相异步电机的运行原理

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1、第14章重点与难点1.频率折合2.等效电路及其参数（1）等效电路（2）等效电路中的参数3.主磁通的大小目录第一节12第二节第14章三相异步电机的运行原理先分析转子不转、转子绕组开路;再分析转子绕组短路、转子堵转;最后分析转子旋转。以三相绕线转子异步电机为例。14.1三相异步电机转子不转时的电磁关系1.转子绕组开路时的电磁关系参考方向规定定子绕组电压和电流：电动机惯例转子绕组电压和电流：发电机惯例磁动势、磁通、磁通密度：出定子，进转子为正。参考方向规定空间坐标轴线（原点）取在定、转子的A相绕组的轴线上。空间角度以逆时针方向为正。励磁磁动势定子三相绕组接在交流三相对称电源上，定子绕组中流过三

2、相对称电流。三相电流产生基波旋转磁动势。转子绕组开路，没有电流，所以此时磁路中只有定子磁动势F0，产生气隙磁场。F0称为励磁磁动势，称为励磁电流。励磁磁动势幅值：转向：沿A、B、C方向（逆时针）。转速：瞬时位置：某相电流达到正最大值时，磁动势的正幅值就位于该相绕组轴线。三相对称，只需考察一相（A相）。励磁磁动势转子A相轴线+A2在空间超前定子A相轴线+A1的空间电角度为。励磁磁动势F0与+A2轴之间的空间电角度为90＋0（在作图时刻）。励磁磁动势产生的气隙磁场励磁磁动势F0作用在磁路中产生基波气隙磁场，用基波磁通密度表示。基波磁通密度在空间也按正弦分布，可用空间矢量B表示，转速也为

3、1。由于气隙均匀，当不计磁滞、涡流损耗时，基波气隙磁通密度与励磁磁动势波形相同，相位相同（B与F0同相）。气隙中每极磁通量（主磁通）定、转子绕组的主磁链气隙磁通密度波在空间上正弦分布，且是旋转的。定、转子绕组是静止的。所以定、转子绕组的磁通或磁链是随时间变化的。当磁通密度波的幅值在绕组轴线处时，绕组交链的磁链最大。定、转子绕组的主磁链以图中时刻作为计时起点。N2为转子绕组的每相串联匝数；kdp2为转子绕组的基波绕组因数。定、转子绕组的主磁链定、转子一相绕组的主磁链也可用相量表示。主磁通感应电动势定子绕组的感应电动势（一相）转子绕组的感应电动势（一相）感应电动势的有效值和相位电动势有效值与

4、频率、绕组有效匝数和每极磁通量m成正比。电动势滞后产生它的主磁链90。＝电压变比比值ke称为电压变比，是定、转子相电动势之比。ke等于定、转子绕组有效匝数之比。主磁通感应电动势感应电动势也可以用相量表示。感应电动势相量滞后于磁链相量90。励磁电流计及铁心的磁滞和涡流损耗时，励磁磁动势F0超前磁通密度B一个小角度；相应地，定子励磁电流相量超前定子磁链相量一个同样的小角度。励磁电流可分解为两个分量：有功分量无功分量铁耗B时空相矢量图将空间矢量图与时间相量图画在一起。+A1轴与定、转子的时轴+j1、+j2重合。电流、磁链相量和磁动势、磁通密度矢量都重合在一起。电动势相量滞后于产生它的磁

5、链相量90。通过相矢量图可以方便地确定相量、矢量的位置。主磁通与漏磁通作用主磁通：同时交链定、转子绕组，起着定、转子间能量传递的媒介作用。漏磁通：只交链定子绕组自身，称为定子漏磁通，包括槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通。漏磁感应电动势定子绕组漏磁通在定子绕组中感应的漏磁电动势的瞬时值为X1是表示E1与I0间线性关系的常系数，称为定子绕组每相漏电抗。引入电抗参数表示定子漏磁电动势电压方程式定、转子绕组一相电压方程式R1为定子绕组的每相电阻。、分别是定、转子绕组的相电压。定子漏阻抗Z1＝R1＋jX1，称为定子绕组每相漏阻抗。得到：代入电磁关系小结转子绕组开路时的电磁关系小结既有电路的问

6、题，也有磁路的问题，电与磁之间又有密切的联系。将这种复杂的电磁关系用熟悉的交流电路的形式表示出来，就可使分析和计算大为简化。以上是建立等效电路的基本思路。主磁通感应电动势的等效表示考虑主磁通在铁心中引起的铁耗时，如何用电路的形式表示与之间的关系？应引入一个阻抗ZmZm称为励磁阻抗；Xm称为励磁电抗，反映铁心磁路的磁化特性；Rm称为励磁电阻，对应于铁耗pFe的等效电阻。电压方程式，等效电路代入得到完全可用电路来描述。一相等效电路2.转子堵转时的电磁关系堵转：转子三相绕组短路（即绕组出线端短接），且转子堵住不转，定子接交流电源。转子中就会流过电流，产生转子磁动势，与定子磁动势共同起作用。转子磁

7、动势幅值：转向：沿着A2－B2－C2方向旋转。转速：瞬时位置：某相电流达到最大值，合成磁动势正幅值就位于该相绕组的轴线。转子三相对称电流流过对称三相绕组产生转子合成基波旋转磁动势F2。转子磁动势的转向转子静止，气隙磁通密度波相对转子的转速为n1，方向为逆时针。转子感应电动势的相序为A2－B2－C2（正序）。转子电流相序也为正序。转子磁动势F2由+A2轴转向+B2轴，再转向+C2轴（逆时针旋转）。定、转子磁动势关系定子磁动