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第四章 三相异步电动机 电气工程系 胡幸鸣 第四章 三相异步电动机 第四章 三相异步电动机 第一节 三相异步电动机的 基本工作原理和结构 二、三相异步电动机的基本工作原理 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 三、三相异步电动机的基本结构 例4-4 已知三相异步电动机的铭牌，如何接用电动机？ 五、三相异步电动机主要系列简介 第二节 三相异步电动机的定子绕组和 感应电动势 二、三相单层绕组 二、三相单层绕组 二、三相单层绕组 第三节 三相异步电动机的空载运行 第三节 三相异步电动机的空载运行 第三节 三相异步电动机的空载运行 第三节 三相异步电动机的空载运行 第四节 三相异步电动机的负载运行 第四节 三相异步电动机的负载运行 1.频率折算 2. 绕组折算 3. T型等效电路 4. 等效电路的简化 第五节 三相异步电动机的功率及转矩平衡方程式 一、功率转换及功率平衡方程式 二、转矩平衡方程式 第六节 三相异步电动机的参数测定与工作特性 一、空载试验 二、短路试验 二、短路试验 三、工作特性 例4-5有一台UN=380V，fN=50Hz，nN=1440r/min ，Y联结的三相绕线转子异步电动机，其参数为Xm=40? ，r1=r’2=0.4?，X1=X’2=1?，忽略rm。已知定转子有效匝比为4，试求额定负载时的： 1) 额定转差率sN； 2) 根据简化等效电路求出I1、I2、I0和cos?1； 3) 转子相电动势E2s的大小； 4) 转子电动势的频率f2N； 5) 总机械功率Pm 解 1)转差率sN 根据nN=1440r/min，估算出同步速n1=1500r/min 2) 根据简化等效电路求出I2 、I0 、I1和cos?1 由异步电动机简化等效电路可见 转子回路阻抗 Z’ 2 与Z1串联阻抗 设相电压为参考相量，则 转子电流 励磁电流 定子电流 于是各电流的有效值为 绕线转子异步电动机的定、转子相数相等，所以该电动机的 功率因数 3) 转子相电动势E2s的大小 转子电动势 转子实际电动势 4) 转子电动势的频率f2N 5) 总机械功率Pm 四、相量图 根据T型等效电路对应的基本方程式，可以作出异步电动机负载时的相量图。 三相异步电动机对电网来说永远是感性负载 。它所对应的功率中，其无功分量主要是异步电动机为建立旋转磁场，从电源吸收的感性无功功率，其有功分量主要是转子电路中的模拟机械负载的r2(1－s)/s上的有功分量。 结论： 定子相电流 滞后 外加相电压 一个? 1角。 三相异步电动机的相量图 一、功率转换及功率平衡方程式 从P1到P2是一个不断扣除损耗的过程 P1=m1U1I1cos? 1 PCu1=m1I12r1 PFe=m1I20rm Pem=P1?PCu1?PFe 由等效电路的转子侧可知，Pem 还可写成 三相异步电动机功率流程图 定子铜耗 定子铁耗 电磁功率 输入电功率 从T型等效电路可知 P2= P1－pcu1－pFe－pcu2－pm－ps = P1 －(pcu1＋pFe＋pcu2＋pm＋ps) =P1－?p ?= P2/ P1 综上可见 转子铜耗 总机械功率 输出机械功率 摩擦和风阻产生的机械损耗 附加损耗 总损耗 效率 由 输出转矩 或 因:机械角速度 常用: 还可推导出 输出转矩与负载转距TL相等 TL和T0为制动转矩，与驱动性质的电磁转矩T方向相反。只有满足转矩平衡关系时，电动机才能以一定的转速稳定运转。 空载转矩 例4-6 一台Y联结的6极三相异步电动机，PN=145kW，UN=380V，fN=50Hz。额定运行pcu2=3000W, cos?1=0.8, pm+ps=2000W，pcu1+pFe=5000W，试求： 1) 额定运行时的电磁功率Pem、额定转差率sN、额定效率?N和额定电流IN。 2) 额定运行时的电磁转矩T、额定转矩TN和空载制动转矩T0。 解 1) 求Pem、sN、?N和 IN Pem= PN+ pm+ps+ pcu2=(145+2+3)kW=150kW P1= Pem+pcu1＋pFe=(150+5)kW=155kW 电磁功率 额定转差率 输