第七章三相異步電動機ppt課件

1、l三相異步電動機的結構、工作原理、銘牌數(shù)據(jù)；l三相異步電動機的電磁關系；l三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩。一、特點、分類1 1、特點：、特點： 結構簡單、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、結構簡單、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、 運行效率較高、具有較好的工作特性；運行效率較高、具有較好的工作特性； 功率因數(shù)較差、調(diào)速性能相對直流機較差。功率因數(shù)較差、調(diào)速性能相對直流機較差。2 2、分類：、分類： （1 1按定子相數(shù)分類：單相、二相、三相按定子相數(shù)分類：單相、二相、三相 （2 2按轉(zhuǎn)子結構分類：繞線式、鼠籠式按轉(zhuǎn)子結構分類：繞線式、鼠籠式 （3 3繞線式按結構分類：有換向器、無換向器繞線式按結構分類：有換向器

2、、無換向器 另外：高壓、低壓、高起動轉(zhuǎn)矩等。另外：高壓、低壓、高起動轉(zhuǎn)矩等。二、構造 1 1、定子、定子2 2、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子3 3、氣隙、氣隙三、工作原理以鼠籠式電機為例）1 1、三相定子繞組接三相交流電，氣、三相定子繞組接三相交流電，氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。逆時針同步轉(zhuǎn)速；逆時針同步轉(zhuǎn)速；pfn1160NS1n2 2、相對轉(zhuǎn)子，有旋轉(zhuǎn)的磁極；、相對轉(zhuǎn)子，有旋轉(zhuǎn)的磁極；3 3、轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生感應電勢和感、轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生感應電勢和感生電流；生電流；nMf4 4、導體中的電流受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，、導體中的電流受力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)；使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)；5 5

3、、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能否達到同步轉(zhuǎn)速？、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能否達到同步轉(zhuǎn)速？1n6 6、轉(zhuǎn)差率：、轉(zhuǎn)差率：同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差 ，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率 。nnnn11sn n 05. 001. 0s正常電動運行時時，電磁制動狀態(tài)即當時，發(fā)電狀態(tài)即當時，電動狀態(tài)即當01001011nsnnsnns1n7 7、轉(zhuǎn)差率的含義：、轉(zhuǎn)差率的含義：當同步轉(zhuǎn)速當同步轉(zhuǎn)速 是確定的時候，是確定的時候， 與與 一一對應。一一對應。ns 等，NNNNNNNrnHzHzfAIVUkWPcosmin50四、額定數(shù)據(jù)例題：例題： 三相異步電動機，三相異步電動機， 求：同步轉(zhuǎn)速求：同步轉(zhuǎn)速 ，極對數(shù)，極對數(shù) ， 額定

4、負載時的效率額定負載時的效率 和轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)差率 。AIVUkWPNNN11938055，。，89. 0cosmin570NNrn1npNNs解：解：05.079.0cos325min60060min57011112111nnnsIUPPPprnpfnrnNNNNNNNN）（）（l以繞線式異步電機為例以繞線式異步電機為例l分析步驟：分析步驟：l （1 1轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路；轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組開路；l （2 2轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組短路；轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子繞組短路；l （3 3轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，正常運行。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，正常運行。l分析內(nèi)容：分析內(nèi)容：l （1 1慣例；慣例；l （2 2電磁平衡關系式；電磁

5、平衡關系式；l （3 3折算與等值電路；折算與等值電路；l （4 4向量圖。向量圖。1 1、慣例、慣例1 1）1A1Y1X1B1C1Z2A2Y2X2B2C2Z ）氣隙磁密（同步轉(zhuǎn)速1nB 1Bn&轉(zhuǎn)速nn沿定子內(nèi)表面的角度11沿轉(zhuǎn)子外表面的角度22方向均以進入轉(zhuǎn)子方向為正、磁勢、磁通磁密FBTT電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩慣例慣例2 2）1A1B1C1U&電樞繞組相電壓1U1E&電樞繞組相電勢1E1I&1I&1sE&電樞繞組相漏電勢1sE轉(zhuǎn)子繞組相電壓2U轉(zhuǎn)子繞組相電勢2E轉(zhuǎn)子繞組相電流2I轉(zhuǎn)子繞組相漏電勢2sE2A2B2C2U&2I&2E&

6、amp;2sE&電樞繞組相電勢2 2、電磁關系與變壓器空載運行相似）、電磁關系與變壓器空載運行相似）01F、磁勢）磁通（0000FIIICBA空間合成磁勢為、定子通以三相對稱電流11003 4222dpN kaFIp、幅值：b、轉(zhuǎn)向：電流相序決定， 時，逆 時針A B CA c、轉(zhuǎn)速：11160min2fnrfrad sp，d、定子磁勢： 轉(zhuǎn)子磁勢：10122FFFFF&）感應電勢（2FeIII03）勵磁電流（）電壓、電勢平衡方程（42020101110111011EUzIEjxrIEErIEUs12121111201211120212011120204.444.4490dpd

7、pdpedpaEf N kEf N kN kEbkEN kcEEBdEkEE、大?。?，、 比：、相位： 、 后于，與同相位、變壓滯3 3、向量圖與等值電路與變壓器空載運行相似）、向量圖與等值電路與變壓器空載運行相似）m21 EE1E0IIFeI1U10rI10 xIj0功率因數(shù)角功率因數(shù)角0I1U1r1jx1Emrmjx轉(zhuǎn)子繞組開路時異步電動機的等效電路4 4、電磁關系示意圖同變壓器空載運行）、電磁關系示意圖同變壓器空載運行）21110111001EExI jErIIUss11011()UEIRjX 202UE5 5、功率關系示意圖同變壓器空載運行）、功率關系示意圖同變壓器空載運行）輸入功率輸

8、入功率P1P1FeCuppIUP10011cos0I1U1r1jx1EmrmjxkEE121201rIpCumFerIp201 1、慣例、慣例1A1Y1X1B1C1Z2A2Y2X2B2C2Z 1nBTn121A1B1C1U1E1I1sE2sE2E2I2C2B2A2 2、磁勢、磁通、磁勢、磁通（1 1磁勢磁勢時針勢1211111122221213 4222,60min223 42226060mindpdpN kaFIpbABCAfcnrfrad spN kaFIpbABCAffcnrnpp）定子磁 、幅值：、 向： 流相序 定，逆 、 速：，） 子磁 、幅值：、 向： 流相序 定，逆 、 速：1

9、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時針轉(zhuǎn)勢轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電 決電 決210213FFFFF轉(zhuǎn)子磁勢定子磁勢）合成磁勢（2 2磁通磁通2110EEF和主磁通均不飽和表現(xiàn)為表現(xiàn)為漏磁通222111jxIjxIss3 3、定、轉(zhuǎn)子回路方程、定、轉(zhuǎn)子回路方程02222222211111zIEjxrIEUjxrIEU轉(zhuǎn)子：定子：4 4、轉(zhuǎn)子繞組的折合類似變壓器的折算）、轉(zhuǎn)子繞組的折合類似變壓器的折算）（1 1原則與思路原則與思路通常異步電機轉(zhuǎn)子的相數(shù)通常異步電機轉(zhuǎn)子的相數(shù)m2m2與定子的相數(shù)與定子的相數(shù)m1m1并不相同。并不相同。準繩：保持折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁勢不變。準繩：保持折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁勢不變。思緒：用假想的轉(zhuǎn)子思緒：用假想的轉(zhuǎn)子m

10、1m1、N1N1、kdp1kdp1代替實際的代替實際的m2m2、N2N2、kdp2kdp2（2 2結論：結論：（3 3折合前折合前后功率關系后功率關系不變不變121211222211222222122222222dpidpdpedpieeeiim N kIkIm N kN kEkEN kIIkEk EEk EEzk k zIIk 電流變比電壓變比5 5、基本方程、等值電路、向量圖類似變壓器副邊短路）、基本方程、等值電路、向量圖類似變壓器副邊短路）mzEIIIIEEzIEUzIEU100212122221111m21EE1E1U11rI11xI j1I0IIFeI2I2I22rI22xI j0I

11、mrmjx1I1U1r1jx21EE2I2r2jx11nnns轉(zhuǎn)差率：1 1、轉(zhuǎn)子電勢、轉(zhuǎn)子電勢sssjxrIE2222轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n時的時的相電動勢相電動勢轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n時的時的相電流相電流轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n時的時的相漏電抗相漏電抗22fnnB率，此時轉(zhuǎn)子繞組電勢頻的相對速度為與2121121122212226060604.44sdpsp nnpnpnnnfsfnEf N ksExsx2 2、定、轉(zhuǎn)子磁勢、定、轉(zhuǎn)子磁勢（1 1定子磁勢定子磁勢 （由（由 產(chǎn)生不再討論產(chǎn)生不再討論（2 2轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢 （由（由 產(chǎn)生）產(chǎn)生）1F2F1IsI2（3 3合成磁勢合成磁勢210FFF相對于轉(zhuǎn)子外表面、

12、轉(zhuǎn)速：時，逆時針，、轉(zhuǎn)向：電流相序決定、幅值：min6022422222222rpfncACBAbIpkWmFasW相對于定子內(nèi)表面12nn 222dpsN kIp3 3、轉(zhuǎn)子繞組的折合、轉(zhuǎn)子繞組的折合（1 1頻率折合頻率折合目的：轉(zhuǎn)子和定子繞組中的電流頻率不同，計算不方便目的：轉(zhuǎn)子和定子繞組中的電流頻率不同，計算不方便準繩：保持轉(zhuǎn)子磁勢相對于定子的位置、大小、轉(zhuǎn)速不變準繩：保持轉(zhuǎn)子磁勢相對于定子的位置、大小、轉(zhuǎn)速不變思緒：以頻率為思緒：以頻率為 的假想的轉(zhuǎn)子電勢、電流、漏抗、電阻的假想的轉(zhuǎn)子電勢、電流、漏抗、電阻 替換頻率為替換頻率為 的實際的轉(zhuǎn)子電勢、電流、漏抗、電阻的實際的轉(zhuǎn)子電勢、電流

13、、漏抗、電阻 即用靜止的等效轉(zhuǎn)子代替旋轉(zhuǎn)的實際轉(zhuǎn)子。即用靜止的等效轉(zhuǎn)子代替旋轉(zhuǎn)的實際轉(zhuǎn)子。1f2f222222222222222IjxsrEjsxrEsjxrEIjxrIEssssss22s22fEs22fIs2rsjx212fE12fIsr22jx12fE12fI2r2jx21rss21rss的含義分析的含義分析在轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子繞組中傳入一個電阻在轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子繞組中傳入一個電阻 后，可以等效旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子后，可以等效旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子srs212221rssI電阻上的功率電阻上的功率 為有功功率，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的總機械功率為有功功率，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的總機械功率（2 2繞組折算繞組折算22IIa、電流折算：1212

14、1222222242422222dpdpiN kN kmmFFIIppIIk22EEb、電勢折算：22222221EkEIEmIEme22zzc、阻抗折算：222222xkkxrkkrzkkzieieie4 4、基本方程和等值電路、基本方程和等值電路122222222021210111111rssIzIjxsrIEIIIEEjxrIEjxrIEUmm0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2I2r2jx12rssT型等值電路型等值電路0Imrmjx1I1U1r1jx2I2r2jx12rss1r1jx簡化等值電路簡化等值電路5 5、向量圖略）、向量圖略）例題：一臺三相繞線式異步電動機，定子繞組加

15、頻率為例題：一臺三相繞線式異步電動機，定子繞組加頻率為50Hz50Hz的額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時轉(zhuǎn)子繞組滑環(huán)上的電動勢的額定電壓，轉(zhuǎn)子繞組開路時轉(zhuǎn)子繞組滑環(huán)上的電動勢 （已知轉(zhuǎn)子繞組為（已知轉(zhuǎn)子繞組為Y Y接）。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子一相接）。轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子一相的電阻的電阻 ，電動機的額定轉(zhuǎn)差率，電動機的額定轉(zhuǎn)差率 。求這臺電動機額定運行時轉(zhuǎn)子電動。求這臺電動機額定運行時轉(zhuǎn)子電動勢勢 ，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流 的有效值及頻率。的有效值及頻率。2260EV220.06 ,0.2RX0.04Ns 2sNE2sNI解：解：（1轉(zhuǎn)子電勢電流頻率為轉(zhuǎn)子電勢電流頻率為210.04 502Nfs fHz（2 2轉(zhuǎn)子額定

16、運行時，轉(zhuǎn)子的電動勢為轉(zhuǎn)子額定運行時，轉(zhuǎn)子的電動勢為220.04 26036NsNEs EV（3 3額定運行時，轉(zhuǎn)子電流為額定運行時，轉(zhuǎn)子電流為22261000.06sNsNsEIAZ一、功率關系0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr22jxP11111cos31IUP 、輸入功率：pCu1121321rIpCu、定子銅耗：pFemFerIp2033、鐵耗功率：PM2222221cos3341IEsrIppPPFeCuM、電磁功率：0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr22jxpCu1pFePMP1pCu2MCusPrIp352222、轉(zhuǎn)子銅耗：PmMCuMmPsrssIp

17、PP11362222、機械功率：0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr22jxpCu1pFePMP1pCu2Pmpmec+ps磨擦損耗等、機械損耗：mecp7（中、小型）（大型）、附加損耗：NNsPPp%31%5 . 08P2smecmppPP29、輸出功率：0Imrmjx1I1U1r1jx21EE2Isr 22jxP1pCu1pFePMpCu2Pmpmec+psP21P1CupFep2Cupsmpp MPmP2PssPpPmCuM1:1:2小結二、轉(zhuǎn)矩關系2201mmecsPPppTTT、由：1121mmMPPPsTs、三、電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達式22222221112222121212211 2233cos260260cos2602cos2cosMdpTjPIrsEITnnm E Inmf N