電機(jī)與拖動(dòng)第6章異步電動(dòng)機(jī)課件

異步電動(dòng)機(jī)第6章6.5功率與轉(zhuǎn)矩6.6工作特性6.4轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁關(guān)系6.2轉(zhuǎn)子靜止、繞組開路時(shí)的電磁關(guān)系6.1異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、額定數(shù)據(jù)與工作原理6.3轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系6.7參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)：本章要求：熟練掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程且能正確使用理解三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性的意義及其大概形狀掌握異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、額定數(shù)據(jù)與工作原理理解掌握三相異步電動(dòng)機(jī)各電磁關(guān)系，掌握其等效電路了解三相異步電動(dòng)機(jī)的短路實(shí)驗(yàn)、空載實(shí)驗(yàn)6.1.2異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)（主要由定子、轉(zhuǎn)子組成）上下結(jié)束2、定子繞組：高壓大、中型容量的異步電動(dòng)機(jī)定子繞組常采用Y接，只有三根引出線，如圖(a)所示。對(duì)中、小容量低壓異步電動(dòng)機(jī)，通常把定子三相繞組的六根出線頭都引出來(lái)，根據(jù)需要可接成Y形或△形，如圖(b)所示。定子繞組用絕緣的銅（或鋁）導(dǎo)線繞成，嵌在定子槽內(nèi)。3、機(jī)座：主要是為了固定與支撐定子鐵心。如果是端蓋軸承電機(jī)，還要支撐電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分。因此，機(jī)座應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。對(duì)中、小型異步電動(dòng)機(jī)，通常用鑄鐵機(jī)座。對(duì)大型電機(jī)，一般采用鋼板焊接的機(jī)座，整個(gè)機(jī)座和座式軸承都固定在同一個(gè)底板上。（二）氣隙：異步電動(dòng)機(jī)的氣隙比同容量直流電動(dòng)機(jī)的氣隙小得多，在中、小型異步電動(dòng)機(jī)中，氣隙一般為0.2~1.5mm左右。

結(jié)束定子鐵心定子線圈鐵心和機(jī)座

如果用的是銅料，就需要把事先做好的裸銅條插入轉(zhuǎn)子鐵心上的槽里，再用銅端環(huán)套在伸了兩端的銅條上，最后焊在一起，如圖(b)所示。如果用的是鑄鋁，就連同端環(huán)、風(fēng)扇一次鑄成，如圖(c)所示?；\型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、是一種經(jīng)濟(jì)、耐用的電機(jī)，所以應(yīng)用極廣。2）繞線型轉(zhuǎn)子：繞線型轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)嵌放有用絕緣導(dǎo)線組成的三相繞組，一般都聯(lián)接成Y形。轉(zhuǎn)子繞組的三條引線分別接到三個(gè)滑環(huán)上，用一套電刷裝置引出來(lái)，如圖所示。這就可以把外接電阻串聯(lián)到轉(zhuǎn)子繞組回路里去，以改善電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能或調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。與籠型轉(zhuǎn)子相比較，繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，價(jià)格稍貴，因此只在要求起動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)距大，或需平滑調(diào)速的場(chǎng)合使用。鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)束繞線轉(zhuǎn)子6.1.4異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定功率PN：電動(dòng)機(jī)軸的輸出機(jī)械功率。額定電壓UN

：定子線電壓。額定電流IN：定子線電流。額定頻率fN、額定轉(zhuǎn)速nN

等。型號(hào):功率因數(shù)COSф。絕緣、溫升、接法等。6.2轉(zhuǎn)子靜止、轉(zhuǎn)子繞線開路時(shí)電磁關(guān)系1、電磁關(guān)系UAUBUCi0es1e2e1與變壓器類似定子加對(duì)稱Ui0s1漏磁通主磁通F01e1e2es1I0--勵(lì)磁電流F0--勵(lì)磁磁通勢(shì)4、等效電路和相量圖r1jx1rmjxm+-與變壓器的類似激磁電阻激磁電抗6.3繞線轉(zhuǎn)子短路且堵轉(zhuǎn)時(shí)電磁關(guān)系(相當(dāng)于轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn))1、電磁關(guān)系UAUBUCi1es1

e2e1i2es2定子對(duì)稱i1轉(zhuǎn)子漏磁通主磁通轉(zhuǎn)子對(duì)稱i2F0=F1+F2定子漏磁通定轉(zhuǎn)子都有同頻率的電流。F1F22、磁勢(shì)平衡方程定子對(duì)稱i1(f1)轉(zhuǎn)子對(duì)稱i2(f2)F0=F1+F2F1F2n1n1n1磁勢(shì)平衡的物理意義：轉(zhuǎn)子開路時(shí)，氣隙磁勢(shì)F0僅由定子電流i10產(chǎn)生。

轉(zhuǎn)子短路堵轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙磁勢(shì)F0由定轉(zhuǎn)子電流i1、i2共同產(chǎn)生。3、電壓方程（單相）定子：轉(zhuǎn)子：i1i24、等效電路（單相）r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′′+-電流變比：轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速n1之差叫轉(zhuǎn)差n。

n=n1-n轉(zhuǎn)差率S：轉(zhuǎn)速n=（1-S）n1一般空載時(shí)S<0.005；負(fù)載時(shí)S<0.05。6.4轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系1、轉(zhuǎn)差率

轉(zhuǎn)差率S是異步電動(dòng)機(jī)的重要參數(shù)，負(fù)載變化時(shí)，S會(huì)變化，使E2、I2、T2變化，以達(dá)到重新平衡。r2jx2s+-f2

轉(zhuǎn)子頻率：

轉(zhuǎn)子切割氣隙磁場(chǎng)的速度為：

n=n1-n2、轉(zhuǎn)子電勢(shì)：r2jx2s+-f2轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)感應(yīng)電勢(shì)

轉(zhuǎn)子電抗：轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)電抗

轉(zhuǎn)子電阻r2

與f無(wú)關(guān)仍為r2

轉(zhuǎn)子電流：3、磁勢(shì)平衡方程n1n1n1定子對(duì)稱i1(f1)F1相對(duì)定子轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子對(duì)稱i2s(f2=sf1)F2相對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n1′轉(zhuǎn)子本身轉(zhuǎn)速為n=(1-s)n1相對(duì)定子轉(zhuǎn)速:n1′+n=n1定轉(zhuǎn)子電流通過(guò)該磁勢(shì)平衡方程聯(lián)系在一起。n1n1n14、基本方程式i1i2s區(qū)別5、等效電路（單相）′r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′+-6.5異步電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩方程6.5.1異步電動(dòng)機(jī)的功率關(guān)系以三相電機(jī)為例輸入：P1=3U1I1cos1定子銅耗：pcu1=3I12r1

；鐵耗：pFe=pFe1=3I02rm

；（轉(zhuǎn)子鐵心的相對(duì)速度很?。鋜1jx1rmjxm+-r2′jx2′′+-電磁功率：PM=P1-pCu1-pFe

機(jī)械功率：轉(zhuǎn)子銅耗：pcu2=3I2′2

r2′

=sPM

或：PM=3E2′I2′cos2PM=3I2′2

[r2′

+r2′

（1-s）/s]=3I2′2

r2′/sr1jx1rmjxm+-r2′jx2′′+-輸出功率(機(jī)械)：P2=Pm-pm-ps

=Pm-p0

摩擦損耗附加損耗空載損耗功率功率流程圖：P2P1pcu1PMpFepcu2Pmp0功率關(guān)系：PM：

pCu2：

Pm=1：s：（1-s）

6.5.2、異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩關(guān)系電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械TnTL=T2+T01、轉(zhuǎn)矩平衡方程T=TL=T2+T0其中T0=Tm+Ts摩擦損耗轉(zhuǎn)矩附加損耗轉(zhuǎn)矩2、電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度：磁場(chǎng)同步角速度：3、輸出轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩4、電磁轉(zhuǎn)矩公式CMj---轉(zhuǎn)矩系數(shù)6.6異步電機(jī)的工作特性

指異步電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)即U1=U1N

，f=fN時(shí)：n,T,cos1,I1,和P2的關(guān)系。1、轉(zhuǎn)速特性n=f(P2)P2T2nE2snP202、定子電流特性I1=f(P2)I1P20I0P2I2′I13、功率因數(shù)特性：cos1=f(P2)′r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′+-P2=0時(shí)，I1主要為勵(lì)磁電流

cos1很低。P2增加時(shí)，I2增加，I1有功分量增加cos1增。

當(dāng)P2增加一定程度時(shí)，n變小s變大，r2/s變小，使cos1減小。cos1P204、轉(zhuǎn)矩特性：T2=f(P2)T2=P2/T2P205、效率特性：

=f(P2)

銅耗為可變損耗；鐵耗和機(jī)械損耗為不變損耗。P206.7三相異步電機(jī)參數(shù)測(cè)定

為了要用等效電路計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)的工作特性，應(yīng)先知道它的參數(shù)。和變壓器一樣，通過(guò)做空載和短路（堵轉(zhuǎn)）兩個(gè)試驗(yàn)，就能求出異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)來(lái)。r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′+-6.7.1短路（堵轉(zhuǎn)）試驗(yàn)

短路試驗(yàn)又叫堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，即把繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組短路，并把轉(zhuǎn)子卡住，不使其旋轉(zhuǎn)，鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子本身已短路。實(shí)驗(yàn)過(guò)程:從開始,然后逐漸降低電壓。記錄定子繞組加的端電壓、定子電流和定子輸入功率。試驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)量測(cè)定子繞組每相電阻的大小。根據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，畫出異步電動(dòng)機(jī)的短路特性、,如下圖所示。r1jx1rmjxm+-r2′jx2′′′′+-6.7.2空載試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?為了測(cè)勵(lì)磁阻抗機(jī)械損耗pm,鐵心損耗pFe

。試驗(yàn)過(guò)程:轉(zhuǎn)軸上不加任何負(fù)載，即電動(dòng)機(jī)處于空載運(yùn)行，把定子繞組接到頻率為額定的三相對(duì)稱電源上，當(dāng)電源電壓為額定值時(shí)，讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，使其機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定值。用調(diào)壓器改