异步电机（2）运行原理

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1、第十六章　三相异步电动机的运行原理第三篇异步电机1.理解转子静止和旋转时的电磁关系和物理过程2.掌握转子绕组归算（折算)的目的、原理和方法3.掌握转子磁动势的相对转速，理解转子旋转时异步电动机定、转子磁动势保持相对静止的原因；4.掌握归算后的基本方程式、相量图和等效电路5.掌握空载试验和短路试验的原理、方法和参数计算6.了解笼型异步电动机转子的极数、相数和匝数本章基本要求三相异步电动机的运行原理概述转子静止时的异步电动机转子旋转时的异步电动机笼型转子的极数、相数和匝数异步电动机的参数测定主要内容三相异步电动机

2、的运行原理定性分析定量计算简介：分析异步电动机运行中的电磁过程，研究各电磁量之间的相互关系，得出异步电动机的等效电路，建立定量分析异步电动机的理论基础。16.1概述三相异步电动机的运行原理异步电机与同步电机的主要联系相同点：借助于电磁感应作用传递能量不同点：同步电机的转子磁场是由通入的直流产生的；异步电机的转子磁场是由转子感应电流产生的。在对称稳态时，同步电机气隙磁场只在定子中感应电动势，为单边感应（直流电机与其类似）；异步电机气隙磁场在定、转子两边都感应电动势，为双边感应（变压器与其类似）研究对象：首先分析

3、三相对称且稳态运行的绕线转子异步电动机，任取一相或一个量进行分析。仅考虑基波的作用，不考虑高次谐波的影响，最后对笼型电动机的一些特殊问题进行分析。规定正方向：定、转子各相电气物理量的规定正方向和变压器相同磁动势、磁通的规定正方向为由定子到转子的方向；定、转子A和a相绕组的轴线分别为＋A和＋a。规定＋A为计算空间角度的起点，假设在转子静止状态下＋A在＋a前电角度。16.1概述三相异步电动机的运行原理规定正方向16.1概述三相异步电动机的运行原理图16-1　异步电机的规定正方向研究目的便于和已经熟悉的变压器进行对

4、比，且具有实际意义，因为移相器、感应调压器就是不转的异步电动机。研究对象两种转子静止的情况：转子绕组开路和转子堵转16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路转子电流为零，相当于调压器副边开路。电磁过程三相三相主要关系磁动势F0主磁通：由电动机的磁化特性确定磁动势电流电动势、主磁通电动势电流(一)磁动势电流幅值：相位：16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路图16-2磁动势与电流?的相位关系(二)电动

5、势、主磁通16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路频率：大小：1）定子电动势三相三相(二)电动势、主磁通16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路大小：2）转子电动势气隙磁密转过（90°＋）空间电角度时，转子a相绕组磁链最大，当时，?应落后于时轴（90°＋）电角度，而落后于计时起点。(二)电动势、主磁通16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路大小：3）电动势比（有效匝比）：相位1）定子电动势：定子电动势落后于定子磁链90°

6、图16-3　定子绕组A相磁链和电动势相位(二)电动势、主磁通16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路相位2）转子电动势：转子电动势的大小是定子电动势的1/ke倍，其相位决定于转子的位置，根据这一原理，可制成移相器图16-4　定、转子绕组A(a)相磁链和电动势相位(三)电动势电流16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路原理和思路：F0∝I0，E1∝，但磁动势F0与主磁通却是非线性关系，不易用解析式表示。为了跳过非线性的磁场问题，把磁场的问题转化成电路的

7、问题，和变压器一样，引入一个激磁参数Zm，直接把I0与E1联系起来，这个参数称为激磁阻抗。(三)电动势电流16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路表达式：激磁参数物理意义：Zm＝rm＋jxm——激磁阻抗；rm——激磁电阻或铁耗等效电阻xm——激磁电抗。讨论：1）xm是对应于气隙主磁通的电抗，与气隙大小、电源频率、绕组匝数、主磁路铁心材料、尺寸以及磁路饱和程度有关。气隙大，磁导小，激磁电流大，故气隙越小越好。2）尽管激磁阻抗的物理意义与变压器的相似，但在数值大小上和变压器的相差较大

8、，尤其是激磁电抗。变压器的主磁通几乎不经过气隙，主磁路的磁导大，激磁电抗大，相应的激磁电流就小，其标么值为0.01—0.1；而异步电动机的主磁通两次经过气隙，主磁路的磁导小，激磁电抗小，相应的激磁电流就大，其标么值为0.2—0.5。(四)方程式、相量图和等效电路16.2转子静止时的异步电动机三相异步电动机的运行原理一、转子绕组开路方程式：相量图：图16-5异步电动机转子绕组开路时的相量(四)方程式、