。
三相异步电动机械特性及各种运行状态

n
n0
a1
O
T
-n0
机械功率Pm
第 十 章 异步电动机的电力拖动
(2) 转子反向的反接制动 ——下放重物
① 制动原理
n
定子相序不变,转子 电路串联对称电阻 Rb。 低速提 a 点 惯性 b 点(Tb<TL),升重物
n↓ c 点 ( n = 0,Tc<TL )
n0
a
b
e TL
Oc
1 T
在TL 作用下 M 反向起动
由参数表达式可知,改变定子电压U1、 定子频率f1、极对数p、定子回路电阻 r1和电抗x1、转子回路电阻r2ˊ和电抗 x2ˊ,都可得到不同的人为机械特性。
(1)降低定子电压的人为机械特性
在参数表达式中,保持其它参数不变, 只改变定子电压U1的大小,可得改变 定子电压的人为机械特性。
讨论电压在额定值以下范围调节的人 为特性(为什么?)
Pe = m1—I2'—2 R定2'子+s 发Rb出'<电0功率,向电源回馈电能。
Pm=
(1-s ) ——
轴Pe上<输0入机械功率(位能负载的位能)。
PCu2 = Pe-Pm
|Pe | = |Pm|-PCu2
—— 机械能转换成电能(减去转子铜损耗等)。
第 十 章 异步电动机的电力拖动
制动效果 Rb →下放速度 。
第 十 章 异步电动机的电力拖动
(3) 能耗制动过程 —— 迅速停车 2
① 制动原理
b
n
a1
制动前:特性 1。
制动时:特性 2。
a 点 惯性 b 点 (T<0,制动开始)
O TL
T
n↓ 原点 O (n = 0,T = 0),制动过程结束。
三相异步电动机的工作特性

三相异步电动机的工作特性三相异步电动机是一种常见的电机类型,广泛应用于工业、农业、交通运输等领域。
其工作特性主要包括以下几个方面:1.转速特性三相异步电动机的转速与电源频率、电机极数、转差率等因素有关。
在额定负载范围内,电机转速与电源频率成正比,极数越多转速越低。
此外,转差率的变化也会影响电机的转速。
一般来说,电机的转差率在0.01-0.05之间。
2.转矩特性三相异步电动机的转矩与电源电压、电流、磁通量等因素有关。
在额定电压和电流下,电机的转矩与磁通量成正比。
随着负载的增加,电流也会增加,进而导致转矩增大。
但是,当负载超过额定负载时,电机会过载,电流和转矩会超出额定范围,导致电机受损。
3.功率因数特性三相异步电动机的功率因数与负载性质、电源电压、电流等因素有关。
在空载时,电机的功率因数较低;随着负载的增加,功率因数也会逐渐提高。
当负载达到某一值时,电机的功率因数达到最大值;当负载继续增加时,功率因数会逐渐降低。
4.效率特性三相异步电动机的效率与负载性质、电源电压、电流等因素有关。
在空载时,电机的效率较低;随着负载的增加,效率也会逐渐提高。
当负载达到某一值时,电机的效率达到最大值;当负载继续增加时,效率会逐渐降低。
5.温升特性三相异步电动机的温升与负载性质、环境温度、散热条件等因素有关。
在额定负载范围内,电机的温升与工作时间成正比;超过额定负载时,电机的温升会急剧上升,导致电机受损。
因此,使用时要注意控制负载和工作时间,保证电机在安全范围内运行。
6.启动特性三相异步电动机的启动方式有多种,如直接启动、降压启动等。
直接启动时,启动电流较大,会对电网造成一定冲击;降压启动时,启动电流较小,可以减少对电网的冲击。
但是,降压启动时需要使用启动设备或其他辅助设备,增加了使用成本和维护工作量。
7.调速特性三相异步电动机的调速可以通过改变电源频率、电压等方法来实现。
但是,这些方法都存在一定的局限性,如变频调速虽然可以方便地实现调速,但成本较高且对电网有一定的影响。
单相异步电动机常见故障及处理方法

单相异步电动机常见故障及处理方法单相异步电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各种家用电器和小型机械设备中。
然而,由于长期使用或其他原因,单相异步电动机可能会发生故障。
了解这些常见故障及其处理方法对于电机的正常工作至关重要。
在下面的文章中,我们将讨论一些常见的单相异步电动机故障及其处理方法。
1.失去动力或启动困难:这是单相异步电动机最常见的故障之一、可能的原因包括电源故障、电源电压不稳定、线圈连接松动、定子绕组开路或转子故障。
解决此问题的方法包括检查电源、检查电源电压、重新连接线圈、维修定子绕组或更换转子。
2.运行电流过高:运行电流过高可能会导致电动机停机。
可能的原因包括负载过重、定子绕组短路或转子故障。
解决此问题的方法包括降低负载、检查定子绕组并修复短路、更换转子。
3.单相电流过载:单相电流过载通常是由于系统中的不平衡电流引起的。
可能的原因包括供电电压不平衡、线圈绕组连接不正常或电源线松动。
解决此问题的方法包括检查电压平衡、重新连接线圈、检查电源线连接并紧固。
4.噪音和振动:电动机的噪音和振动可能是由于轴承磨损、转子不平衡或机械结构故障引起的。
解决此问题的方法包括更换轴承、校正转子平衡或修复机械结构。
5.烧坏继电器保护器:继电器保护器可用于防止电动机过载或短路。
如果继电器保护器频繁烧坏,则可能是由于过载、短路或保护器故障引起的。
解决此问题的方法包括检查电动机负载、调整保护器的设置或更换故障保护器。
6.其他故障:其他可能的故障包括电动机发热、电机无相、电机频繁停机等。
解决这些问题的方法根据具体情况而定,可能需要进行进一步的诊断和检修。
为了确保单相异步电动机的正常运行,定期维护和保养是非常重要的。
定期检查和清洁电动机,确保电源供应正常,避免超负荷工作,并定期润滑轴承。
如果发现任何异常,应及时采取适当的措施进行修复或更换。
此外,应该遵循正确的操作规程和安全注意事项,以防止故障发生。
总之,了解单相异步电动机的常见故障及其处理方法对于确保其正常运行和延长使用寿命非常重要。
电机学课件—4-2

U1 E1 I1 ( R1 jX1 )
1)转子绕组频率折合的思路
转子旋转与否影响了转子绕组的频率,但是对 转子磁动势相对定子的转速(即同步速 n1 )不会 产生影响。现在寻求一个所谓的“等效”静止转子, 它产生的磁动势肯定和转子旋转时候的磁动势相比 是不变的,只是转子绕组的频率就由 f 2 改变为 f1 而已。这就是转子绕组频率折合的思路。
二、磁动势分析
由于转子短路,I 2 F2 ;由于转子堵转, 频率也为 f1 ;旋转速度为 n 60 f1 n 2 1 p 结论:F1 与 F2 在定子内圆空间同转速、同转向,即 相对静止。 根据全电流定律知道,产生气隙磁密 B 的磁动势 F0 是作用在磁路上的所有磁动势的总和。即认为合成磁 动势产生气隙磁密:
B1 B2 X1 Z2
Z1 A1
n T A 1 TL X2 A2 C2 Y2 0 0 n1 C1
2 1
Y1
A2
气隙磁密 旋转方向
A1
U1
I1
E1
X1
B1
C1
A2
U2
I2
0
E2
C2 B2
第一节 转子绕组开路时的电磁关系
一、异步电动机的主磁通和定子漏磁通 主磁通 m 和变压器一样起到传递能量的媒介作用; 定子漏磁通 s1 不起传递能量的媒介作用,只起电抗压降的 作用; 包括:槽部漏磁通、端部漏磁通和谐波磁通
结论: 无论转子旋转与否,转子磁动势 F2 相对于定子 磁动势 F1总是静止的,也就是说转子磁动势 F2 转速 总是为 n1 。 下面我们首先具体分析转子旋转时磁动势 F2 。
二、转子回路的电流和磁动势分析
三相异步电动机的各种运行状态

8.5三相异步电动机的各种运行状态
8.5.1电动运行状态
T与n方向一致, n<n1,0<s<1, T 为拖动转矩,特性 在第Ⅰ、Ⅲ象限。
2
8.5.2 能耗制动
1能耗制动基本原理
• 三相异步电动机处于电动运 行状态的转速为n,如果突然 切断电动机的三相交流电源, 同时把直流电通入它的定子 绕组,例如开关K1打开、K2 闭合,结果,电源切换后的 瞬间,三相异步电动机内形 成了一个不旋转的空间固定 磁动势,用F=表示。
• 磁通势与转子相对转速为-n
• •
F~的转速,即同步转速为
能耗制动转差率 n
n1
60 f1 p
n1
• 转子绕组感应电动势的大小与频率则为:
E2 E2
f2 f1
7
三相异步电动机能耗制动的等值电路
8
4、能耗制动的机械特性
能耗制动时,铁损耗很小,可以 忽略。这样一来,根据等值电路画出电 动机定子电流、励磁电流及转子电流之 间的相量关系如右图所示。
14
机械功率为 从定子到转子的电磁功率为
转子的铜耗为
说明两部分能量全部消耗在电阻上,一部分消 耗在转子本身的内阻R2上,因R2很小,故能量 大部分消耗在外串电阻RS上。这样可以减小转 子发热程度
15
特点和应用
特点: s>1 ,运行过程中能量消耗多,改变
转子串接电阻,可变速度。 应用:
适用于位能性负载下放重物。
鼠笼式电机转子回路无法串电阻,因此反接制动不能过于 频繁
13
8.5.4 倒拉反转运行
拖动位能性恒转矩负载运行 的三相绕线式异步电动机, 若在转子回路内串入一定值 的电阻,电动机转速可以降 低。如果所串的电阻超过某 一数值后,电动机还要反转, 称之为倒拉反转制动运行状 态。倒拉反转运行时负载向 电动机送入的机械功率是靠 着负载贮存的位能的减少, 是位能性负载倒过来拉着电 动机反转
三相异步电机运行原理

三相异步电机运行原理三相异步电机是一种常见的交流电动机,其运行原理是基于磁场的转动作用。
本文将从基本原理、构造、运行特点、控制方式和应用等方面详细介绍三相异步电机。
1. 基本原理三相异步电机的运行原理是基于磁场的转动作用。
当三相交流电源通入三相异步电机的定子绕组时,产生的电磁场沿着定子铁芯出现旋转磁场。
该磁场的转速与电源频率和定子线圈的极数成正比,转速的大小表示为:n=s*f/Pn为电机转速,s为滑差,f为电源频率,P为定子线圈的极数。
当电机转子沿着旋转磁场旋转时,旋转磁场会在转子铁芯中引起感应电流,产生逆磁场,使得转子跟随旋转磁场转动。
转子跟随旋转磁场转动的结构,使得转子铁芯与旋转磁场之间的相对运动产生力矩,使得转子继续沿着旋转磁场转动。
这种情况下,电机的空载转速接近同步转速,但转速会随负载变化而下降。
2. 构造三相异步电机包括定子和转子两部分。
定子结构复杂,由定子铁核、定子线圈和端部盖板等部分组成。
定子线圈绕在定子铁核的上面,并由扯出的端子连接到电源上。
转子结构相对简单,由转子铁心、转子线圈和轴承等部分构成。
转子的铁心轴向排列,在其表面上有许多槽孔,用以装载转子线圈。
转子线圈是一组导电线,绕在铁心上,并与固定于轴上的端环互相连接。
转子在轴承内旋转。
3. 运行特点三相异步电机运行时,其特点如下:(1) 转速随负载变化而下降:电机空载转速接近于同步转速,即与电源频率和极数等条件有关的理论转速n1。
但是电机在负载下,由于动能的消耗,因此电机的转速会随着转矩的变化而回落,这种现象称为“滑差现象”。
实际上,电机的转速是与转矩成反比例关系,即在负载下电机的转速会下降。
(2) 起动电流大:在电机起动时,由于转子的静止不动,所以此时的转速为零,旋转磁场的转速为n1。
转子中的感应电流很大,由于磁通量变化而产生的转子电动势使得转子中的感应电流也很大,这就导致电机启动时的电流较大。
(3) 运行效率低:由于电机在运行时会产生都流,因此电机的功率因数较小,在功率传输时,会有一定的功率损失。
三相异步电动机常见故障分析与处理

三相异步电动机常见故障分析与处理三相异步电动机是工业中常见的一种电动机,广泛应用于各个领域。
然而,在使用过程中,往往会遇到一些故障,影响其正常运行。
本文将针对三相异步电动机常见的故障进行分析与处理,希翼能为读者提供一些解决问题的思路。
一、机电无法启动当三相异步电动机无法启动时,可能存在以下几种故障原因:1. 电源问题:首先要检查电源是否正常供电,是否存在电压过高或者过低的情况。
若电源正常,则可能是电源路线连接不良,需要检查电缆连接是否松动或者破损。
2. 转子堵转:当机电转子受到外力或者负载过大时,可能会导致转子堵转,无法启动。
此时需要检查负载是否过大,是否存在机械故障。
若存在故障,需要及时修复或者更换零部件。
3. 机电绕组故障:机电绕组可能存在短路、开路等问题,导致机电无法启动。
此时需要检查绕组是否受潮、老化或者烧毁,若有损坏,需要修复或者更换绕组。
二、机电运行异常当三相异步电动机在运行过程中浮现异常情况时,可能存在以下几种故障原因:1. 轴承故障:机电轴承可能存在磨损、松动或者润滑不良等问题,导致机电运行时产生异常声音或者振动。
此时需要检查轴承是否需要更换或者加注润滑油。
2. 风机故障:机电风机可能存在叶片松动、阻塞或者损坏等问题,导致风机无法正常工作,进而影响机电的散热性能。
此时需要清洁或者更换风机。
3. 机电过载:当机电负载超过额定负载时,可能会导致机电过载,产生过热现象。
此时需要检查负载是否过大,是否需要减小负载或者更换功率更大的机电。
三、机电发热过高当三相异步电动机在运行过程中发热过高时,可能存在以下几种故障原因:1. 绕组问题:机电绕组可能存在绝缘老化、绕组短路或者匝间短路等问题,导致电流过大,进而产生过热现象。
此时需要检查绕组是否受潮、老化或者烧毁,若有损坏,需要修复或者更换绕组。
2. 冷却系统故障:机电冷却系统可能存在风扇故障或者冷却液泄漏等问题,导致散热不良,进而引起机电发热过高。
三相异步电动机的工作特性和参数测定

三相异步电动机的工作特性和参数测定原理简述一、基本方程式和等效电路异步电机定子绕组所产生的旋转磁场,以转差速度切割转子导体,在转子导体中感应电势,产生电流,转子导体中的电流与定子旋转磁场相互作用而产生电磁转矩,使转子旋转。
当转子的转速"与定子旋转磁场的转速®相等时,定、转子之间没有相对切割,转子中就没有电流,也就不能产生转矩。
因此转子的转速一定要异于磁场的转速,故称异步电机。
由于异步而产生的转矩称为异步转矩。
当时,为电动机运行;心叫时为发电机运行;当"0即转子逆着磁场方向旋转时,它是制动运行。
异步电机绝大多数都是作为电动机运行。
其转矩和转速(转差率)曲线,如图8-1所示。
由《电机学》中可知,将转子边的量经过频率折算和绕组折算,可得到异步电机的基本方程式为:s=tttt式中转差率&是异步电机的重要运行参数际*二为折算到定子一边的转子参数,也就是从定子上测得转子方面的数值。
由方程式可以画出相应的等效电路,如图8-2所示。
当异步电动机空载时,"対®,。
附加电阻。
图8-2中转子回路相当开路;当异步电动机堵转时附加电阻,图8-2转子回路相当短路,这就和变压器完全相同。
因此异步电机也可以通过空载实验和堵转(短路)实验来求出异步电机的等效电路中的各参数。
X —*(S-4)、空载实验由空载实验可以求得励磁参数丘护汎以及铁耗0珂和机械损耗戸门。
实验是 在转子轴上不带任何机械负载,转速,电源频率V"的情况下进行的。
用调压器改变试验电压大小,使定子端电压从(U3)S 逐步下降到°'3^左右,每次记录电动机的端电压久、空载电流珀和空载功率喘,即可得到异步电动机的空载特性珀'%=讯如所示。
图8-3空载特性图8-4铁耗和机械耗分离空载时,电动机的输入功率全部消耗在定子铜耗、铁耗和转子的机械损耗上。
所以从空载功率中减去定子铜耗,即得铁耗和机械耗之和用,即式中尽为定子绕组每相电阻值,可直接用双臂电桥测得。
三相异步电动机的负载运行

(4-14)
式中F0称励磁磁动势,它产生气隙中的旋转磁场。该式称为 异步电动机的磁动势平衡方程式,它也可以写成
F 1F0(F2)
(4-15)
可以认为定子电流建立的磁动势有两个分量:一个是励磁分
量F0用来产生主磁通;另一个是负载分量(-F2)用来抵消转子 磁动势的去磁作用,以保证主磁通基本不变。这就是异步电动机
4.4.3 磁动势平衡方程
当异步电动机空载运行时,主磁通是由定子绕组的空载磁动
势单独产生的;异步电动机负载运行时,气隙中的合成旋转磁场 的主磁通,是由定子绕组磁动势和转子绕组磁动势共同产生的, 这一点和变压器相似。由电磁关系可知,定转子磁动势在空间相 对静止,因此可以合并为一个合成磁动势,即
F0 F1F2
(4-17)
图4.13 异步电动机的定、转子电路
于 nn1 ,因此感应而形成的转子电动势或电流的相序
也必然按顺时针方向排列。由于合成磁动势的转向决定
于定磁动绕子势组磁F中 动2在电 势空流F1间的的的转相(向序即相,相同所对,以于也转定为子子顺合)时成的针磁旋方动转向势速,F2度的 于为转 是向 转与 子
n 2ns1n nn 1
(4-9)
即等于定子磁动势F1在空间的旋转速度,也就是说, 无论异步电动机的转速如何变化,定、转子磁动势总是
(4-8)
三相异步电动机的负载运行(续1)
负载运行时,除了定子电流 I1 产生一个定子磁动势 F1外,转子电流 I2 还产生转子磁动势F2,它的磁极对数 与定子的磁极对数始终是相同的,而总的气隙磁动势则
是 为
F1
n2
与 F 的 合 成 2 60f2 p2
s60f1 p
sn1
。转子磁动势相对转子的旋转速度 ,若定子旋转磁场为顺时针方向,由
第6章 三相异步电动机

上一页 下一页 返回
6.1 三相异步电动机的基本工作原 理与结构
3.异步电动机的三种运行状态 异步电动机的转差率s在0-1范围内变化。根据转差率的大小 和正负.可得出异步电动机有三种运行状态。 1)电动机运行状态 当定子绕组接至电源.转子就会在电磁转矩的驱动下旋转.电磁 转矩即为驱动转矩.其转向与旋转磁场方向相同. 此时电动机 从电网取得电功率转变成机械功率.由转轴传输给负载。
上一页 返回
6.3 异步电动机的感应电动势
异步电动机气隙中的磁场旋转时.定子绕组切割旋转磁场将产 生感应电动势.经推导可得每相定子绕组的基波感应电动势为 E1 4.44 f1N1kw11 式中f1—定子绕组的电流频率,即电源频率(Hz) ; Ф1—每极基波磁通; N1—每相定子绕组的串联匝数; kW1—定子绕组的基波绕组因数.它反映了集中、整距绕组(如 变压器绕组)变为分布、短距绕组后.基波电动势应打的折扣。
上一页 下一页 返回
6.1 三相异步电动机的基本工作原 理与结构
2.旋转磁场转速 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场.其转速 为同步转速n1.即: 60 f
n1 p
式中:f—电源频率(Hz) ; p—电动机极对数。 3.旋转磁场的方向 旋转磁场的方向由通人异步电动机对称定子的三相绕组的电 流相序有关.
三相异步电动机定子绕组接在对称的三相电源上.转子轴上不 带机械负载时的运行.称为空载运行。为了便于分析.根据磁通 经过的路径和性质的不同.异步电动机的磁通可分为主磁通和 漏磁通两大类。 1.主磁通 当三相异步电动机定子绕组通人三相对称交流电时.将产生旋 转磁动势.该磁动势产生的磁通绝大部分穿过气隙.并同时交链 于定、转子绕组.这部分磁通称为主磁通. 2.漏磁通 除主磁通外的磁通称为漏磁通. 包括定、转子绕组的槽部漏磁 通和端部漏磁通.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
三相异步电动机经济运行GBT12497-20061 范围本标准规定了神华宁夏煤业集团有限责任公司实现三相异步电动机经济运行的原则与技术要求,判定经济运行的指标及计算方法。
本标准适用于神华宁夏煤业集团有限责任公司在用的中小型三相异步电动机(以下简称电动机)。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 1032 三相异步电动机试验方法GB/T 3485 评价企业合理用电技术导则3 术语和定义本标准采用下列术语和定义。
3.1 电动机经济运行在满足被拖动负载工作特性要求的前提下,安全可靠、不影响生产、不带来负面环境影响、节约电能与运行维护费用的运行方式。
3.2 无功经济当量电动机运行时每1kvar无功功率所引起的电网有功功率损耗。
3.3电动机综合功率消耗电动机运行时的有功功率损耗与无功功率使电网增加的有功功率损耗之和。
3.4电动机综合效率电动机的输出功率与对应的综合损耗之和。
3.5 电动机综合效率电动机的输出功率与对应的综合功率消耗之比。
3.6 电动机额定综合效率电动机在额定负载运行时的综合效率。
3.7 负载系数电动机输出功率与其额定功率之比,以百分率表示的负载系数称为负载率。
3.8 经济负载率电动机效率最高时的负载率。
3.9 综合经济负载率电动机综合效率最高时的负载率。
3.10 加权平均综合效率能源利用效率在一定的时间段,按不同负载率下运行的时间加权平均的综合效率。
4 电动机经济运行的原则与技术条件4.1 电动机选择4.1.1 电动机类型选择4.1.1.1电动机选用前应充分了解被拖动机械的负载(以下简称负载)特性,该负载对起动、制动、调速无特殊要求时应选用笼型异步电动机。
从节能角度考虑应首先选用符合GB 18613的电动机,不应选用国家明令淘汰的产品。
4.1.1.2负载对起动、制动、调速有特殊要求时,所选择的电动机应满足相应的堵转矩与最大转矩要求,所选电动机应能与调速方式合理匹配。
4.1.1.3 应依据电动机的工作是否处于易燃、易爆、粉尘污染、腐蚀性气体、高温、高海拔、高湿度、水淋和潜水工作环境,选择相应的防护类型、外壳防护等级和电动机的绝缘等级。
4.1.1.4拖动高精度加工机械和有静音环境要求的电动机,应按要求选用有精确速度控制、低振动和低噪声设计的电动机。
4.1.1.5应依据负载要求,选择具有合适的安装尺寸与连接方式。
4.1.2 电动机额定功率选择电动机额定功率应满足负载的功率要求,同时要考虑负载特性与运行方式。
4.1.2.1应依据反映负载变化规律的负荷曲线,确定经济负载率。
4.1.2.2 应根据负载的类型和重要性确定适当的备用系数。
具有长期连续运行或稳定负载的电动机,应使电动机的负载率接近综合经济负载率。
4.1.2.3年运行时间大于3000h、负载率大于60% 电动机,应优先选用能效指标GB 18613中节能评价值的节能电动机。
4.1.3 电动机工作电压选择电动机的工作电压应与供电电压相适应。
额定容量大于200kW的电动宜优先选用高压电动机。
运行在可调速状态的电动机宜选用较低额定电压等级。
4.1.4 电动机转速选择4.1.4.1 在满足传动要求的前提下,选择电动机转速时应减少机械传动级数。
4.1.4.2 需要调速的负载应根据调速范围、效率、对转矩的影响以及长期经济效益等因素,选择合理的调速方式和电动机。
4.1.5 电动机转矩选择4.1.5.1电动机应满足负载的堵转矩和最大转矩的需求。
4.1.5.2 对有频繁起动、冲击负载和高起动转矩等特殊要求的负载应选用相应的专用电动机并进行转矩校验。
4.2 电动机安装4.2.1 电动机应当由专门的安装技术人员进行安装。
4.2.2电动机的供电电压应符合额电电压的要求,运行各阶段电压应保持均衡。
4.2.3 电动机安装应特别注意连接轴的对准。
电动机安装场地与位置的确定应充分考虑运行管理的方便,预留必要的检修空间或场地,应保持适当通风。
并应考虑监控测点布置和测试仪器仪表的安装要求。
4.2.4 电动机安装(包括检修、改造更换)完毕,必须进行安装结果测试,检验测试安装后(或改造更换后)电动机的空载特性,包括机械性能、振动测量、效率与功率因数、电气安全指标等,同时应做好安装测试记录。
4.3 电动机经济运行管理4.3.1 建立电动机运行档案4.3.1.1电动机台数超过50台或总功率超过500kW的单位应建立并保持重要电动机详细清单。
注:重要电动机是指电能消耗大的,在生产过程中发挥重要作用的电动机。
4.3.1.2 容量大于160kW的电动机应有制造厂提供的原始资料,年运行时间超过1000h时应有各项试验记录,运行维修记录,典型的年负荷曲线与日负荷曲线,电动机运行状况分析记录等。
4.3.2 检查与维护4.3.2.1 电动机检查应指定运行管理人员负责电动机的运行状况巡回检查,测试与一般维护(冷却、润滑、清扫等)。
运行管理人员应定期检查电动机运行温升、振动、噪声以及电动机电气终端的电流和电压,做好完整的运行记录。
4.3.2.2 电动机维护电动机维护包括以下内容:a)轴承监测与校准:应经常性地检查电动机轴承的运行情况,作好电动机轴定位,及时对电动机转轴的偏移进行校准。
应特别关注直接耦合的电动机转轴的偏移。
轴承监测可使用红外成像仪测量轴承温度、使用振动传感器检测电机振动。
b)润滑;应按照制造商的规定对电动机轴承和变速箱保持良好润滑。
c)清洗:电动机应保持清洁,去除碎屑。
d)修正电压失衡:对电动机负载状态下每一相位的电源线电压应进行经常性测量并予以记录。
线间电压存在明显失衡时应予以纠正。
e)校正电源电压:电压波动超过其允许电压范围应及时进行校正。
f)监控和维护机械传输系统:应按照供应商的规定对电动机连接和耦合设备、皮带和传动齿轮进行经常性检查和维护,及时更换旧部件和皮带以确保电动机可靠和有效的运行。
4.3.3 检测仪表4.3.3.1对于55kW及以上电动机应监视其电流、电压、有功功率;在供电配电柜还应配备电能表与功率因数表。
4.3.3.2 总装机容量1000kW及以上、或安装有5台以上电子变频调速驱动电动机的工厂应配备有多功能电能分析仪。
4.3.4 功率因数补偿应根据电动机的容量大小与运行方式合理实施功率因数的就地补偿,补偿后功率因数应不低于0.9。
4.3.5 运行负荷调整电动机运行管理人员应充分了解负载情况,对多台并联或串联运行的系统,应按照系统效率最高的原则分配电动机的负荷或安排机组的启停,一般原则是使综合效率较高的机组处于经常稳定和满负荷运行状态。
4.3.6 电动机调节设备的运用4.3.6.1电动机负载调节设备的选择应以技术经济分析为依据,对大型机组应进行寿命周期成本分析。
4.3.6.2 对有多台电动机的系数,负载的分配应充分发挥调节设备节能效果。
4.3.7 记录数据整理分析电动机运行管理人员应做好完整的运行数据记录,及时进行汇总分析,并按企业能源管理要求整理成能源消耗台账。
应根据负载要求、生产特点提出改进运行制度与实现系统优化运行的建议。
4.3.8 电动机设备的运行监视4.3.8.1应按GB/T3485的规定配置电动机运行监测仪表,随时对供电条件及运行参数进行监测。
4.3.8.2运行管理人员应定期监视电动机运行电流、电压、电动机输入功率、三相电流与电压的不平衡度。
4.3.9 空载试验电动机在使用前和大修后均应进行空载试验,并将试验数据存入电动机档案。
4.4 电动机检修4.4.1 电动机修理前检查电动机修理前应作以下检查:a)预试验:应对以往的运行记录进行检查,确定该台电动机损害的状况(程度);b)部件的物理检查:确定是否存在无法恢复的永久性损坏,导致电动机的永久性损坏;c)空载损耗的测量:采有铁芯损耗测试仪测定电动机运行中铁芯过热,电动机失效或以往的修理不当情况。
该测定方法也被用于修理后铁芯损耗的测定,以确定是否有源自于修理过程的损坏。
4.4.2 修理要求电动机修理要求包括:a) 线圈拆除:拆除电动机线圈进行修理时,应将铁芯加热到恰好能够拆除艳缘材料的温度,减少损伤,防止铁芯温度过高,并应防止拆除过程中对铁芯的损伤;b)线圈安装:替换的新线圈应与原电动机使用的线圈具有相同的尺寸、绝缘特性和线圈形式。
安装这些线圈应尽可能接近原来的结构;c)轴承定位:安装轴承时应避免对轴承的损伤,并确保将轴承对准电动机的轴承室或轴承座。
4.4.3 修理后试验电动机经过修理后应按照GB/T 1032的规定,进行修理后试验,以确定是否造成修理过程中的损伤。
这些试验应包括:a ) 振动试验;b ) 空载损耗和空载电流测定;c)相位间直流电阻测定。
4.4.4 修理报告和记录修理过程中应记录与电动机修理有关的所有数据和资料,并存档待查。
电动机修理完毕交付使用时,应将修理记录一并交付供使用参考。
5 电动机运行的加权平均综合效率与综合经济负载率5.1 加权平均综合效率电动机运行的加权平均综合效率按式(1)计算: 11100%n ci i i c n i i t tηη==⨯=⨯∑∑ (1)式中:ηC ——在考察时间段内的电动机运行加权平均综合效率,%;ηci ——电动机在负载i 下的综合效率,%;t i ——电动机在负载i 下的运行时间,单位为小时(h ); n ——电动机负载的变化次数。
一般性的电动机经济运行状况评估,可以直接根据运行记录或负荷曲线选定代表性工况P i 及相应的运行时间t i 来计算ηc 。
5.2 综合经济负载率综合经济负载按式(2)进行计算:100%cm β= (2)式中:βcm ——电动机综合效率最高时的负载率,%。
其他符号的意义可参见附录A 。
6 电动机更换或改造6.1 更换或改造的基本要求6.1.1 当电动机处于非经济运行状态,采取更换或改造措施时,必须满足被拖动机械负载的要求,使电动机运行的负载率在接近综合经济负载率。
使更换或改造后电动机的综合功率损耗小于原电动机的综合功率损耗。
6.1.2 应根据工作环境、拖动负载更换电动机,在国家现行系列产品中合理选择。
电动机的更换应符合4.1的规定。
6.1.3电动机更换或改造应使用寿命周期成本分析方法进行经济性的检验。
6.2 起动性能校验6.2.1 更换或改造电动机应进行起动性能的校验。
6.2.2 按式(3)计算电动机起动过程中的最小转矩:M min≥M lmax×K s/K2V (3)式中:M lmax——电动机起动过程中可能出现的最大负载转矩(标幺值);M min——电动机起动过程中的最小矩(标幺值);K S——保证起动时有足够加速转矩所采用的系数,K S 为1.15-1.25;K V——电压波动系数,K V为0.81-0.95。