14.异步电机的理论分析与运行特性解读.ppt

目 录 异步电动机的结构 一、异步电机的定子 1、定子铁心——磁路部分，放置定子绕组 一般采用导磁性能良好和磁损耗小的电工硅钢片叠成 内圆周均匀开槽的圆筒型 2．定子槽形 3．定子绕组——电路部分，产生感应电势和电磁转矩 定子绕组通常应用双层短距绕组，小型电机可应用单层绕组。 二、异步电动机的转子 1、转子铁心——磁路部分 一般由硅钢片叠成。在转子铁心上开有槽，以供放置或浇注转子绕组。 2．转子槽 槽形的选择主要决定于对运行性能和起动性能的要求。 3．转子绕组 鼠笼式转子：铸铝、焊接 与定子绕组有相同的极数，相同相数的对称绕组 通常采用对称的三相绕组，连接成星形，常用波绕组 转子的一端装有三个集电环 绕线转子可外串变阻器，改变异步机的起动性能 4. 转轴 三、异步电机的气隙 特点：气隙很小，在中、小型电机中一般为0.2～2.0mm 气隙大：磁阻大，励磁电流大，功率因数低 气隙磁场谐波含量减少，改善启动性能 气隙小： 受加工工艺及机械安全所限制 四、铭牌的额定值 异步电动机的额定值 额定功率PN: 指额定运行时，转轴上输出机械功率（W或kW） 额定电压UN: 指额定运行时定子绕组外加线电压（V或kV）额定电流IN: 指在额定电压和额定功率状态下运行时，流入定子绕组的线电流（A） 额定频率f: 我国工业频率为50Hz 额定转速nN: 指在额定状态下运行时的转子转速（r／min） 第二节 异步电机的运行状态和磁场 异步电机的三种运行方式 ①电动机运行 ②发电机运行 ③电磁制动 转差率 一、异步电机的运行状态 定子加电→旋转磁场（转速为 n1） 转子导体感应电动势E2，产生电流I2和电磁转矩Te 电磁转矩Te拖动转子顺着旋转磁场方向旋转 电动机运行方式结论： 异步电机转子的转速0≤n≤n1，即1≥s≥0 转子转速n与磁场转速n1同向，电磁转矩Te与n同向，Te为驱动力矩 定子上的电流有功分量与定子电动势方向相反，电功率为负值，说明定子从电网吸收电功率，转为转子机械功率输出 2、发电机运行 定子加电流→产生旋转磁场（n1） 在转子上施加原动力矩拖动转子n(nn1 且同向） 电磁转矩Te与n反向，起阻力矩作用。（原动力矩克服电磁转矩作功） 发电机运行方式结论： 异步电机转子的转速nn1，即s0 转子转速n与磁场转速n1同向，电磁转矩Te与n反向，Te为阻力矩 定子上的电流有功分量与定子电动势方向相同，电功率为正值；转子输入机械功率，定子输出电功率 典型应用：风能发电 3、电磁制动 外力拖动使转子与旋转磁场的旋转方向相反（n与n1反向），则旋转磁场切割转子导体的相对转速大于同步转速 电磁力的方向与外施力方向相反，起制动作用 电磁制动运行方式结论： 异步电机转子的转速n0，即s1 转子转速n与磁场转速n1反向，电磁转矩Te与n反向，Te为阻力矩，起制动作用 定子从电网吸收电功率，外力供给机械功率，都转变为电机内部的损耗(主要是铜耗) 典型应用：起重机下放重物 主磁通φm 由基波磁动势产生，是每极的基波磁通量 同时交链定转子绕组，实现能量传递 以同步速旋转： 漏磁通Φσ 漏磁通——除去主磁通以外的磁通 漏磁通包含三个部分：槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通 槽漏磁通和端部漏磁通。仅只交链定子绕组，与转子绕组没有互感作用，不传递能量 谐波漏磁通——由高次谐波磁动势所产生的谐波磁通，交链转子绕组并在其中感应电势,有传递能量，产生有害附加电磁转矩 谐波磁场极对数 ，旋转速度 谐波磁场在定子绕组上的感应电动势频率 谐波磁场在转子绕组的感应电动势频率： 课 时 小 结 异步电机的优缺点？基本结构？ 异步电机的运行方式及判别依据？（重点） 异步电机转差率的定义？转差率与运行方式的关系？ （重点） 异步电机的磁场？（定子、转子、气隙） 异步电机的主磁路？漏磁通包括哪些？ 一、转子不动时的异步电机 2、电压平衡式 以下标l和2区别定子和转子电路的各物理量，各种数量均取每相值。 二、转子转动后的异步电机 1、转子旋转对转子各物理量的影响 转子转动后，转子绕组的电动势和电流的频率: 转子转动后的基本方程式 定义：用一个频率等于定子频率f1的转子去替代实际的转子电路 异步电机的几种典型运行情况 空载运行 课 时 小 结 异步电动机的绕组归算和频率归算？ 异步电动机的基本方向及T型等效电路？（重点） T型等效电路中（1-s）r2’/s的物理意义 （重点） 异步电机的功率因数总是滞后的？ 第四节 异步电机的参数 基本参数：r1 x1 r2 x2 rm xm 运行参数：s—转差率 1、空载试验 试验条件：额定电源频率 f1 转子