异步电动机基本理论

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1、第12章   异步电机的基本理论·工作原理、等效电路、功率平衡·转矩平衡、机械特性、工作特性12-1   异步电动机的结构和工作原理   异步电机（AsynchronousMachines）的主要运行方式是电动机(Motor)运行。一.异步电动机（AsynchronousMotor)的结构 1.定子·定子铁心（1,2）·定子冲片（圆形冲片，扇形冲片），径向通风沟（风道），槽，槽型。·定子绕组：成型线圈（2），散嵌线圈，单层，双层，绕组联结方法。·其他部件：机座，端盖，风罩，铭牌等。问题：定、转子铁心为什么必须用硅钢片叠压而成？

2、 2.转子·转子铁心（1，2）：转子冲片。·转子绕组：1.鼠笼式(squirrelcage)绕组)铸铝转子2.绕线式绕组·其他部件：轴，，风扇等 3.气隙·定转子之间的间隙，很小，0.2-1mm.对电机的性能影响很大。·按结构分类：·鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固耐用，制造容易，成本低廉；·启动、运行性能不如以下的绕线式。·绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的启动、调速等性能。二.异步电动机的工作原理  1.异步电动机的物理模型演示·模型图演示现象：一旦摇动手柄使磁铁以n1旋转，则鼠笼会跟着以转速n旋转，而且n

3、异步电动机定子上有m(一般m=3或2)相对称的交流绕组。2.异步电动机的工作原理·（1）m相电流通入m相绕组在电机内部可自动产生一个以n1为转速的旋转磁场；·（2）转子导体在旋转磁场中（照片，鼠笼转子照片，示意图）被磁力线切割将感应电势e=Blv（e方向用右手定则判断）。·（3）自成闭路的转子导体在磁场中将有电流流过，载流的转子导体在旋转磁场中受到电磁力f=Bli的作用（f的方向用左手定则判断）。·（4）电磁力作用于转子将产生电磁转矩T，T驱动转子以转速n旋转。·注：i.根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机（英文为：

4、InductionMotor);ii.n不等于n1,n

5、,额定运行时，电动机的输出功率；额定转速:nN(r/min),额定运行时，电动机的转子转速；额定频率:fN(Hz)，规定的电源频率(我国用工频 50Hz)；额定效率ηN，额定功率因数:cosφN等。 额定功率：无论△接法或是Y接法，下式均成立：PN=3UNpINp cosφNηN=P1NηNsqrt(3)UNINcosφNηN (W)四.转差、转差率切割磁力线是产生转子感生电流和电磁转矩的必要条件。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。旋转磁场的转速n1为同步转速；转子的实际转速n简称转子转速。两者在电机运行时

6、有差别，即转差Δn=n1-n 转差率:s=(n1-n)/n1注:  s是异步电机的一个基本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。启动瞬间即堵转时：n=0,s=1理想空载时：n=n1,s=0电动机运行时,s在0~1之间。转差率一般很小：              sN=0.015~0.06制动运行时，电磁转矩方向与转速方向相反，即n1与n反向，s>1发电机运行时，n高于同步转速n1,s<0.根据转差率可以区分异步电机的属何种运行状态：（看图1200-1）五.电势平衡方程式1.定子绕组电势平衡方程式定子绕组接到交流电源上，与

7、电源电压相平衡的电势（压降）包括：主电势（感应电势）：定子绕组通入三相对称交流电流时，将会产生旋转的主磁通，同时被定子绕组和转子绕组切割，并在其中产生感应电势。有效值为：       E1=4.44f1N1Φ1kw1漏磁电势（漏抗压降）定子漏磁通：仅与定子绕组相匝链。漏抗压降：E1σ=-jI1X1σ电阻压降：R1I1定子边方程式：U1=-E1+I1(R1+jX1σ)                =-E1+I1Z12.转子绕组的电势及电流转子绕组的感应电势转子绕组切割主磁通的转速主磁通以同步速度n1旋转转子以转速n旋转转子绕组

8、导体切割主磁通的相对转速为(n1-n)=sn1频率公式：f2=p.sn1/60=f1s(Hz)结论：由于s很小，转子感应电势频率很低。一般 1-3Hz有效值公式：E2s=4.44sf1N2Φ1kw2=E2s感应电势与转差率成正比。对绕线式三相异步电动机:转子绕组每相串联匝数的