異步電機(4)運行原理

1、第十六章第十六章 三相異步電動機的運行原理三相異步電動機的運行原理第三篇第三篇 異步電機異步電機概述轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動機的參數(shù)測定主要內(nèi)容三相異步電動機的運行原理16.4 籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動機的運行原理u繞線轉(zhuǎn)子異步電動機分析得到的基本方程式、相量圖和等效電路完全適用于籠型異步電動機。u籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)和匝數(shù)如何確定？u定、轉(zhuǎn)子極數(shù)相等是旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩的必要條件。u繞線式轉(zhuǎn)子有明顯的相數(shù)和極數(shù)，且設(shè)計制造與定子相同三相異步電動機的運行原理一、一、籠型轉(zhuǎn)子的極對數(shù)籠型轉(zhuǎn)子的極對數(shù) 在空間按正弦分布的主磁場b

2、相對定子轉(zhuǎn)速為n1，以n1=n1-n=sn1的相對轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。在導(dǎo)條產(chǎn)生感應(yīng)電動勢ec，且ec與b成正比，故ec與b 同相位。每根導(dǎo)條功率因數(shù)角為2，導(dǎo)條中電流ic波滯后于ec波2角。轉(zhuǎn)子磁動勢F2亦為正弦波，以轉(zhuǎn)速n1相對定子旋轉(zhuǎn)。 籠型轉(zhuǎn)子無特定的極數(shù)，其極數(shù)始終等于定子的極數(shù)。三相異步電動機的運行原理二、二、籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù)籠型轉(zhuǎn)子的相數(shù) 設(shè)轉(zhuǎn)子總導(dǎo)條數(shù)為Z2(即轉(zhuǎn)子槽數(shù))，極對數(shù)為p，則相鄰兩根導(dǎo)條之間相差的空間電角度為2p360/ Z2，這也是相鄰兩根轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電動勢(電流)的相位相差的電角度。同相位的電流構(gòu)成一相。導(dǎo)條分布均勻，一對磁極范圍內(nèi)的導(dǎo)條數(shù)為Z2/p，若Z2/p為整數(shù)，

3、則相數(shù) m2 Z2/p；若Z2/p不為整數(shù)，則相數(shù) m2 Z2。W2=1/2(每相串聯(lián)匝數(shù)：每對極每相只有一個導(dǎo)體）kw1=1(無短距和分布）三、三、籠型繞組的匝數(shù)和繞組因數(shù)籠型繞組的匝數(shù)和繞組因數(shù)16.5 異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理一、一、空載試驗空載試驗1、目的：測定鐵耗pfe、機械損耗pm和激磁參數(shù)Zmrmjxm2、方法和步驟：電機軸上不帶負(fù)載，定子接到額定頻率的三相對稱電源上，通過三相調(diào)壓器對電機供電，使定子端電壓從(1.11.3)UN開始，逐漸降低電壓，空載電流逐漸減少，直到電動機轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯下降，空載電流開始明顯回升為止。記錄電動機的相電壓U1、空載相電流I0、空

4、載損耗p0。繪制空載特性曲線。 利用等效電路計算異步電動機的運行特性，應(yīng)首先知道其參數(shù)。這些參數(shù)(r1, x1, r2, x2, rm, xm)可通過空載和短路（堵轉(zhuǎn)）兩個試驗求得。三相異步電動機的運行原理3、空載特性圖4、分析計算1）鐵耗和機械損耗的確定 空載時，轉(zhuǎn)子電流小，轉(zhuǎn)子銅耗可忽略不計。定子輸入功率消耗在定子銅耗m1I02r1、鐵耗pfe、機械損耗pm上 。 p0=m1I02r1+pfe+pm r1可由電橋測出，記下室溫，折算到75C。 從輸入功率p0中扣除定子銅耗，得鐵耗pfe和機械損耗pm之和p0： p0 =p0-m1I02r1=pfe+pmec三相異步電動機的運行原理1）鐵耗和

5、機械損耗的確定 損耗分離：在p0中，機械損耗pm與電壓U1無關(guān)。pfe可近似認(rèn)為與磁密的平方成正比，因而可近似認(rèn)為與電壓的平方成正比。故p0與U12的關(guān)系曲線近似為一直線。其延長線與縱軸交點即為機械損耗pm，從而得到鐵耗pfe。 pfe B2 m2 E12 U12 三相異步電動機的運行原理2）激磁參數(shù)的確定 （額定電壓） 1000020220003UZIprIxZr012013mfemxxxprIx可由堵轉(zhuǎn)試驗測出三相異步電動機的運行原理二、二、短路短路(堵轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn))試驗試驗1、目的：測定短路阻抗、轉(zhuǎn)子電阻和定、轉(zhuǎn)子漏抗。 2、方法和步驟： 將轉(zhuǎn)子堵住，在定子端施加電壓，從0.4UN開始逐漸降低

6、，記錄定子相電壓Uk、定子相電流Ik、定子端輸入功率Pk，作出短路特性Ik=f(Uk)，pk=f(Uk) 。根據(jù)短路特性曲線，取額定電流點的Uk(相電壓)、Ik(相電流)、pk(三相短路損耗)。三相異步電動機的運行原理3、堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖4、分析計算1）堵轉(zhuǎn)時的等效電路 1UkkIP堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖堵轉(zhuǎn)時的等效電路 三相異步電動機的運行原理2）短路參數(shù)計算 （額定電流） kkkkk2k22kkk3UZIprIxZr1202k10k220k120200()()mrxxxrrrxxxxxxxrxx 忽略 ，令m2k122k1kk12122zzrrrrrrxxxxxx對大型電機，有忽略激磁回路的影響或或， 三相異步電動機的運行原理異步電機與變壓器的區(qū)別異步電機與變壓器的區(qū)別1）異步電機的磁場為旋轉(zhuǎn)磁場，空間矢量；變壓器的磁場為脈振磁場，時間相量。2）異步電機為旋轉(zhuǎn)電機，定、轉(zhuǎn)子頻率不同，除進行相數(shù)和匝數(shù)的歸算外，還需可以進行頻率的歸算；變壓器為靜止電器，原、副邊頻率相同，不需進行頻率的歸算。3）異步電機轉(zhuǎn)子繞組短路，輸出機械功率，在等效電路中由(1-s)r2/s模擬機械功率的大小，負(fù)載性質(zhì)為純電阻性；變壓器副邊接電負(fù)載，其性質(zhì)可以是電阻性、電感性或電容性。