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第十六章 三相异步电动机的运行原理 第三篇 异步电机 概述 转子静止时的异步电动机 转子旋转时的异步电动机 笼型转子的极数、相数和匝数 异步电动机的参数测定 主要内容 三相异步电动机的运行原理 16.4 笼型转子的极数、相数和匝数 三相异步电动机的运行原理 由绕线转子异步电动机分析得到的基本方程式、相量图和等效电路完全适用于笼型异步电动机。 笼型转子的相数、极 数和匝数如何确定？ 定、转子极数相等是旋转电机产生平均转矩的必要条件。 绕线式转子有明显的相数和极 数，且设计制造与定子相同 16.4 笼型转子的极数、相数和匝数 三相异步电动机的运行原理 一、笼型转子的极对数 在空间按正弦分布的主磁场bδ相对于定子转速为n1，以n1′=n1-n=sn1的相对转速切割转子导条。在导条产生感应电动势ec，且ec与bδ成正比，故ec与bδ 同相位。每根导条功率因数角为ψ2，导条中电流ic波滞后于ec波ψ2角。转子磁动势F2亦为正弦波，以转速n1相对于定子旋转。 笼型转子无特定的极数，其极数始终等于定子的极数。 16.4 笼型转子的极数、相数和匝数 三相异步电动机的运行原理 二、笼型转子的相数 设转子总导条数为Z2(即转子槽数)，极对数为p，则相邻两根导条之间相差的空间电角度为α2＝p·360o/ Z2，这也是相邻两根转子导条电动势(电流)的相位相差的电角度。同相位的电流构成一相。导条分布均匀，一对磁极范围内的导条数为Z2/p,若Z2/p为整数，则相数 m2 ＝Z2/p；若Z2/p不为整数，则相数 m2 ＝Z2。 W2=1/2(每相串联匝数：每对极每相只有一个导体） kw1=1(无短距和分布） 三、笼型绕组的匝数和绕组因数 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 一、空载试验 1、目的：测定铁耗pfe、机械损耗pm和激磁参数Zm＝rm＋jxm 利用等效电路计算异步电动机的运行特性，应首先知道其参数。这些参数(r1, x1, r2′, x2′, rm, xm)可通过空载和短路（堵转）两个试验求得。 2、方法和步骤：电机轴上不带负载，定子接到额定频率的三相对称电源上，通过三相调压器对电机供电，使定子端电压从(1.1～1.3)UN开始，逐渐降低电压，空载电流逐渐减少，直到电动机转速发生明显下降，空载电流开始明显回升为止。记录电动机的相电压U1、空载相电流I0、空载损耗p0。绘制空载特性曲线。 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 一、空载试验 3、空载特性图 4、分析计算 1）铁耗和机械损耗的确定 空载时，转子电流小，转子铜耗可忽略不计。定子输入功率消耗在定子铜耗m1I02r1、铁耗pfe、机械损耗pm上 。 p0=m1I02r1+pfe+pm r1可由电桥测出，记下室温，折算到75oC。 从输入功率p0中扣除定子铜耗，得铁耗pfe和机械损耗pm之和p0′ ： p0′ =p0-m1I02Rr1=pfe+pmec 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 一、空载试验 4、分析计算 1）铁耗和机械损耗的确定 损耗分离：在p0′中，机械损耗pm与电压U1无关。pfe可近似认为与磁密的平方成正比，因而可近似认为与电压的平方成正比。故p0′与U12的关系曲线近似为一直线。其延长线与纵轴交点即为机械损耗pm，从而得到铁耗pfe。 pfe ∝ Bδ2 ∝ Φm2 ∝ E12 ∝ U12 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 一、空载试验 4、分析计算 2）激磁参数的确定 （额定电压） 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 二、短路(堵转)试验 1、目的：测定短路阻抗、转子电阻和定、转子漏抗。 2、方法和步骤： 将转子堵住，在定子端施加电压，从0.4UN开始逐渐降低，记录定子相电压Uk、定子相电流Ik、定子端输入功率Pk，作出短路特性Ik=f(Uk)，pk=f(Uk) 。根据短路特性曲线，取额定电流点的Uk(相电压)、Ik(相电流)、pk(三相短路损耗)。 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 二、短路(堵转)试验 3、堵转阻抗特性图 4、分析计算 1）堵转时的等效电路 堵转阻抗特性图 堵转时的等效电路 16.5 异步电动机的参数测定 三相异步电动机的运行原理 4、分析计算 2）短路参数计算 （额定电流） 二、短路(堵转)试验 小结 三相异步电动机的运行原理 异步电机与变压器的区别 1）异步电机的磁场为旋转磁场，空间矢量；变压器的磁场为脉振磁场，时间相量。 2）异步电机为旋转电机，定、转子频率不同，除进行相数和匝数的归算外，还需可以