《电机技术应用》课件 2.2.1 三相异步电动机的空载运行.pptx

三相异步电动机的空载运行

异步电动机

来源：三相电流i、i、i→F₁(旋转)→Φ。(旋转)

路径：定子铁心→气隙→转子铁心→气隙 定子铁心

作用：主磁通起能量传递与转换的媒介作用。主磁通在定、转子绕组中感应电动势，转子电动势产生转子电流，与定子磁场作用产生电磁转矩，驱动转子旋转，将电能转换成机械能输出。

定子接三相电源，转轴不带机械负载时为空载运行，根据磁通路径和性质不

同，异步电动机的磁通分为主磁通和漏磁通。

(1)主磁通Φ₀

主磁通

(2)漏磁通Φ。

绕组电流还产生一部分漏磁通：

漏磁通仅在绕组上产生漏电动势，起电抗压降作用，不起能量传递与转换作用。

槽漏磁通端部漏磁通

漏磁通

路径不同：主磁通通过气隙沿铁心闭合，与定、转子绕组同时交链；定子侧漏磁通仅与定子交链，转子侧漏磁通仅与转子交链。

大小不同：主磁通占总磁通的绝大部分；漏磁通只占总磁通的很小的一部分。

作用不同：是实现能量转换的媒介；漏磁通没有传递能量的作用，漏磁通只起电抗压降的作用。

与电流的关系不同：主磁通可以由定子电流单独产生，也可以由定、转子电流共同产生。定子侧漏磁通只能由定子电流单独产生，转子侧漏磁通只能由转子电流单独产生。

电抗性质不同：主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，其励磁电抗不是常数。漏磁通路径的磁导率为常数，其定子漏电抗、转子漏电抗是常数。

主磁通和漏磁通的区别

空载电流

空载电流为空载运行时的定子电流

空载磁动势

三相空载电流i。产生的旋转磁动势为空载磁动势F。

m₁:定子绕组相数N₁:定子绕组匝数

Kw₂:定子绕组系数p:电动机极对数

电磁关系

异步电动机空载时的电磁关系与变压器非常相似

匝·

F₀(三相合成

。

I₀R₁

U₁(三相系统)→I,(三相系统

[E₁

感应电动势

与变压器一样，主、漏磁通在定子绕组上也有感应电动势

E₁=-j4.44f₁N₁kw₁Φ。

E₁₆=-ji₀X,

U1=-E1-E1g+R,I=-E,+jX,Io+R,I=-E₁+(R,+jX,)Io

=(R.+jXm)I₀+(R,+jX,)I

=Z.Io+Z,Io

RjX₁

I₀

E₁

E1=-(Rm+jXm)Io=-ZmIo

电动势平衡方程

Rm

jXm

U₁

1)主磁场性质不同：异步电动机为旋转磁场，变压器为脉动磁场。

2)空载电流大小不同：由于存在气隙，异步电动机I₀%为20%-30%,而变压器只有2%-10%。

5)感应电动势不同：变压器空载时E₂不等于0,异步电动机空载时E₂约等于0

变压器与异步电动机的区别

1、三相异步电动机中，主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同?

答：主磁通通过气隙沿铁心闭合，与定、转子绕组同时交链，它是实现能量转换的媒介，它占总磁通的绝大部分。主磁通可以由定子电流单独产生。也可以由定、转子电流共同产生。主磁通路径的磁导率随饱和程度而变化，与之对应的励磁电抗不是常数。

除主磁通以外的磁通统称为漏磁通，它包括槽漏磁通。端部漏磁通和谐波漏磁通。仅与定子交链的称为定子漏磁通，仅与转子交链的称为转子漏磁通。漏磁通在数量上只占总磁通的很小的一部分，没有传递能量作用。漏磁通路径的磁导率为常数，与之对应的定子漏电抗、转子漏电抗是常数。

思考与练习

2、为什么相同容量的三相异步电动机的空载电流比变压器的大很多?

答变压器的主磁路全部用导磁性能良好的硅钢片构成，感应电机的主磁路除了用硅钢片构成的定、转子铁心外，还有空气隙。气隙的长度尽管很小，但磁阻很大，使得感应电机主磁路的磁阻比相应的变压器大，感应电机空载电流标么值为0.2-0.5,变压器空载电流的标么值为0.02-0.1。

3、如果电源电压不变，则三相异步电动机的主磁通大小与什么因素有关?

答：电源电压不变，则三相异步电动机的主磁通大小就与定子电流l₁有关。根据i₁=i₀-i2其中I₂大小与转子转速有关，所以主磁通大小还与转子转速n有关，或与转差率s有关。

思考与练习

思考与练习

5、异步电动机中的空气隙为什么做得很小?

答：异步电动机气隙小的目的是为了减小励磁电流(空载电流),从而提高电动机功率因数。因异步电动机的励磁电流是由电网供给的，故气隙越小，电网供给的励磁电流就小。而励磁电流有属于感性无功性质，故减小励磁电流，相应就能提高电机的功率因数。

6、三相异步电动机空载运行时，电动机的功率因数为什么很低?

答：空载时i₁=i。,而i=Iow+Ior,其中iow为有功分量电流，