电机与拖动基础第七章 异步电动机原理(第二部分)

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7.3三相异步电动机转子堵转时的电磁关系1.磁通势定子接额定电压,转子三相绕组短路,转子堵住不转。转子绕组线电压为零,相电压也为零,即U2=0。转子绕组感应电动势不为零,在转子三相绕组里产生三相对称电流,每相电流的有效值用I2表示。7.3.1磁通势与磁通1U1I1EA1B1C12I2EA2B2C22E17.3.1磁通势与磁通三相对称的转子绕组里流过三相对称电流产生转子空间旋转磁通势:1)幅值:2)转向:转子绕组感应电动势及电流的相序为A2→B2→C2,逆时针方向旋转+A2→+B2→+C2。3)转速(相对于转子绕组):222234222dpNkFIp21216060ffnnpp2F2=2f2=2pn2/60=1(rad/s)。22I2EA2B2C22F转子边A2相绕组里的电流达正最大值时,此时转子旋转磁通势应转到A2相绕组的轴线处。4)瞬间位置2I2F当异步电机转子绕组短路时,定子边电流不再是,用表示。由定子电流产生的气隙空间旋转磁通势用表示,叫定子旋转磁通势。定子旋转磁通势的特点:(1)幅值相对于定子绕组的角频率为,用转速表示为。(2)转向沿逆时针方向旋转。0I1I1I1F1F11n111134222dpNkFIp(3)转速7.3.1磁通势与磁通3转子绕组短路的三相异步电机,作用在磁路上的磁通势有两个:一为定子旋转磁通势;一为转子旋转磁通势。它们的旋转方向相同,转速相等,只是一个在前一个在后,称为同步旋转。按矢量的关系加起来,得到合成的磁通势仍用表示,即1F2F0F120FFF47.3.1磁通势与磁通102(-)FFF转子绕组短路后,气隙里的主磁通Φ1是由定、转子旋转磁通势共同产生的。7.3.1磁通势与磁通2.漏磁通•定子绕组中有电流I1,要产生漏磁通,表现的电抗为X1,由于漏磁路是线性的,X1是常数。•转子绕组中有电流I2时,也要产生漏磁通,表现的电抗为X2,一般情况下也是常数。57.3.2定、转子回路方程•转子绕组一相的回路电压方程:2222222ZIE)jXR(IE0Z2=R2+jX2为转子绕组的漏阻抗。转子相电流I2为:2222222222jEEIeRjXRX2:转子绕组回路的功率因数角2I2EA2B2C2•定子回路的电压方程式)jXR(IEU111111U1I1EA1B1C12U6222arctanXR2sER2:转子绕组每相的电阻。R2:定子绕组每相的电阻。7.3.3转子绕组的折合•假设把实际转子换成一个新转子,新转子每相串联匝数以及绕组系数都分别和定子的一样(三相、N1、kdp1)。新转子每相:E2’、I2’、Z2’=R2’+jX2’,但不变。021FFF112211212034242342222222dpdpdpNkNkNkmIIIppp2F120III8221122242342'2222dpdpNkNkmIIpp111111120342342342'222222dpdpdpNkNkNkIIIppp7.3.3转子绕组的折合222222111'3dpdpiNkmIIINkk1dp12ie222dp223NkI3kkI'mNkm•把异步电动机转子绕组的实际相数m2、匝数N2和绕组系数kdp2看成和定子的相数3、匝数N1和绕组系数kdp1完全一样的办法,称为转子绕组向定子绕组折合。2'I称为转子折合电流。221122242342'2222dpdpNkNkmIIpp9•电流变比7.3.3转子绕组的折合•折合前后漏阻抗的关系2ei22ei2R'kkR,X'kkX1022222222222''''()'eeieiikEEEZRjXkkkkRjXIIIkei22222ei2kkXX'φ'arctanarctanφR'kkR折合前后阻抗角不变:21111124.44dpeEfNkEkE22220''('')EIRjX转子回路的电压方程式:22220()EIRjX7.3.3转子绕组的折合折合前后的功率折合前后无功功率22222222222223''33eeiiikIIRkkRIRmIRkk22222222222223''33eeiiikIIXkkXIXmIXkk23iekkm铜损耗(有功功率):117.3.4基本方程式、等效电路、相量图电动机转子不转、转子绕组短路时的五个基本方程式1111110121202222()()''''('')mmUEIRjXEIRjXEEIIIEIRjX1U1I12EEjX1R1RmjXm0I2I2R2jX12•转子堵转、转子绕组短路时的等效电路•相量图13电动机转子不转而转子绕组短路的电磁关系7.4转子旋转时的电磁关系同步转速n1和电动机转子转速n二者之差与同步转速n1的比值叫做转差率(也叫转差或者滑差),用s表示:11nnns•正常运行的异步电动机,转子转速n接近同步转速n1,转差率很小,一般s=0.01~0.05。7.4.1转差率s的大小能反映电动机转子的转速。n=n1,s=0;nn1,s0,电动机转子的转向与旋转磁场的转向相反时,s1。147.4.2转子电动势转子恒速n旋转时,转子回路的电压方程式:)jXR(IEs22s2s2:转子转速为n时,转子绕组的相电动势;:转子的相电流;X2s:转子转速为n时,转子绕组一相的漏电抗;R2:转子一相绕组的电阻。2sI2sE转子绕组的感应电动势、电流和漏电抗的频率(转子频率)f2异步电动机运行时,转子的转向与气隙旋转磁密的转向一致,它们之间的相对转速为n2=n1-nsfnnn60pn60)nn(p60pnf1111122转子频率f2也叫转差频率,约为:0.5~2.5Hz2sI2sEA2B2C22U15212dp2112dp22s2sEkNsf44.4kNf44.4E转子漏电抗X2s:正常运行时X2sX2。7.4.2转子电动势转子旋转时转子绕组中感应电动势X2s=sX216E2转子不转时转子绕组中感应电动势X2转子不转时转子绕组中感应电动势7.4.3定、转子磁通势及磁通势关系1.定子磁通势:假设它相对于定子绕组以同步转速n1逆时针旋转2.转子磁通势1)幅值:2)转向:3)转速(相对于转子绕组):222234222dpsNkFIp1F2F17n2=60f2/p(r/min)。7.4.3定、转子磁通势及磁通势关系从定子绕组来看定、转子旋转磁通势与1)幅值:与前面分析的一样。2)转向:3)转速:相对于定子绕组的转速为n1。相对于转子的转速为n2,相对于定子绕组的转速为n2+n•与以同步转速一道旋转,可以按矢量相加,合成的总磁通势:021FFF3.合成磁通势1F2F1F2F2F18====2112160f60sf60fnssnppp-+=+=+=121111nnnnsnnnnnn1F2F二者相对定子绕组作逆时针方向旋转。1920

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