电机学第2版教学课件ppt作者赵莉华ch12课件.pptVIP

如果负载转矩为额定值，电压降低的结果将使定、转子电流大于额定值，引起电机绕组发热，效率降低和功率因数变坏。 所以，运行规程规定，电动机在额定负载下运行时，电压波动不能超过 ±5% 额定电压。 一般电动机都设有低压保护，当电网电压过低时，自动切除电机电源。 * * 第十二章 三相异步电动机的异常运行 异步电动机运行时，一般都满足额定运行条件，但生产实际中也常会遇到一些非正常情况，如电源电压不是额定电压，电源频率不是额定频率，电动机带单相负载，电源一相断线，发生两相短路或是单相对地短路等，都将使电动机处于非正常运行状态，即异常运行状态。 第一节 异步电动机在非额定电压下的运行 为了充分利用材料，在异步电动机设计时，总是让电动机在额定电压下运行时，铁心处于接近饱和的状态。 当电压变化时，电机铁心的饱和程度随之发生变化，这将引起励磁电流、功率因数和效率等变化；同时，电磁转矩与电压的平方成正比，也就发生变化。若实际电压与额定电压之差不超过 ± 5% 是允许的，这对电机的运行不会有显著影响。若电压变化超过此值，则对电机运行有很大的影响。 1.电源电压额定电压，即 如果电动机工作在 的情况下，根据 可知，电源电压减小，则电机中感应电动势和主磁通都将减小，励磁电流也减少，铁耗也随之减小。如果负载一定，那么主磁通减少时，将引起转差率增加，使转子电流和转子漏抗增大，转子铜耗也增大。 若电动机运行在轻载情况下，由于转子电流和转子铜耗较小，在定子电流的励磁分量和负载分量中，励磁分量起主要作用。当电源电压降低时，定子电流随励磁电流的减小而减小，定子功率因数提高。同时，轻载时，铁耗与铜耗相比起主要作用，电机效率随铁耗的减小而略有提高。 由此可见，电动机轻载时，端电压降低对电动机运行有利，它使电动机的功率因数和效率提高。所以，实际应用中，可将正常运行时三角形联接的定子绕组在轻载时改成星形联接，以改善功率因数和效率。 若电动机工作在正常负载（接近额定）时，端电压降低对电机运行不利。此时，转子电流较大，端电压降低时，转差率和转子电流增大，定子电流的两个电流分量中，负载分量起主要作用，所以定子电流随转子电流增大而增大。 由于转差率增大，转子功率因数和定子功率因数降低。 而负载较大时，虽然由于磁通减小使铁耗有所降低，但铜耗随电流的平方增加，起主要作用，电机的效率也将随铜耗的增加而减低。 2.电源电压 额定电压，即 如果电动机运行在 的情况下，由于端电压的升高，电机主磁通增大，此时磁路饱和程度也增加，电机的励磁电流大大增加，使电机功率因数下降，同时铁耗随主磁通增加也增大，导致电机效率下降，温升提高。 所以，当电动机在高于额定电压下运行时，必须减小负载。 第二节 异步电动机在非额定频率下的运行 大多数情况下，电网频率都保持额定频率，但有时由于发电量不足或电网发生故障，频率可能会发生变化。如果频率变化不超过额定值的 ±1% ，对电动机运行不会造成严重影响。但如果频率偏差太大，则会影响电动机的运行。 根据前面所述，在不考虑定子绕组漏阻抗压降时，可以认为 即 ，保持电源电压不变， ，也就是说，主磁通与频率成反比。 当电网频率高于额定频率，即 时，主磁通减小，励磁电流随之减小。同时，定子电流也减小，转速上升，对电动机的功率因数、效率和通风冷却等都会有所改善。 当电网频率低于额定频率，即 时，主磁通将增大，铁心饱和程度增加，励磁电流增大很快，从而定子电流也增大，电动机的铁耗和铜耗均增大，引起电机的功率因数和效率降低。 同时，电动机转速下降，使电机通风冷却条件变差，温升提高。 此时，电动机必须减小负载，使电机在轻载下运行，防止电机过热。 第三节 异步电动机在不对称电源电压下运行 与变压器不对称运行分析一样，异步电动机的不对称运行分析采用对称分量法。由于异步电动机定子绕组为星形无中线或三角形接法，所以电机内不存在零序电压、零序电流和零序磁通，分析时只需分解为正序和负序分量。 对称的正序电流产生正序旋转磁动势 ，以同步转速正向旋转，转子绕组切割此磁动势，产生正序感生电流，正序转子电流与正向旋转磁场相互作用，产生正向电磁转矩 ，此时，正序系统的转差率为： 因