第06章-三相感应电动机的运行原理

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三相电机原理图解

三相电机原理图解

三相电机原理图解三相电机是一种常见的电动机,它通过三相交流电源驱动,能够将电能转换为机械能,广泛应用于工业生产和家用电器中。

下面我们就来详细解析三相电机的原理,希望能够对大家有所帮助。

首先,我们来看一下三相电机的结构。

三相电机主要由定子和转子两部分组成。

定子是固定不动的部分,通常由三个相互120度相位差的线圈组成,这三个线圈分别接在三相交流电源上。

转子是旋转的部分,它内部有导体,当定子线圈通电时,会在转子上感应出电流,从而产生电磁力,驱动转子旋转。

接下来,我们来详细解析三相电机的工作原理。

当三相电源接通时,定子上的线圈会依次产生电磁场,这三个电磁场相互错开120度,形成一个旋转磁场。

而转子上的导体在这个旋转磁场的作用下,会受到一个旋转力矩,从而带动转子旋转。

这就是三相电机的基本工作原理。

除了基本原理外,我们还需要了解一些与三相电机相关的重要参数。

首先是功率,三相电机的功率与电压、电流及功率因数等参数有关,通常可以通过电气工程知识进行计算。

其次是效率,三相电机的效率是衡量其性能优劣的重要指标,一般来说,效率越高,能源利用越充分。

此外还有转速、转矩等参数,它们对于三相电机的工作性能和应用场景都有重要影响。

在实际应用中,三相电机通常需要配合其他设备和控制系统来完成各种工作任务。

比如,可以通过变频器来调节电机的转速,通过PLC控制系统来实现自动化控制,通过传感器来监测电机的运行状态等等。

这些辅助设备和系统都是为了更好地发挥三相电机的作用。

总之,三相电机作为一种常见的电动机,具有结构简单、工作可靠、效率高等优点,在工业生产和家用电器中有着广泛的应用。

通过本文的介绍,相信大家对于三相电机的原理和工作方式有了更深入的了解,希望能够对大家有所帮助。

第06章-三相感应电动机的运行原理

第06章-三相感应电动机的运行原理
Rr / s Rr
说明:频率折算后,转子电流的相位移没有发生变化,这样 转子磁动势F2的幅值和空间位置也就保持不变.
Rr 1 s = Rr + Rr , 说明频率折算时,转子电路应串入一个附 s 1 s s 加电阻 Rr , 转子转动时,转子具有动能(转化为输出的机 s
械功率),当用静止的转子代替实际转动的转子时,这部分 1s 动能就用消耗在电阻 R上的电能来表示. r s
二, 电动势平衡方程式 负载时定子的电动势平衡方程式: 负载时定子的电动势平衡方程式:
U 1 = E 1 + I1 ( R1 + jX σ 1 ) = E + I Z
1 1 1
注意: 注意:负载时主磁通Φm乃是由定转子磁动势共同作用所产生
感应电动机的转子电路自成闭路,端电压U2=0,所以 转子的电动势平衡方程式: 转子的电动势平衡方程式: E2s I2 ( Rr + jXσ 2s ) = 0 E2s I2Z2σ = 0 式中 I 2 ——转子每相电流; Rr ——转子每相电阻,对绕线型转子还应包括外加电阻; ——转子每相漏电抗, X σ 2 s = 2π f 2 Lσ 2 . Xσ 2s Z 其中 Lσ 2 为转子每相漏电感; σ 2 为转子每相漏阻抗 E2s 转子电流的有效值: I 2 = 转子电流的有效值: R r2 + X σ2 2 s
间的联系是通过电磁感应关系而实现的,这一点和变压器相似.
转子绕组相当于变压器的二次绕组
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定子绕组相当于变压器的一次绕组
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6.1.1 空载电流和空载磁动势
空载电流 I0 : 电动机空载,定子三相绕组接到对称的三相电源 时,在定子绕组中流过的电流. 定子空载磁动势的幅值: 定子空载磁动势的幅值: 若不计谐波磁动势,三相空载电流所产生的合成 磁动势的基波分量的幅值 I 0 N1 它以同步速n1的速度旋转. 励磁磁动势: 励磁磁动势:空载时的定子磁动势F0 励磁电流: 励磁电流: 空载时的定子电流 I0

三相感应电机控制原理

三相感应电机控制原理

三相感应电机控制原理
三相感应电机的控制原理主要基于电磁感应原理和交流电的性质。

在三相感应电机中,定子绕组中通入三相交流电,产生旋转的磁场。

这个旋转的磁场与转子导体相互作用,产生感应电动势和感应电流。

转子中的感应电流与定子磁场相互作用,产生转矩,驱动转子旋转。

具体来说,当三相交流电通入定子绕组时,会产生旋转的磁场。

这个旋转的磁场与转子导体相互作用,在转子导体中产生感应电动势和感应电流。

感应电流的方向和强度取决于转子导体的位置和旋转速度。

转子导体中的感应电流与定子磁场相互作用,产生转矩。

这个转矩驱动转子旋转,同时转子的旋转又改变了感应电流的方向和强度,进一步影响了转矩的大小和方向。

在控制方面,可以通过改变输入到定子绕组中的三相交流电的相位、频率、幅值等参数来调节旋转磁场的速度、方向和强度,从而调节转矩的大小和方向,实现对电机转速和转向的控制。

另外,还可以通过控制电机的输入电压、电流等参数来调节电机的输入功率,实现对电机输出功率的控制。

总之,三相感应电机的控制原理是通过调节输入到电机中的三相交流电的参数来调节旋转磁场与转子导体的相互作用,从而实现对电机转速、转向和输出功率的控制。

简述三相交流感应电机的工作原理

简述三相交流感应电机的工作原理

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三相电动机工作总结

三相电动机工作总结

三相电动机工作总结
三相电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业生产和家用电器中。


们通过三相交流电源驱动,具有高效、稳定的特点,因此受到了广泛的青睐。

在工作中,三相电动机需要配合其他设备和系统,以实现各种功能。

下面我们就来总结一下三相电动机的工作原理和应用。

首先,三相电动机的工作原理是基于电磁感应。

当三相交流电源加到电动机的
定子绕组上时,会在转子上产生一个旋转的磁场,从而驱动转子转动。

这种工作原理使得三相电动机具有高效、稳定的特点,适用于长时间、高负荷的工作环境。

其次,三相电动机的应用范围非常广泛。

在工业生产中,三相电动机常用于驱
动各种设备,如水泵、风机、压缩机等。

它们能够提供稳定的动力输出,满足生产过程中的各种需求。

在家用电器中,三相电动机也有着重要的作用,如空调、洗衣机、冰箱等都需要三相电动机来驱动各种部件的运转。

此外,三相电动机在工作中需要与其他设备和系统配合,以实现各种功能。

例如,需要配合变频器来实现调速功能,配合传感器和控制系统来实现自动控制,配合保护装置来确保安全运行等。

这些配合使得三相电动机能够更好地适应各种工作环境和需求。

总的来说,三相电动机是一种高效、稳定的电动机类型,具有广泛的应用前景。

在工作中,它们通过电磁感应原理驱动转子转动,能够提供稳定的动力输出。

同时,它们还需要与其他设备和系统配合,以实现各种功能。

相信随着科技的不断发展,三相电动机的应用领域将会更加广泛,为各行各业的发展提供更好的支持。

三相感应电动机原理

三相感应电动机原理

三相感应电动机原理
在静态阶段,三相感应电动机的定子绕组中流过的电流称为激励电流,它产生的磁场称为激励磁场。

当三相交流电源接通时,电流通过定子绕组,形成一个旋转磁场。

这个磁场的方向和大小跟电流的方向和大小有关。


子绕组产生的磁场称为主磁场。

在动态阶段,定子绕组的旋转磁场和转子(也称为电机转子)上的导
体相互作用,引起了感应电动势。

感应电动势的大小和方向由电机转子上
的导体位置和速度决定。

感应电动势在导体上形成了感应电流,这个电流
产生的磁场称为感应磁场。

感应磁场的方向和主磁场的方向相对,从而导
致了转子上的导体受到力的作用。

这个力使转子开始旋转。

由于感应电动势的大小与转子上的导体位置和速度成正比,转子开始
旋转后感应电动势的大小也会增大。

当转子速度接近同步速度时,感应电
动势的大小和主磁场的大小相等。

这时,转子上的电流和主磁场的方向相对,力的作用消失,转子达到稳定运转状态。

在转子旋转的过程中,电机的速度会稍微慢于同步速度,这称为滑差。

滑差的大小影响着电动机的输出功率和效率。

当负载变化时,滑差的大小
会发生变化,电机会自动调节滑差,使得输出功率和效率保持在最佳状态。

以上就是三相感应电动机的工作原理。

通过电磁感应的作用,将电能
转化为机械能,实现了电动机的运转。

在实际应用中,三相感应电动机广
泛应用于工业生产、交通运输和家用电器等领域。

三相发电机原理

三相发电机原理

三相发电机原理三相发电机是一种常见的电动机,它利用电磁感应原理将机械能转换为电能。

三相发电机原理是基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力的作用原理。

在本文中,我们将详细介绍三相发电机的工作原理和结构特点。

首先,让我们来了解一下法拉第电磁感应定律。

根据法拉第电磁感应定律,当一个导体在磁场中运动时,它会在两端产生感应电动势。

这就是说,当导体相对于磁场运动时,会产生感应电动势。

而三相发电机正是利用了这一原理来产生电能的。

三相发电机由定子和转子组成。

定子上绕绕着三个相互120度相位差的线圈,这三个线圈分别连接到三个外部电源上。

当外部电源通电时,定子线圈中会产生交变电流。

而转子则位于定子内部,由磁场产生的转矩驱动转动。

当定子线圈中的电流变化时,会产生交变磁场。

根据洛伦兹力的作用原理,当导体在磁场中运动时,会受到一个与速度和磁感应强度方向都有关的力。

这个力就是洛伦兹力,它会驱动转子产生转动。

因此,定子线圈中的交变电流通过洛伦兹力的作用,将机械能转换为电能。

三相发电机的工作原理可以用一个简单的模型来解释。

假设有一个圆形的磁铁,磁铁的两端分别是N极和S极。

当定子线圈中的电流变化时,会产生一个旋转的磁场。

而转子上的导体在这个旋转的磁场中运动,就会受到洛伦兹力的作用而产生转动。

这样,机械能就被转换为了电能。

除了工作原理,三相发电机还有一些特点。

首先,它具有高效率和稳定性。

由于三相发电机采用了三个相位差的线圈,可以产生平稳的交变电流,因此具有较高的效率和稳定性。

其次,三相发电机结构简单,维护方便。

由于三相发电机的结构相对简单,因此维护起来比较方便。

最后,三相发电机适用范围广泛。

三相发电机可以用于各种场合,包括工业生产、家庭用电等。

总之,三相发电机是一种利用电磁感应原理将机械能转换为电能的重要设备。

它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力的作用原理,具有高效率、稳定性,结构简单,适用范围广泛等特点。

希望本文对您理解三相发电机原理有所帮助。

感应电动机的运行原理

感应电动机的运行原理

• 10.4 感应电动机参数பைடு நூலகம்测定 • 10.4.1 空载试验
图10.10 感应电动机的空载特性
图10.11 平方法分离机械损耗
• 感应电动机空载时s很小,转子电流很小,
转子铜耗pCu2可忽略,输入功率全消耗在定
子铜耗
、铁耗pFe和机械损耗pmec
上。即:
(10-36)
• 从p0中扣除定子铜耗
后得:
(10-27)
图10-4 转子转动后的感应电动机定、转子电路图 (a) 转动时的电路 (b) 频率折算后的电路
• 10.3.4 等效电路 • 经频率折算后的转子电动势、电流和阻抗
还应按10.2节所述方法进行绕组折算。现把 频率和绕组折算后的基本方程式汇总如下:
(10-28)
图10.5 感应电机T形等效电路图
• 对于大、中型感应电动机,一般Zm>>Z2, 故图10-14等效电路中激磁支路可断开,通 常可近似认为:
(10-44)
图10-13 感应电动机的短路特性
图10-14 感应电动机堵转 时的等效电路
• 10.5 笼型转子的极数、相数和参数计算
图10-15 笼型转子的极数 (a) 气隙磁密、导条电动势和电流的空间分布波 (b) 导条和端环中的电流分布
• 根据折算前后转子视在功率保持不变为条 件,即应满足:
• 由此可求得折算后的转子电动势: (10-12)
(10-13)
• 式中 比。
称为感应电机的电动势变
• (3
• 根据折算前后转子上的铜耗保持不变为条
件,即应满足:
(10-14)
• 由此可求得折算后的转子电阻
(10-15)
• 式中 比。
称为感应电机的阻抗变
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定子绕组相当于变压器的一次绕组 转子绕组相当于变压器的二次绕组
6.1.1 空载电流和空载磁动势
空载电流 I&0 : 电动机空载,定子三相绕组接到对称的三相电源 时,在定子绕组中流过的电流。 定子空载磁动势的幅值: 定子空载磁动势的幅值: 若不计谐波磁动势,三相空载电流所产生的合成 磁动势的基波分量的幅值 I 0 N1 它以同步速n1的速度旋转。 励磁磁动势: 励磁磁动势:空载时的定子磁动势F0 励磁电流: 励磁电流: 空载时的定子电流 I&0
频率折算后,转子电流 I&2 与 I&1 具有相同的频率。于是磁动势平 衡方程式也可用电流的形式表示,则得
m NKω1 & m2 N2Kω2 & m NKω1 & 1 0.9 1 I1 + 0.9 I2 = 1 0.9 1 I0 / p p p 2 2 2

& + m2 N2 Kω 2 I = I & & I1 2 0 m1 N1Kω1
Rr / s Rr
说明:频率折算后,转子电流的相位移没有发生变化,这样 转子磁动势F2的幅值和空间位置也就保持不变。
Rr 1− s = Rr + Rr , 说明频率折算时,转子电路应串入一个附 s 1− s s 加电阻 Rr , 转子转动时,转子具有动能(转化为输出的机 s
械功率),当用静止的转子代替实际转动的转子时,这部分 1−s 动能就用消耗在电阻 R上的电能来表示。 r s
F2 = 0.9 ×
2
p
I2
式中
m2——转子绕组的相数; N2——转子绕组的每相串联匝数; Kω2——转子绕组的基波绕组因数;
转子电流的频率为sf1,转子绕组的极对数p2=p1
60 f 2 60 f1 n =s = sn1 转子合成磁动势相对转子的旋转速度:2 = 转子合成磁动势相对转子的旋转速度: p2 p1
三、 磁动势平衡 定子磁动势F1和转子磁动势F2在空间相对静止,合并为一个 合成磁动势Fm Fm——励磁磁动势,它产生气隙中的旋转磁场 感应电动机的磁动势平衡方程式: 感应电动机的磁动势平衡方程式: F1=-F+Fm
物理意义: 物理意义: 当频率一定时,电动势E1 与主磁通Φm成正比。当E1值近 似不变时,Φm也近似不变,励磁磁动势也应不变。 转子绕组中通过电流产生磁动势F2的同时,定子绕组中 就必然要增加一个电流分量,使这一电流分量产生磁动势F2抵消转子电流产生的磁动势F2,从而保持总磁动势Fm近似 不变 等于空载时的定子磁动势F Fm等于空载时的定子磁动势F0
定、转子的时间相量图 a)定子U相 b)转子U相
定、转子画在一起的时间相量图 转子旋转时的时-空相量图
时-空相量图 优点: 优点:较全面地描述了感应电动机的基本方程式,明确了各 物理量之间的关系 缺点:用它来对感应电动机进行分析和计算相当麻烦 缺点
6.2.3 感应电动机的等效电路
折算目的: 折算目的:将折算后的转子绕组与定子绕组直接联系起来,得 到感应电动机的等效电路。 折算原则: 折算原则:转子对定子绕组的电磁作用和感应电动机的电磁性 能不变。 用静止的转子代替实际转动的转子—— ——频率折算 一、 用静止的转子代替实际转动的转子——频率折算 静止不动的转子代替实际转动的转子必要条件: a、 F2总是在空间以同步速旋转。 b、 转子对定子的作用也仅仅是通过磁动势F2产生的。 1) 转子位置角的折算 θ12的大小在变化,但转子磁动势F2总是与磁通密度波 的大小在变化,但转子磁动势F 矢量B 电角度,而与θ 的大小无关。 矢量Bm相差 ( 90°+ϕ2 ) 电角度,而与θ12的大小无关。因可以简 单认为u相相轴与U相相轴重合, =0, 单认为u相相轴与U相相轴重合,即θ12=0,这就是转子位置 角的折算。 角的折算。
转子不动时,转子漏抗 Xσ2 = 2π f1L 2 σ 转子转动时,转子漏抗 X = 2π sf L σ 2s 2 σ2 所以
X σ 2 s = sX σ 2 式中 Xσ 2s 转子不动时的转子漏抗
上式代入转子电流的有效值方程式: 转子电流的有效值方程式: 转子电流的有效值方程式
I2 =
E2s
2 Rr2 + Xσ 2s
& 负载时转子电动势E2s的频率为 f2 = sf1 ,大小为 E2s =4.44f2N2Kω2Φm
感应电动机的转子电路自成闭路,端电压U2=0,所以 转子的电动势平衡方程式: & & 转子的电动势平衡方程式: E2s − I2 ( Rr + jXσ 2s ) = 0 & & E2s − I2Z2σ = 0 & 式中 I 2 ——转子每相电流; Rr ——转子每相电阻,对绕线型转子还应包括外加电阻; ——转子每相漏电抗, X σ 2 s = 2π f 2 Lσ 2 。 Xσ 2s Z 其中 Lσ 2 为转子每相漏电感; σ 2 为转子每相漏阻抗 E2s 转子电流的有效值: I 2 = 转子电流的有效值: R r2 + X σ2 2 s
ωt
二、 感应电动机的时-空相量图 感应电动机的时绘制感应电动机的时-空相量图时, 绘制感应电动机的时 空相量图时,应注意下列三个关 空相量图时 系(对单相量-多时轴而言) 1)每一相都取自己的相轴作为时轴。 2)相电流相量 (时间相量)与该电流系统产生的合成磁 动势矢量F(空间矢量)重合。 3)主磁通与任意一相绕组交链的磁通相量Φm(时间时量) 与主磁通的磁通密度波矢量Bm(空间矢量)重合。 三个关系不仅用于分析感应电动机, 三个关系不仅用于分析感应电动机,也适用于同步电动机
& & U& 1 = − 器的分析方法相似
& E 1 = − I& 0
(R m
+ jX
m
)
式中 R + jXm =Zm ——励磁阻抗,其中Rm为励磁电阻,是反映铁 m 耗的等效电阻,Xm为励磁电抗,与主磁通Φm相对应。 式中 X σ 1 ——定子漏磁电抗,与漏磁通Φσ1相对应。
一、 转子磁动势的分析 对称多相系统: 对称多相系统:由气隙磁场感应所产生的导条电动势和导条电流 也就构成相应的对称多相系统。 感应电动机其转子绕组都是一个对称的多相系统 电机其定转子极数必须相等,这样才能产生恒定的平均电磁 转矩 转子合成磁动势F 转子合成磁动势F2:是一个旋转磁动势, 若不计谐波磁动 势,则转子磁动势的幅值为: m2 N 2 Kω 2
二、 电动势平衡方程式 负载时定子的电动势平衡方程式: 负载时定子的电动势平衡方程式:
& & U 1 = − E 1 + I&1 ( R1 + jX σ 1 ) & = − E + I& Z
1 1 1
E 1 = 4 .4 4 f 1 N 1 K ω 1 Φ m
注意: 注意:负载时主磁通Φm乃是由定转子磁动势共同作用所产生
&′ 若折算后的转子电流为 I 2 ,因折算前后转子磁动势不变,所以
& & & U1 = −E1 + I0 (R1 + jXσ1) 电压方程式可改写为: & & = −E1 + I0Z1
式中 Z1——定子漏阻抗, Z1 = R1 + jX σ 1
& & 因为 E1 I0Z1 ,可近似地认为 U1 = − E1 或 U1 = − E1
对于一定的电动机,当 频率f1一定时,U1∝Фm。由 此可见,在感应电动机中, 若外施电压一定 主磁通Фm 外施电压一定,主磁通Ф 外施电压一定 主磁通 大体上也为一定值,这和变 大体上也为一定值 压器的情况不同。 电动机的空载电流则较 大在小型感应电动机中,I0 甚至可达到额定电流的60%。
感应电动机空载时的等效电路
6.2
三相感应电动机的负载运行
6.2.1 负载运行时的物理情况
负载运行时: 以低于同步速n 负载运行时:电动机将以低于同步速n1的速度n旋转 以低于同步速 的速度n 转向则仍与气隙旋转磁场的转向相同 与气隙旋转磁场的转向相同 气隙磁场与转子的相对转速 相对转速为 ∆n=n −n=sn ,∆n 也就是气 相对转速 1 1 隙旋转磁场切割转子绕组的速度 转子绕组中感应出电动势,产生电流,其频率 频率为 频率
& & & I1 = I1Z +I0
& & ——定子电流的负载分量,&1Z = − m2 N2 Kω 2 I2 式中 I1Z I m1N1Kω1
& & & & I 空载时,2 ≈ 0 ,所以 I1 ≈ I 0 ;而负载时,随着 I 2 的增大,定子电流也随之增大。
二、 绕组折算 把实际上相数为m2、每相匝数为N2、绕组因数为Kω2的转子 绕组折算成与定子绕组完全相同的一个等效绕组。折算后转子 各量称为折算量,都加上符号“´”表示。
合成磁动势F 的转向与定子磁动势F1的转向相同为顺时针方向 合成磁动势F2的转向 顺时针方向 转子磁动势F2在空间的(即相对于定子)的旋转速度为 转子磁动势F 在空间的(即相对于定子)
n2+n=sn1+n=n1
即等于定子磁动势F1在空间的旋转速度。 无论感应电动机的转速n如何变化,定子磁动势F1与转子磁 动势F2总是相对静止的。 旋转电机能够正常运行的必要条件: 旋转电机能够正常运行的必要条件:定转子磁动势相对静止
主磁通Φm 主磁通Φm 定子漏磁 通
6.1.2 空载时的定子电压平衡关系 .1.2
& 设定子绕组上每相所加的端电压为U1 ,相电流为 I&0 ,主磁通 & Φm在定子绕组中感应的每相电动势为 E1,定子漏磁通在每相绕组 & 中感应的电动势为 Eσ1 ,定子绕组的每相电阻为R1
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