异步电动机基本原理.ppt

本章教学目的 1. 深入理解并掌握综合表达三相异步电动机电磁关系的基本方程式、等值电路和相量图，转子转动时异步电动机的运行原理，转子绕组折算和频率折算； 2. 掌握异步电动机中的功率和转矩平衡方程式，各个功率之间的相互关系，电磁转矩的物理表达式； 重点和难点 重点： 1.三相异步电动机空载和负载运行时的基本电磁关系，掌握基本方程式、等值电路和相量图三种分析方法，并注意与变压器的对比，着重分析转子转动后的情况，转子绕组折算和频率折算； 2.掌握异步电动机功率与转矩的平衡关系、电磁转矩的表达式。 难点： 转子转动时的基本电磁关系。 一、异步电动机负载时的物理情况 当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过对称三相交流电流 ，这个对称三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布，并以同步转速 旋转的旋转磁动势 。由旋转磁动势 建立气隙主磁场 。这个旋转磁场切割定、转子绕组，分别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势和转子电动 异步电动机空载运行时的电磁关系为： 主磁通 分别与定、转子绕组交链，产生： 1、定子绕组每相基波感应电势的有效值为： 式中N1、kw1分别为定子每相绕组的串联匝数和基波绕组系数。 2、转子绕组每相基波感应电势的有效值为： 式中N2、kw2分别为转子每相绕组的串联匝数和基波绕组系数。 5-2 三相异步电动机的等效电路及相量图 与变压器相似，异步电动机定、转子之间没有电的联系，只有磁的耦合。为了工程计算方便，在不改变电动机的电磁性能的条件下，将无电的联系的定、转子电路变换成纯电路的等值电路，就要进行转子绕组的归算。异步电动机的转子频率 与定子频率 不同，进行归算时，除了和变压器一样要进行绕组归算以外，必须先将频率归算。 频率折算： 式中ì2、è2s、x2s分别为异步电动机转动时转子的每相电流、电势和漏阻抗，它们的频率为?2； 、è2、x2分别为异步电动机静止时的转子每相电流、电势和漏阻抗，它们的频率为? 1。 说明： 只要用r2/s 代替r2 ，就可使转子电流的大小和相位保持不变，即转子磁势的大小和空间相位保持不变，实现用静止电路代替实际旋转的转子电路。电阻r2/s 称为等效静止转子电阻，也可表示成： (3-36) 式中 称为附加电阻。 分析 频率折算后，转子回路电阻由两部分组成，第一部分r2是转子绕组一相的实际电阻，其上产生的损耗就是转子电路的铜损 ；第二部分 是附加电阻，其上产生的损耗 是虚拟损耗，实际转子中并不 存在，但它却是表征实际转动的转子的总机械功率。 频率折算后异步机的等值电路 经频率折算后的异步电动机等值电路 （二）绕组归算 转子绕组折算的方法是： 用一个相数为m1、匝数为N1kw1的绕组，代替原来的转子绕组（转子绕组原来的相数为m2，匝数为N2kw2）。 根据折算前后电动机磁势平衡关系不变的原则，有： 则：  为异步电动机的电流比。 由转子总视在功率保持不变，得出： 式中ke为电势比： ③转子电阻、转子电抗、转子漏阻抗 （三）基本方程式、等值电路、相量 ①折算后的基本方程式 ②等值电路 转子转动时异步电动机的T形等值电路 讨论1 当异步电动机空载时： 等值电路中的转子回路相当于开路，转子电流为 因此功率因数很低。 讨论2 当异步电动机额定运行时： 这时的转子电流主要由 决定，转子电路基本上为电阻性电路，所以电动机的功率因数较高。 讨论3 当异步电动机起动瞬间： 电动机没有输出， 相当于短路，这时启动电流（堵转