第九章_三相异步电动机的运行原理

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1、第九章异步电机的运行原理9-1三相异步电动机的空载运行9-2三相异步电动机的负载运行9-3三相异步电动机的功率和电磁转矩9-4三相异步电动机的工作特性9-5三相异步电动机的参数测定第九章异步电机的运行原理9-1三相异步电动机的空载运行9-2三相异步电动机的负载运行9-3三相异步电动机的功率和电磁转矩9-4三相异步电动机的工作特性9-5三相异步电动机的参数测定8/26/20211山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作本章基本要求1.掌握异步电动机的负载运行时的工作原理、物理过程。2.掌握异步电动机的等效电路、基本方程式、相量图。3.掌握三相异步电动机的能量传递

2、、功率流程图和电磁转矩的计算。熟悉电磁功率计算常用的公式。4.了解异步电动机的工作特性和参数测定。8/26/20212山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作概述三相异步电动机的定、转子电路间没有电的直接的联系，它们之间的联系是通过电磁感应关系而实现的，这一点和变压器相似。定子绕组相当于变压器的原绕组，转子绕组相当于变压器的副绕组。本章就是利用这种相似性，以变压器运行理论为基础，先分析异步电动机运行时的物理过程，导出电磁平衡方程，画出相量图，通过绕组折算和频率折算而得出等效电路。为分析异步电动机的能量转换过程，电磁转矩和运行性能提供理论基础。8/26/2021

3、3山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作9-1三相异步电动机的空载运行1.空载电流I0电动机空载，定子三相绕组接到对称的三相电源时，在定子绕组中流过的电流。2.定子空载磁动势的幅值若不计谐波磁动势，三相空载电流所产生的合成磁动势的基波分量的幅值一、空载电流和空载磁动势它以n1的转速旋转，由于电机空载，轴上没有负载，所以电机的转速很高，非常接近于同步转速，在理想空载下，可认为n1=n，即s=0，而E2=0，I2=0。8/26/20214山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作称为励磁磁动势；空载时的定子磁动势F0，称为励磁电流：空载时的定子电流I0，用来

4、供给空载损耗，包括空载时的定子铜损耗、定子铁心损耗和机械损耗。用来产生气隙磁场，也称为磁化电流。空载电流的有功分量I0p空载电流的无功分量I0q空载电流I0三相异步电动机的空载运行所以空载时电机气隙磁场完全由定子空载磁势F0所产生。8/26/20215山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作3.主磁通Φ1：同时与定、转子绕组相交链的基波磁通。在电动机中产生电磁转矩，进行机电能量转换。主磁通的磁路由定、转子铁心和气隙组成。三相异步电动机的空载运行定子漏磁通：仅与定子绕组相交链的磁通。主要由槽部漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通组成。槽漏磁通：只与定子槽交链的磁通，称

5、为槽漏磁通；端部漏磁通：交链定子绕组端部的磁通，称为端部的漏磁通；谐波漏磁通：气隙中除了主磁通外的谐波磁通，它就是气隙中总磁通减去基波磁通后所剩下来的磁通，故又称差漏磁通。8/26/20216山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作三相异步电动机的空载运行二、空载时定子电压平衡关系异步电动机空载时的等效电路式中Z1—定子漏阻抗类似于变压器的分析方式，由等效电路，得定子电压方程式：r1jx1σ该磁通虽然也通过气隙与转子绕组交链，但它的极对数和转速与基波不同，对转子不产生有用的转矩。因此把它作为定子漏磁通来处理，而称为谐波漏磁通。8/26/20217山东理工大学电

6、工电子教研室weipeiyu制作因为E1>>I0Z1，可近似地认为或对于已经制成的异步电动机，当频率f1一定时，U1∝Ф1。由此可见，在异步电动机中，若外施电压一定，主磁通Ф1大体上也为一定值，这和变压器的情况相同。但电动机的空载电流则较大，在小型感应电动机中，I0甚至可达到额定电流的60%。三相异步电动机的空载运行而为什么？8/26/20218山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作9-2三相异步电动机的负载运行一、转子静止时的异步电动机异步电动机通常所用的计算方法与变压器类似，即将其化成等效电路，求解电路的方式来解决具体计算问题。设定、转子都具有极对数为p

7、的三相对称绕组，转子被堵住不动，(可以接入起动电阻)，定子接到频率为f1、线电压为对称三相电源如图所示。（一）电磁过程以三相绕线式异步电动机为例，说明转子静止时电动机内部的电磁过程。8/26/20219山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作ABCabcq12气隙中的旋转磁场由定转子磁场共同建立，电磁关系如下：在三相对称电压作用下,定子绕组中便有三相电流流过，产生的基波旋转磁势在气隙中以同步转速旋转；从而在定、转子绕组中感应电势，在转子中产生对称的三相电流，它们也产生旋转磁场。三相异步电动机的负载运行8/26/202110山东理工大学电工电子教研室weip