三相异步电动机等效电路分析

三相异步电动机等效电路分析5.4转子静止时的异步电机分析前提：把异步电机的磁通分成主磁通和漏磁通，并把谐波磁通归并到漏磁通假设：气隙中只有基波磁通，定、转子绕组上只感应有基波电势漏磁感应电势用漏抗压降表示一、转子静止时的电路表示正方向按变压器惯例2222111110jxrIEjxrIEU二、电压平衡式（转子静止时的异步电机）以下标1和2区别定子和转子电路的各物理量，各种数量均取每相值。从电路分析角度来看，转子不动时的异步电机的电路方程与次级侧短路时的变压器的电路方程相似。2222111110jxrIEjxrIEU三、磁势平衡式转子绕组是对称多相绕组，与定子绕组有相同极数。绕线式转子有明显的相数和极对数，设计转子绕组时，必须使转子极数等于定子极数。否则，没有平均电磁转矩。鼠笼转子的转子有鼠笼加端环组成。所有导条在两头被端环短路，整个结构是对称的，实质上是一个对称的多相绕组。鼠笼转子的极数恒等于定子绕组的极数。在转子不动时，定、转子电势有相同频率，由转子电流所产生的基波旋转磁势与由定子电流所产生的基波旋转磁势有相同转速，没有相对运动。转子旋转磁势对定子旋转磁势产生去磁作用，二者共同作用在主磁路中产生主磁通，决定于定子电势ElE1受到定子电压平衡支配，决定了基波磁通φm，从而决定了激磁电流Im。mNkNfE111144.4当转子有电流时，定子电流应包含两个分量由定子电流所产生的磁势也包含两个分量第一项用以产生基波磁通；第二项为负载分量，用以抵消转子磁势去磁作用，它与转子磁势大小相等方向相反。LmIII11LmFFF11设定子绕组有m1相，磁势的振幅转子绕组有m2相，磁势振幅激磁磁势静止时：f1=f2（磁势速度为同步速一致），磁势平衡式mNmIpkNmF111*9.0*211111*9.0*2IpkNmFN22222*9.0*2IpkNmFN22221111111*9.0*2*9.0*2*9.0*2IpkNmIpkNmIpkNmNNmN四、绕组归算转子绕组的归算——把实际相数为m2、绕组匝数为N2、绕组系数为kN2的转子绕组，归算成与定子绕组有相同相数、相同匝数和相同绕组系数的转子绕组。在进行归算时，有电压变比、电流变比和阻抗变比。(一)电流的归算根据归算前后转子磁势应保持不变为条件(二)电势的归算根据归算前后转子视在功率保持不变为条件22222'111*9.0*2*9.0*2IpkNmIpkNmNN222'2'21IEmIEm(三)阻抗的归算根据归算前后转子上的铜耗保持不变为条件根据归算前后转子功率因数保持不变为条件2222'22'21rImrIm'2'2222rxrxtgieeNNiNNkkEkEkNkNEkIIkNmkNmI阻抗变比变比压电电流变比222211'222111222'2mmmmmmRZIjXRIEIIIXjsRIEEjXIEU)(;;);(1212221211111五、等效电路single-phaseequivalentcircuit六、参数的物理意义rm——铁耗等效电阻core-lessresistancexm——magnetizingreactance定子每相绕组与主磁通对应的电抗，随的、铁芯的饱和不同而变化。异步电机中，磁通由三相联合产生；变压器中，磁通由一相绕组产生——定子漏抗，由定子三相电流联合产生的漏磁通，在定子每一相上引起的电抗。1x5.5转子旋转时的异步电动机一、转子旋转对转子各物理量的影响转子转动后，转子绕组的电势和电流的频率与转子的转速有关——取决于气隙旋转磁场与转子的相对速度。转子电势和电流的频率（转子频率，与转差率成正比，又称为转差频率）为1111126060sfnpnnnnnpf转子转动后，由转子电流所产生的转子基波旋转磁势相对于转子的转速为转子基波旋转磁势相对于定子的转速为由转子电流所产生的转子基波旋转磁势和由定子电流所产生的定子基波旋转磁势没有相对运动。（磁势平衡式不变）11226060snpsfpfn112nnsnnn二、转子转动后的基本方程式221222222122222244.444.4sxLsfLfxsEkNsfkNfEsmNmNsssjxrIE2222011111jxrIEU电压平衡式频率f2=sf1频率f1归算绕组归算——转子绕组的相数、每相有效串联匝数与定子绕组一样；频率归算——使转子绕组的频率与定子绕组一致。22222'111*9.0*2*9.0*2IpkNmIpkNmNN222'2'21IEmIEm2222'22'21rImrIm'2'2222rxrxtg2222222jsxrEsjxrEIss22222222)1(jxssrrEjxsrEI三、频率归算频率归算——用一等效的转子电路替代实际转动的转子电路，使与定子电路有相同频率。（转子静止）保持频率归算后的转子电流的大小和相位不变，可保持磁势平衡不变，保持定子电流的大小和相位不变，保持了损耗和功率不变。转子转动时的实际情形2222222jsxrEsjxrEIss频率归算后的等效转子22222222)1(jxssrrEjxsrEI折算为定子频率的转子电势等效电路电阻的物理意义在实际转动的电机中，在转子回路中并无此项电阻，但有机械功率输出。在频率归算后的转子电路中，因已等效成静止转子，没有机械功率输出，但却串入附加电阻，其电功率为电功率模拟轴上的机械功率。ssr12ssr12ssrI1222ssrIm12222讨论不论静止或者旋转的转子，其转子磁势总以同步转速旋转，即转子磁势的转速不变，大小相位又没有变，故电机的磁势平衡依然维持。静止的转子不再输出机械功率，即电机的功率平衡中少了一大块机械功率。静止的转子中多了一个附加电阻，而电流有没有变，所以多了一个电阻功率。分析证明：附加电阻上消耗的电功率等于电机输出的机械功率四、T形等效电路各参数的物理意义：定子绕组的电阻r1、漏抗x1转子绕组归算后的电阻r’2、漏抗x’2定子铁耗的等效电阻对应主磁通的励磁电抗等效机械负载的附加电阻图5-19简化等效电路五、相量图★异步电动机的相量图类似于变压器相量图。★从转子电路方程出发可以一步一步作出异步电机相量图。本节例题：P230例5.2例5.32E22IXj2I22IsR1mI2I1I1E11IjX1U11IR