第五章 感应电机的稳态分析ppt课件.ppt

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1、第五章感应电机的稳态分析一、感应电机的结构§5.1三相异步电动机的工作原理及结构1、定子●定子铁芯---是磁路的一部分，为减小铁损耗通常用0.35或0.5mm的硅钢片制成，在定子铁芯的内园冲有用来放置绕组的槽。●定子绕组---是电路的一部分，该绕组放在定子槽内，通三相电时产生旋转磁场，由漆包线组成。●机座---主要用来固定定子和转子，由铸铁制成。河北科技大学电气信息学院2、转子●转子铁芯---与定子铁芯相同，区别仅在于槽开在外圆上，用来固定转子绕组。●转子绕组---是进行能量转换的主要部分，根据结构又分为笼型转子和绕线转子。●转轴---用来支撑转子旋转。3、

2、气隙感应电机的气隙较小，中小型电机一般为0.2～2mm，气隙越小，产生同样的主磁通所需要的励磁电流就越小，功率因数就越高，但气隙也不能太小，否则容易扫堂。河北科技大学电气信息学院三相异步电机的结构绕线转子异步电机剖面图1—转子绕组2—段盖3—轴承4—定子绕组5—转子6—定子7—集电环8—出线盒河北科技大学电气信息学院河北科技大学电气信息学院河北科技大学电气信息学院1、定子由定子铁心、定子绕组和基座三部分组成。河北科技大学电气信息学院定子冲片定子线圈河北科技大学电气信息学院铁心和机座2、转子转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。1）笼型绕组铜条笼型转子铸铝笼型转

3、子河北科技大学电气信息学院笼型转子河北科技大学电气信息学院绕线转子照片河北科技大学电气信息学院2）绕线型绕组二、感应电机的运行状态1、旋转磁场的产生旋转磁场——在三相对称绕组中通以三相对称电流，就可以产生旋转磁场（第四章已叙述）河北科技大学电气信息学院2、三相异步电动机的工作原理当给定子绕组，接通三相对称电源后，在定子、转子之间的气隙内产生了以同步转速ns旋转的旋转磁场（即定子中产生的旋转磁场）。转子导条被这种旋转磁场切割，在导条内产生感生电流，该电流与旋转的磁场相互作用，使导条产生电磁力。于是转子就以n的转速跟着旋转磁场旋转。右手定则决定电流方向左手定则决

4、定导条受力方向河北科技大学电气信息学院那么，n的大小如何呢？1）若，导体和旋转磁场之间就没有相对运动，转子不会受力，就不会旋转。2）若，在转子不受外力的情况下，不可能。3）只能是，那么又小多少呢？引入转差率来衡量它是表征感应电机运行状态的一个基本物理量根据其大小和方向，可确定感应电机的运行状态。1）电动机状态：当给定子通电后，产生同步旋转磁场，在转子中产生电磁转矩，使转子转动。将电能转换成机械能。河北科技大学电气信息学院2）发电机状态：若用原动机驱动转子使，此时转子上所产生的电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，起制动作用，若继续以n的速度转动则需从轴上输入更

5、大的功率。通过电磁感应，定子输出电功率。3)制动状态：若由于其他原因是转子逆着旋转磁场的方向转动，，此时转子所产生的电磁转矩的方向与转子的转向相反，起制动作用。河北科技大学电气信息学院``河北科技大学电气信息学院§5.2三相感应电动机的定子磁场一、空载运行时的磁动势和磁场1、空载运行时的磁动势当给定子对称绕组通三相对称电流时，定子绕组便产生了合成磁动势F1,由前述可知F1的旋转方向与三相电流的相序相同。在F1的作用下，产生主磁场Bm，并以ns的同步转速切割转子绕组，产生三相转子电动势和转子电流，空载时，，转子电流很小，因此空载运行时，定子磁动势F1基本上就是

6、产生气隙主磁场Bm的激磁磁动势Fm，对应的定子电流就可近似认为是激磁电流河北科技大学电气信息学院2、主磁场和激磁阻抗气隙中的主磁场以同步速度旋转时，主磁通在定子绕组中产生感应电动势E1，若主磁通的磁化曲线看作是线性的，即：此时上式可写成：Zm---激磁阻抗，表征铁芯磁化特性和铁耗的综合参数Rm----激磁电阻，表征铁芯损耗的等效电阻Xm----激磁电抗，表征主磁场强弱的等效参数。频率越高，气隙越小，Xm就越大，激磁电流Im就越小。3、定子漏磁通和漏抗定子磁动势F1除产生主磁通φm外，还产生漏磁通φ1σ，它仅与定子绕组铰链而不进入转子绕组，根据其路径又分为槽漏

7、磁通，端部漏磁通，谐波漏磁通，只管他们产生感应电动势，但由于不产生有用转矩，故将它们作为漏抗压降来处理。河北科技大学电气信息学院4、空载时电压方程根据基尔霍夫第二定律二、负载运行时的磁动势和磁场1、转子磁动势当电动机带上负载时，空载转速n0下降到负载转速n，s增大，转子电流增大，因此也就产生了转子磁动势F2，由于转子的转向与旋转磁场的转向相同，故F2和F1的方向相同，二者的相对转速为：河北科技大学电气信息学院在转子中产生的感应电动势和电流的频率为转子电流产生的磁动势F2相对与转子的转速为故F2在空间的转速（即相对于定子的转速）可见无论转子的实际转速为多少，F

8、2在空间的转速总是等于ns，并与定子磁动势保持相对静