异步电机原理讲解

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1、第五章异步电机5.1异步电机概述5.2异步电动机的主要结构与作用原理5.3三相异步电动机的磁动势和磁场5.4异步电动机的电压方程和等效电路5.5异步电动机的功率平衡与转矩平衡5.6异步电动机的工作特性与机械特性5.7异步电动机的参数测定5.8异步电动机的起动、调速5.1异步电机概述异步电机（也叫感应电机）是一种交流旋转电机。异步电机运行时，在气隙中的旋转磁场与转子绕组之间存在相对运动，依靠电磁感应作用使转子绕组中的感应电流，产生感应电磁转矩，从而实现机电能量的转换。由于转子的转速与旋转磁场的转速之间总是存在差异，所以称为异步电

2、机。一.特点异步电机的转速除与电网频率有关外，还随负载而变。二.优缺点1.优点：结构简单、制造容易、运行可靠、效率较高、价格低廉、坚固耐用等。2.缺点：（1）异步电机运行时，必须从电网吸取滞后性无功功率，使电网功率因数降低，增加了输电线路损耗。（2）起动和调速性能较差。（3）用途：主要作电动机使用，如：机床、水泵、家用电器、轧钢设备等。在电网的总负荷中，异步电动机用电量约占60％以上。5.2异步电动机的主要结构与作用原理一.异步电机的主要结构1.定子：定子铁心：由050.5mm厚硅钢片叠压而成,构成磁路和安放三相绕组。定子绕组

3、：电磁线制而成,构成电路。机座：铸铁或钢板焊接而成。2.转子：转轴:支撑转子。转子铁心：由0.5mm硅钢片叠压而成,构成磁路的一部分。转子绕组：鼠笼型绕组、铸铝或打铜条绕线式绕组：由电磁线绕制而成三相绕组，在内部接成Y接，另外三个出线端由滑环引出，可外接电阻。3.气隙：磁路的一部分，δ↓→Im↓，但易发生扫膛现象。二.异步电机的作用原理三相对称电流流入三相对称的定子绕组，在空间产生旋转磁场，该旋转磁场切割转子导体，在转子导体中感应电势，并在转子回路中产生电流，该转子电流与定子的旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使转子旋转。1.转

4、子的转向与定子磁场的转向相同。2.转子的转速略低于定子磁场的转速。3.转差率的概念旋转磁场的转速和转子的转速之差称为转差转速△n=n–1n。nnn1转差率SSnnnnnSn(1S)nnn1111111当0n时,即0>S时,电机为发电运行状态(机械能→电能)。1当n<0时,即S>0时,电机为电磁制动运行状态(机械能和电能→热能)。当n＝0时,即S＝1时,电机为电动机起动状态。n≈n时,即S≈0时,电机为电动机的空载状态。1三.额定值1.额

5、定功率P:电动机在额定情况下运行，由轴端输出的机n械功率，单位为W，kW。2.额定电压U:电动机在额定情况下运行,施加在定子绕组n上的线电压，单位为V。3.额定频率f：50Hz。n4.额定电流I：电动机在额定电压、额定频率下轴端输出额n定功率时，定子绕组的线电流，单位为A。5.额定转速n：电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额n定功率时，转子的转速，单位为r/min。5.3三相异步电动机的磁动势和磁场一.空载运行时的磁动势和磁场1.主磁通Φ：0（1）作用：传递能量的媒介作用；（2）路径：定子气隙转子气隙定子。2.漏磁通Φ：σ（

6、1）不起传递能量的媒介作用，只起电抗压降的作用；（2）包括：槽部漏磁通、端部漏磁通和高次谐波。二.负载运行时的磁动势和磁场1.转子电动势的频率：fSf212.转子绕组的感应电动势:E4.44fNkSE2S22w223.转子绕组的电阻和漏抗：忽略集肤效应，认为R不变；2x2fL2SfLSx2S221224.转子绕组的电流：正常运行时，转子端电压U=0=0，所以2ESESEI2S2I22，其有效值2RjxRjSxRS22()x22S2222结论：转子电流I随S的增加而增加。2R25.转子绕组的功

7、率因数：cos222R(Sx)22结论：转子功率因数随S的增加而减小。60f60Sf216.转子磁动势的转速：nSn21ppnnSnnn211相对转子速度：F1相对定子速度：F2三.磁动势平衡方程1.磁动势形式：FFF1202.电流形式：III101L5.4异步电动机的电压方程和等效电路一、电动势平衡方程UEI(Rjx)111110EI(Rjx)2S222SEI(Rjx)IZ10mm0m二.等效电路1.折算（1）折算原则：①保持F不变，只要使等效前后转

8、子电流的大小和相位相等2即可；②等效前后转子电路的功率和损耗相等。（2）折算方法：ESEEE2S222I2R2jx2SR2jSx2R2jxRjx1SR2222SS'm2N2kw2I①电流折算：2II22m1N1kw1ki'N1kw1②电动势折