电机与拖动_第5章_异步电机教程.ppt

第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 第5章 * 几种异步电机的典型运行情况 1、空载运行： n≈ns，s≈0， 转子相当于开路，定子中的电流Im在相位上滞后于外加电压U1 接近90o电角度，功率因数是滞后的，且很低 * 2、额定负载运行： sN≈5% 归算后的转子电路基本上是电阻性的，功率因数较高 定子电流中负载分量起主要作用，定子功率因数能达到0.8～0.85 定子漏阻抗压降影响不大，E1和相应的主磁通只比空载时略小 * 3、起动时的情况： 转子堵转时，n=0，s=1， 相当于电路短路状态，所以起动电流（即堵转电流）很大，功率因数也较低。 * 4、异步发电机运行： nsn∞，-∞s0， 相应的机械功率为负值，表示从转子轴上输入机械功率。每相输入功率分配如下： 转子机械功率=转子铜耗+传给定子的功率 * 5、电磁制动状态运行： 转子反旋转磁场方向旋转，s1， 产生的机械功率也为负值，表示从转子轴上输入机械功率。这时由定子传到转子的电磁功率以及轴上吸收的机械功率，都供给了转子的铜耗。 * [例5-1] 一台2p=4的三相异步电动机，数据如下： 定子绕组为三角形联结，试求额定负载时的定子电流、转子电流、励磁电流、功率因数、输入功率和效率。 解 * （1）用T形等效电路计算： ①、设 ，定子电流为： 定子线电流有效值为： * ②、定子功率因数： ③、定子输入功率： ④、转子电流 和励磁电流 ： ⑤、效率： * （2）用近似等效电路计算 负载支路阻抗： 励磁支路阻抗： ①、转子电流（即负载电流）： ②、励磁电流： * ③、定子电流： 定子线电流有效值： ④、定子功率因数： ⑤、定子输入功率： ⑥、效率： 两种方法比较：用近似等效电路算出的定、转子电流将比用T形等效电路算出的稍大，且电动机功率越小相对偏差越大 * 第三节 功率和转矩 异步电动机和直流电动机磁场的区别： 直流电动 磁场由定、转子绕组双边的电流共同激励； 气隙磁场随着负载变化，产生电枢反应。 异步电动机： 磁场仅由定子绕组一边的电流来建立； 气隙磁场基本上与负载大小无关，无电枢反应。 异步电动机和直流电动机机电能量转换过程的相似之处：输入电功率?产生电磁转矩?输出机械功率 机电能量转换的关键：作为耦合介质的磁场对电气系统和机械系统的作用和反作用 * 一、功率转换过程 输入——从定子绕组输入电功率P1 定子——定子铜耗pCu1 + 定子铁耗pFe + 电磁功率Pe 转子——转子铜耗pCu2 + 转子铁耗pFe + 总机械功率Pmech 输出——总机械功率Pmech-机械损耗pmech - 附加损耗pΔ=净机械功率P2 通常，转差率很小，转子铁心中磁通变化频率很低，转子铁耗可忽略不计 如果转差率较大，则f2较大，就应该考虑转子铁耗 M M M [例5-2] 根据[例5-1]中的数据，还知道电动机的机械损耗 ，额定负载时的附加损耗 ，试计算各种功率和转矩。 解 定子和转子的铜耗、及定子铁耗 同步角速度 转子机械角速度 负载制动功率 空载制动功率 电磁转矩 或者 总机械功率 电磁功率 第一节 三相异步电动机运行时的电磁过程 第二节 三相异步电动机的等效电路及相量图 第三节 三相异步电动机的功率和转矩 第四节 三相异步电动机的工作特性及其测取方法 第五节 三相异步电动机参数的测定 第六节 三相异步电动机的转矩与转差率的关系 第七节 单相异步电动机 * （1）F2的旋转方向？ 若定子电流相序A-B-C，产生逆时针方向的旋转磁场 由于nns，因此旋转磁场在转子中感应电动势相序为a-b-c，则转子电流相序也为a-b-c 由转子电流形成的旋转磁动势F2的方向也是按a-b-c的相序 转子绕组的相序 转子磁动势F2与定子磁动势F1的旋转方向相同。 运行时的电磁过程 异步电动机负载运行时的电磁关系 * 由磁动势与相电流的关系： 1、磁动势平衡方程式 m1——定子绕组的相数 m2——转子绕组的相数 Im——对应于励磁磁动势的励磁电流 * 异步电动机定、转子绕组的电动势平衡方程式： 2、电动势平衡方程式 RΩ——转子绕组的外加电阻对于笼型转子，则RΩ=0 负载运行时的电磁关系 * 和变压器一样，把感应电势E1和漏电动势E1σ、E2σs作为电压降来处理，即： Zm——励磁阻抗，表征铁心磁化特性和铁耗的综合参数 Xm——励磁电抗，反映气隙主磁通 Rm——励磁电阻，反映铁耗