第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机要点

第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 m1 N1kW 1 F 0 . 9 I1 1 二、基本方程式 2 p m1 N1kW 1 （一）磁动势平衡方程式 Im Fm 0.9 2 p F1 F2 Fm F 0.9 m2 N 2 kW 2 I 2 2 2 p 式中m1、m2为定子、转子的相数；Im为对应于励磁磁动势的励磁 电流。Fm为励磁磁势 m1 N1kW 1 m2 N 2 kW 2 m1 N1kW 1 0.9 I1 0.9 I 2 0.9 Im 2 p 2 p 2 p 异步电动机 m N k 1 I 令 I 1 1 W 1 则 I1 I 2 Im 的电流比 2 2 ki
笼型转子 的磁动势
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 1、转子磁动势F2的旋转方向 如果相序为A-B-C的异步电动机定 子电流所产生的旋转磁场按逆时针方向旋 转，因为n<n0，则转子电流相序为a-b-c 。 则转子磁动势F2的旋转方向也按照相序ab-c，即：按逆时针方向。 2、F2转速的大小 转子绕组内感应电动势和电 流的频率为 p(ns n) pns ns n
f2 60 60 ns sf1
f2为转差频率，转子电流形成的转子磁 动势F2的旋转方向与F1的旋转方向相同， 它相对于转子的转速为Δ n，而相对于 定子的转速为Δ n+n=ns
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 （二）磁动势平衡 转子磁动势F2与定子磁动势F1相对静止，得到合成磁动势F1+F2 ) 负载时 F1 F2 Fm Bm ( m
两极异步电动机的定 子、转子绕组示意图 负载时定子、转子 磁动势和电流的相 矢图
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 （三）电磁关系 有效值
E1 4.44 f1N1kW1 m
E2s 4.44 f 2 N2kW 2 m
相量表达式
j4.44 f N k E 1 1 1 W1 m
一、异步电动机负载时的物理情况
当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组 中就通过三相交流电流。若不计谐波和齿槽影响，这个对称三相交 流电流将在气隙内形成按正弦规律分布、并且以同步转速n0旋转的 旋转磁动势F1，由旋转磁动势F1建立旋转的气隙主磁场Bm。
这个旋转磁场切割定子、转子绕组，分别在定子、转子绕组内感应 出定子电动势和转子电动势。在转子电动势作用下转子回路中有对称三 相电流流过。于是，在气隙磁场和转子电流的相互作用下，产生了电磁 转矩，转子就顺着旋转磁场的方向转动。
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机
在了解了异步电动机的概貌，阐明了磁动势和磁场以及电动势等这些参 与电磁过程的基本物理量以后，本章首先分析异步电动机负载运行时的电磁 过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合。和变压器一样，可从这些方 程式导出等效电路与相应的相量图，并用等效电路与相量图去分析功率和转 矩，从而得出异步电动机的工作特性，并说明工作特性测取的方法，为交流 拖动系统的分析奠定基础
) 空载时 F10 Fm0 Bm0 ( m0
电动机从空载到负载，定子绕组的感应电动势的变化很小，差不 多和电源电压相平衡。所以，可以近似认为
m m0
于是
F1 F2 Fm Fm0 m
F1 Fm (F2 )
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机
ki
m2 N 2 kW 2
m1 N1kW 1 m2 N 2 kW 2 F2 0.9 I 2 0.9 I2 2 p 2 p
I ( I ) I 1 m 2
励磁电流
负载电流
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 （二）电动势平衡方程式
U1 ( E1 ) ( E1 ) I1 R1 E2 s ( E2 s ) I 2 ( R2 R )
异步电动机空载运行时，建立气隙磁场Bm的励磁磁场Fm0就是定 子绕组产生的三相基波合成磁动势F10即Fm0=F10
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机 空载的情况下：n≈ns, I2≈0
当电机带有机械负载后：n<ns, I2增大。 （一）转子磁动势分析 不论转子是绕线型还是笼 型，转子磁动势F2都是一种旋 转磁动势。
5.1 三相异步电动机运行时的电磁过程 5.2 三相异步电动机的等效电路及相量图 5.3 三相异步电动机的功率和转矩 5.4 三相异步电动机的工作特性及测取方法 5.5 三相异步电动机参数的测定
5.6 三相异步电动机的转矩与转差率的关系
本章小结
第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机
5.1 三相异步电动机运行时的电磁过程
j4.44 f N k E 2s 2 2 W 2 m j4.44 f1 N2 kW 2 m s
异步电动机的负载运 行时的电磁关系
定、转子的漏磁通在各自绕组中感应产生漏电动势
j4.44 f N k E 1 1 1 W 1 1
j4.44 f N k E 2s 2 2 W 2 2s j4.44 f1 N2 kW 2 2s s
RΩ 为转子电阻的外加电阻
E1 Im Zm Im (Rm jXm )
Zm为表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻 抗；Xm称为励磁电抗；Rm为反映铁耗的励磁电阻。 E1 jI1 X1 E2s jI2 X 2s
定子漏电抗 转子漏电抗
E2s 4.44 f 2 N2kW 2 2s 4.44 f1N2kW 2 2s s
因此
E2s E2 s
X 2s X 2 s
E2s E2 s
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