异步电机运行原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十六章 三相异步电动机的运行原理,第三篇 异步电机,1,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,三相异步电动机的运行原理,2,16.4 笼型转子的极数、相数和匝数,三相异步电动机的运行原理,由绕线转子异步电动机分析得到的基本方程式、相量图和等效电路完全适用于笼型异步电动机。,笼型转子的,相数、极 数和匝数如何确定？,定、转子极数相等是旋转电机产生平均转矩的必要条件。,绕线式转子有明显的相数和极 数，且设计制造与,定子相同,3,16.4 笼型转子的极数、相数和匝数,三相异步电动机的运行原理,一、,笼型转子的极对数,在空间按正弦分布的主磁场,b,相对于定子转速为,n,1,，以,n,1,=,n,1,-,n,=,sn,1,的相对转速切割转子导条。在导条产生感应电动势e,c，,且e,c,与,b,成正比，故e,c,与,b,同相位。每根导条功率因数角为,2,，导条中电流,i,c,波滞后于e,c,波,2,角。转子磁动势,F,2,亦为正弦波，以转速,n,1,相对于定子旋转。,笼型转子无特定的极数，其极数始终等于定子的极数。,4,16.4 笼型转子的极数、相数和匝数,三相异步电动机的运行原理,二、,笼型转子的相数,设转子总导条数为,Z,2,(,即转子槽数,),，极对数为,p,，则相邻两根导条之间相差的空间电角度为,2,p,360/,Z,2,，,这也是相邻两根转子导条电动势,(,电流,),的相位相差的电角度。,同相位的电流构成一相,。导条分布均匀，一对磁极范围内的导条数为,Z,2,/,p,若,Z,2,/,p,为整数，则相数,m,2,Z,2,/,p,；,若,Z,2,/,p,不为整数，则相数,m,2,Z,2,。,W,2,=1/2(每相串联匝数：每对极每相只有一个导体）,k,w1,=1(无短距和分布）,三、,笼型绕组的匝数和绕组因数,5,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,一、,空载试验,1、目的：测定铁耗,p,f,e,、机械损耗,p,m,和激磁参数,Z,m,r,m,jx,m,利用等效电路计算异步电动机的运行特性，应首先知道其参数。这些参数(,r,1,x,1,r,2,x,2,r,m,x,m,)可通过空载和短路（堵转）两个试验求得。,2、方法和步骤：电机轴上不带负载，定子接到额定频率的三相对称电源上，通过三相调压器对电机供电，使定子端电压从(1.11.3),U,N,开始，逐渐降低电压，空载电流逐渐减少，直到电动机转速发生明显下降，空载电流开始明显回升为止。记录电动机的相电压,U,1,、空载相电流,I,0,、空载损耗,p,0,。绘制空载特性曲线。,6,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,一、,空载试验,3、空载特性图,4、分析计算,1）铁耗和机械损耗的确定,空载时，转子电流小，转子铜耗可忽略不计。定子输入功率消耗在定子铜耗,m,1,I,0,2,r,1,、铁耗,p,f,e,、机械损耗,p,m,上 。,p,0,=,m,1,I,0,2,r,1,+,p,f,e,+,p,m,r,1,可由电桥测出，记下室温，折算到75,C。,从输入功率,p,0,中扣除定子铜耗，得铁耗,p,f,e,和机械损耗,p,m,之和,p,0,：,p,0,=,p,0,-,m,1,I,0,2,Rr,1,=,p,f,e,+,p,mec,7,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,一、,空载试验,4、分析计算,1）铁耗和机械损耗的确定,损耗分离：在,p,0,中，机械损耗,p,m,与电压,U,1,无关。,p,f,e,可近似认为与磁密的平方成正比，因而可近似认为与电压的平方成正比。故,p,0,与,U,1,2,的关系曲线近似为一直线。,其延长线与纵轴交点即为机械损耗,p,m,，从而得到铁耗,p,f,e,。,p,f,e,B,2,m,2,E,1,2,U,1,2,8,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,一、,空载试验,4、分析计算,2）激磁参数的确定,（,额定电压,）,9,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,二、,短路(堵转)试验,1、目的：测定短路阻抗、转子电阻和定、转子漏抗。,2、方法和步骤：,将转子堵住，在定子端施加电压，从0.4,U,N,开始逐渐降低，记录定子相电压,U,k,、定子相电流,I,k,、定子端输入功率,P,k,，作出短路特性,I,k,=,f,(,U,k,)，,p,k,=,f,(,U,k,) 。根据短路特性曲线，取,额定电流,点的,U,k,(相电压)、,I,k,(相电流)、,p,k,(三相短路损耗)。,10,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,二、,短路(堵转)试验,3、堵转阻抗特性图,4、分析计算,1）堵转时的等效电路,堵转阻抗特性图,堵转时的等效电路,11,16.5 异步电动机的参数测定,三相异步电动机的运行原理,4、分析计算,2）短路参数计算,（,额定电流,）,二、,短路(堵转)试验,12,小结,三相异步电动机的运行原理,异步电机与变压器的区别,1）异步电机的磁场为旋转磁场，空间矢量；变压器的磁场为脉振磁场，时间相量。,2）异步电机为旋转电机，定、转子频率不同，除进行相数和匝数的归算外，还需可以进行频率的归算；变压器为静止电器，原、副边频率相同，不需进行频率的归算,。,3）异步电机转子绕组短路，输出机械功率，在等效电路中 由(1-,s,),r,2,/,s,来模拟,机械功率的大小，负载性质为纯电阻性；变压器副边接电负载，其性质可以是电阻性、电感性或电容性。,4）异步电机的绕组一般为分布、短距绕组，计算磁动势和电动势时需乘以绕组因数；变压器的绕组为集中绕组，不存在绕组因数,的问题。,5）异步电机的主磁路存在气隙；变压器的主磁路气隙很小；,x,m异,*,I,0,变,*,，,x,异,*,x,变,*,。,13,