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第4章 异步电机 4.1 三相异步电动机的基本结构与工作原理 三相异步电动机结构图 定子绕组和铁心 二、转子 笼型转子 绕线型转子 笼型电动机与绕线型电动机的比较： 三相电流合成磁场 的分布情况 3. 旋转磁场的极对数p 4. 旋转磁场的转速 （一）电动机运行状态 4.1.3 三相异步电动机铭牌数据 4. 电流 定子绕组 三相双层叠绕组每相在不同的极下的极相组可以串联联接，也可以串-并联联接或并联联接，如下图。 双层线圈组可以用两个单层整距的线圈组来等效，如图(b)所示。 4.6 三相异步电动机的功率和转矩 4.7 三相异步电动机的工作特性和参数测定 4.8 单相异步电动机 三相异步电动机的功率和电磁转矩 电磁转矩与气隙磁通和转子电流的有功分量的乘积成正比，说明正是由于此二者的相互作用才产生电磁转矩。 上式说明： 当异步电动机的电磁转矩在?1一定时，并不与转子电流成正比，而是与转子电流的有功分量成正比。 —转矩常数 例：一台三相异步电动机，UN =380V，Y形联结。在拖动 TL =140N·m的负载运行时，定子电流 I1 =42A，转速 n = 1440 r/min。铁损耗 pFe = 800 W，铜损耗 pCu = 1200 W，空载损耗 p0 = 750 W。求：(1) 转矩T2、T0 和 Te ；(2) 功率 P2、Pe、Pm 和 P1 ； (3) 效率? 和功率因数 ? 。 解： (1) 求转矩 T2 = TL = 140 N·m T0 = 60 p0 2? n = N·m = 5 N·m 60 750 2? 1 440 Te = T0＋T2 = 145 N·m 三相异步电动机的功率和电磁转矩 (2) 求功率 由 n =1440 r/min 可知 n1 = 1500 r/min s = n1－n n1 = 1500－1440 1500 = 0.04 P2 = T2 n 2? 60 = ×140×1 440 kW = 21.1 kW 2? 60 Pe = Te n1 2? 60 = ×145×1 500 kW = 22.77 kW 2? 60 Pm = (1－s )Pe 三相异步电动机的功率和电磁转矩 = (1－0.04 )×22.77 kW = 21.85 kW P1 = P2＋pFe＋pCu＋p0 = (21.1＋0.8＋1.2＋0.75) kW = 23.85 kW (3) 求效率和功率因数 ? = ×100% P2 P1 = ×100% = 88.47% 21.1 23.85 ? = cos?1 = P1 3 U1 I1 = = 0.86 23.85 1.732×380×42 4.6.5 电磁转矩的参数表达式(T-s特性) 在具体应用时由于I?2和cos?2都随s而变化，负载变化时?1也略有变化，不能从物理表达式直接表示出电磁转矩Te随着s而变化的关系，这就要推导出电磁转矩的另一表达式即参数表达式。 由异步电动机的“Γ”型近似等效电路可知： 三相异步电动机的功率和电磁转矩 电磁转矩的物理表达式很简洁，且具有清晰的物理概念，定性分析异步电动机很方便。 所以 上式表明，电磁转矩与电压、频率、参数和转差率有关，当电网电压U1和f1一定，且电机参数也可以认为不变时，则电磁转矩Te仅与转差率s有关 。 参数表示的机械特性方程式是一个二次方程式，故在某一转差率下，转矩有一最大值。 而 T-s曲线如下图所示。 三相异步电动机的功率和电磁转矩 三相异步电动机的负载运行 E2是折算到是定子频率的转子电势，也可把E2看成是Φ1的大小不变时转子静止的感应电势。 3. 转子漏抗x2?s 由于电抗与频率成正比，故转子旋转时的转子每相漏抗x2?s为 x2?=2? f1L2?称为折算到定子频率的转子漏抗，即在L2?不变的条件下，把转子频率从f2改变为定子频率f1时，转子漏抗应有的数值。 在物理概念上，x2?可看成是转子静止时的转子漏抗。 三相异步电动机的负载运行 4. 转子电流I2 旋转后转子电流是由转子电势产生的，显然转子电流的频率与电势的相同，即等于转子频率f2=sf1，由于转子绕组直接短路，所以只有转子自身的漏阻抗限制电流，所以 有效值为 5. 转子功率因数cos?2 通过上述分析可知，当转子旋转时，转子的各个物理量均与转速(转差率)有关。 例：某绕线型三相异步电动机， nN = 28