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第七章 异步电动机原理 定子 笼型转子绕组 1400kW笼型电机转子 绕线型转子绕组 ① 空载时的磁动势和磁场 空载运行分析 定子流过三相电流 基波旋转磁动势、旋转磁场 转子感应电动势、转子电流 转子电磁转矩及转向 转子转速→n1 转子电流I2≈0 空载时的磁动势 激磁磁动势Fm=F1 激磁电流Im=I10 负载运行: 当电动机带上负载时，电机的转速将从空载转速 n1,下降到转速n,定子磁场切割转子绕组,转子绕组上将产生三相感应电动势和电流 转子磁动势的转向 电动势和电流相序:若定子旋转磁场为正向旋转（即从 A →B → C 相），则转子感应电动势和电流的相序是正相序 。 磁动势的转向:流有三相正序电流的转子绕组将产生正向旋转的转子磁动势 F2 。 频率归算后电机磁动势和磁场 转子磁动势不变 大小不变： 空间相位不变 频率归算后电机内磁场不变 定子磁动势不变 转子磁动势不变 频率归算后的转子电阻 电阻的分解 转子本身的电阻：R2 传递到转子侧的总功率 转子转动时： 静止的转子： 转子产生的总机械功率对应的等效(虚拟)电阻 替代 归算原则 转子绕组磁动势不变（同幅，同速，同相位） 归算值的标记 原物理量上加’ 频率归算和绕组归算后的异步电动机定转子电路图 3）归算后磁动势平衡方程 在等效电路上表示功率和损耗： 电磁功率的表达方式 转子铜耗 转矩方程 空载试验: 电机不同电压下空载时的实验 确定电动机的激磁参数 堵转试验: 电机不转,且定子为额定电流时的试验. 确定电动机的漏阻抗 空载特性的测量 轴上不带负载,f=fN,n≈ns 调节电压：(1.1-1.3)UN →0.3UN 记录：U10，I10，P10 损耗分离 分离计算机械损耗和铁耗 数据处理 过程中保持电机不转(s=1) 调节电压从0开始缓慢上升，观察定子电流，等于额定电流时， 读取电压，电流，功率。 堵转试验数据简化处理 结 论 成反比。 3、最大电磁转矩和临界转差率均近似与 2、最大电磁转矩与转子电阻无关，临界转差率与转子电阻成正比； 1、最大电磁转矩与电源电压的平方成正比，临界转差率与电压无关； 4、过载倍数 由于 人为机械特性是指人为改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。 1）降定子电压时人为特性 s n sm 1 0 TL UN 0 Tst Tm Tem n1 0.8UN 0.64Tst 0.64Tm 如果电机在定额负载下运行, 下降后, 下降, 增大, 转子电流因 增大而增大,导致电机过载。长期欠压过载运行将使电机过热，减少使用寿命。 三、人为机械特性 定子电路内串联对称电阻时的人为机械特性 2）定子电路串联对称电阻 与串联对称电抗时相同，定子串联对称电阻一般也用于笼型异步电动机的减压起动 。 3） 转子回路串对称电阻时的人为机械特性 串电阻后, 、 不变， 增大。 串电阻后，机械特性线性段斜率变大，特性变软。 1 0 Tst Tm Tem s n 0 n1 sm R2 Tst sm R2+Rs 机械特性的实用表达式 工程上常根据电机的额定功率、额定转速、过载能力来求出实用表达式。 求解 和sm步骤如下： 利用电磁转矩除以最大电磁转矩可得电磁转矩的实用表达式： 将Tmax和sm代入即可得到机械特性方程式。 工程上，常因空载转矩T0远小于电磁转矩Tem，故将T0忽略，既当S=SN，Tem=TN, 化简上式得 求解方程得 1、转速特性 2、定子电流特性 3、定子功率因数特性 5、效率特性 工作特性的曲线如图所示： §7.7 三相异步电动机工作特性及参数测定 一、异步电动机的工作特性 4、转矩特性 三相交流调压器 二、异步电动机的参数测定 A V W W 可调交流电源 1、空载试验 气隙中的主磁场以同步转速旋转时，气隙主磁通Φm将在定子每相绕组中感生电动势E1 假设磁路为线性，主磁路的磁化曲线用一条线性化的磁化曲线来代替，则主磁通将与激磁电流成正比；于是可认为E1与Im之间具有下列关系： 铁心的激磁阻抗Zm 表征主磁路和铁耗的综合参数 激磁电抗Xm 激磁电阻Rm 与变压器一样,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势 ③ 空载运行时的定子电压方程 空载定子电压方程 空载等效电路 二、负载运行时的磁动势和磁场 负载运行时的电磁关系 转子绕组各电磁量 1.转子电动势的频率 感应电动势的频率正比于导体与磁场的相对切割速度,故转子电动势的频率为: 转子旋转磁动势F2相对转子的转速为 例7-4 2. 转子绕组的感应电动势 3、转子旋转磁动势F2 转子绕组流过三相或多相对称电流时产生圆形旋转磁动势. 幅值 三相异步电动机的电压方程和等效电路 一、电压方程