三相异步电动机工作原理及运行分析.ppt

《三相异步电动机工作原理及运行分析.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、三相异步电动机工作原理及运行分析复习旧课要点——产生圆形旋转磁动势的条件：一是三相对称绕组；二是三相对称电流。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形旋转磁动势。三相对称绕组通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆形旋转磁动势，它有以下主要性质(1)幅值是单相脉动磁动势最大幅值的3/2倍。(2)转向由电流相序决定,从载有超前电流相转到载有滞后电流相.(3)转速决定于电流的频率和电机的磁极对数。(4)当某相电流达最大值时,合成磁势的波幅就与该相绕组的轴线重合。一、三相异步电机的工作原理1.三相异步电机为电动机运行三相异步电机作为电动机运行是其最普遍的工作状态.三相

2、电流流入三相定子绕组,产生旋转磁势,并在气隙中产生相应的旋转磁场.旋转磁转也是以同步转速n1在旋转。当旋转磁场切割转子导体时，在其中产生感应电势，使转子导体中有电流流过。其方向可利用右手定则判断。转子电流与旋转磁场作用而产生电磁转矩，使转子以转速旋转，从而把电能转换成机械能，作电动机运行。由左手定则判断可知：转子方向与磁场旋转方向相同，如图8-15(b)所示。当异步电机作为电动机运行时，为了克服负载的阻力转矩，三相异步电动机的转速总是略低于同步转速，以便气隙中的旋转磁场能够切割转子导体而在其中产生感应电势和感应电流，从而能够产生足够的电磁转矩来拖动转子旋转。如果转子的转速与同步

3、转速相等，转向又相同，则气隙旋转磁场与转子导体之间没有相对运动，因而转子导体中就不会产生感应电势和电流，电机的电磁转矩也将为零。可见，异步电机产生电磁转矩的必要条件是，磁场的同步转速和转子的转速不相等，即：。把同步转速和转子转速的差值称为转差，转差与同步转速的比值称为转差率，转差率用s来表示，即转差率是异步电机的一个基本变量，它可以表示异步电机的各种不同运行状态。(1)在电机刚起动时，转子转速n=0，则，s=1,转子切割旋转磁场的相对速度为最大，转子中的电势及电流也最大。如果电动机产生的电磁转矩足以克服机械负载的阻力转矩，转子就开始旋转，转速会不断上升。随着转子转速n的上升，转

4、差率s减小，转子切割旋转磁场的相对速度减小，转子中的电动势及电流也减小。在额定状态下，转差率s的数值通常都是很小的，中小型异步电动机的转差率约为0.01～0.07，转子转速与同步转速相差并不很大。而空载时，因阻力矩很小，转子转速很高，转差率则更小，约为0.004～0.007，可以认为转于转速近似等于同步转速。(3)假设n=n1，则转差率s=0，此时转子导体不切割旋转磁场，转子中就没有感应电势及电流，也不产生电磁转矩。可见，作为电动机运行时，转速在0～n1的范围内变化，而转差率则在1～0的范围内变化。三相异步电动机的转速可用转差率来计算，即n=(1-s)n1转子以转速n恒速旋转时

5、，转子绕组的感应电动势、电流的频率用f2表示。异步电动机运行时，转子的转向与旋转磁场的转向一致，它们之间的相对转速为n2=n1-n，表现在电动机转子上的频率f2为2.三相异步电机作为发电机运行若异步电机的转轴上不是机械负载，而是用一原动机拖动异步电机的转子以大于同步转速的速度与旋转磁场同方向旋转，如图8-15(c)所示。此时，转子导体相对于旋转磁场的运动方向与图8-15(b)相反，转子导体中的电势及电流也反向。由左手定则可知，转子导体所产生的电磁转矩也与转子转向相反，起着制动作用。为了克服电磁转矩的制动作用，使转子能继续旋转下去，并保持n>n1，原动机就必须不断向电机输入机械功

6、率，而电机则把输入的机械功率转换为电功率输出给电网，此时异步电机成为发电机。异步发电机运行时，转差率s为负值。3.三相异步电机在制动状态下运行若在外力作用下，使转子逆着旋转磁场方向转动，如图8-15(d)所示。比较图8-15(b)和图8-15(d)可见，此时，转子导体相对于磁场的运动方向与电动机运行状态相同，故转子导体中的电势和电流方向仍与电动机状态相同，作用在转子上的电磁转矩方向与旋转磁场方向一致，但却与转子转向相反，起了阻止转子旋转的作用，故称为三相异步电动机的制动运行。在这种情况下，它一方面消耗原动机的机械功率，同时也从电网吸收了电功率，这两部分功率均变为三相异步电动机内

7、部的损耗。制动运行时，由于转子逆着磁场方向旋转，n<0，则转差率s>1。在3种运行状态下，转子转速总是与旋转磁场转速(同步转速)不同，因而称为异步电机。又由于异步电机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理来产生感应电势和电流，从而产生电磁转矩使电动机转，因而异步电机又称为感应电机。二、三相异步电动机的功率和转矩平衡关系1.三相异步电动机中各项功率、损耗的含义电机是机电能量转换的机械，在能量转换过程中必然会有功率平衡关系，必然会有损耗。当三相异步电动机接在电网上稳定运行时，由电网