1、作業(yè)：6-2, 6-3, 6-9，6.10， 6.12第六章 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理1第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行 三相異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路之間沒有直接的電聯(lián)系，它們之間的聯(lián)系是通過電磁感應(yīng)關(guān)系而實(shí)現(xiàn)的，這一點(diǎn)和變壓器完全相似。定子相當(dāng)于變壓器的一次繞組，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于二次繞組，可仿照分析變壓器的方式進(jìn)行分析。一、空載電流和空載磁動(dòng)勢(shì) 當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接到對(duì)稱三相電源時(shí)，定子繞組中就通過對(duì)稱三相交流電流，三相交流電流將在氣隙內(nèi)形成按正弦規(guī)律分布，并以同步轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)由旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)建立氣隙主磁場，即旋轉(zhuǎn)磁場。 2第一節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行 三相異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路之間

2、沒有直接的電聯(lián)系，它們之間的聯(lián)系是通過電磁感應(yīng)關(guān)系而實(shí)現(xiàn)的，這一點(diǎn)和變壓器完全相似。定子相當(dāng)于變壓器的一次繞組，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于二次繞組，可仿照分析變壓器的方式進(jìn)行分析。一、空載電流和空載磁動(dòng)勢(shì) 當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接到對(duì)稱三相電源時(shí)，定子繞組中就通過對(duì)稱三相交流電流，三相交流電流將在氣隙內(nèi)形成按正弦規(guī)律分布，并以同步轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)由旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)建立氣隙主磁場，即旋轉(zhuǎn)磁場。 3 空載時(shí)，軸上沒有任何機(jī)械負(fù)載，異步電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩僅克服了摩擦、風(fēng)阻的阻轉(zhuǎn)矩，所以是很小的。 二、空載時(shí)的定子電壓平衡關(guān)系電動(dòng)機(jī)空載時(shí)每相的定子電壓平衡方程式： 4第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行一負(fù)載運(yùn)行時(shí)的

3、物理情況 定子三相對(duì)稱繞組接通三相對(duì)稱電源，流過三相對(duì)稱電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，以同步轉(zhuǎn)速 分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 切割定，轉(zhuǎn)子繞組，和 ,轉(zhuǎn)子繞組是閉合的， 因而產(chǎn)生 轉(zhuǎn)子電流。異步電機(jī)負(fù)載時(shí)，除了定子磁動(dòng)勢(shì)外，轉(zhuǎn)子電流還 產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)，因此總的氣隙磁動(dòng)勢(shì)則是和的合成。 轉(zhuǎn)子合成磁動(dòng)勢(shì)相對(duì)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度為 若定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針方向，感應(yīng)而形成的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)或電流的相序也必然按順時(shí)針方向排列。由于合成磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)向決定于繞組中電流的相序，所以轉(zhuǎn)子合成磁動(dòng) 勢(shì)的轉(zhuǎn)向與定子磁動(dòng)勢(shì)于是轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在空間的旋轉(zhuǎn)速度為：的轉(zhuǎn)向相同，也為順時(shí)針方向。5即等于定子磁動(dòng)勢(shì)在空間的旋轉(zhuǎn)速度。也就是說，無論異步電

4、動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化，定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)總是相對(duì)靜止的。二、基本方程式(一） 磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)F2與定子磁通勢(shì)F1在空間相對(duì)靜止，其合成磁通勢(shì)保持定值，此時(shí)氣隙中的旋轉(zhuǎn)磁場由此合成磁通勢(shì)產(chǎn)生，即6轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)F2與定子磁動(dòng)勢(shì)F1相對(duì)靜止，得到合成磁動(dòng)勢(shì)F1+F2負(fù)載時(shí)空載時(shí)電動(dòng)機(jī)從空載到負(fù)載，定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化很小，差不多和電源電壓相平衡。所以，可以近似認(rèn)為于是7于是8（二）電磁關(guān)系有效值異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系相量表達(dá)式定、轉(zhuǎn)子的漏磁通在各自繞組中感應(yīng)產(chǎn)生漏電動(dòng)勢(shì)9（三）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式 Zm為表征鐵心磁化特性和鐵耗的一個(gè)綜合參數(shù)，稱為勵(lì)磁阻抗；Xm稱為勵(lì)磁電抗；R

5、m為反映鐵耗的勵(lì)磁電阻。定子漏電抗轉(zhuǎn)子漏電抗因此10三、等效電路三相異步電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，不但原、副繞組的電動(dòng)勢(shì)不相等，而且頻率也不一樣（），為此，得出等效電路，不但要像變壓器那樣進(jìn)行繞組折算，還應(yīng)進(jìn)行頻率折算。（一）頻率歸算轉(zhuǎn)子相電流為: 等式右側(cè)的分子分母同除 以:與的大小相等，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的相位角: 等效轉(zhuǎn)子繞組的相位角: 用靜止的等效轉(zhuǎn)子繞組代替轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞組11等效轉(zhuǎn)子繞的轉(zhuǎn)子繞組電阻由: 改變?yōu)?即 用靜止的等效轉(zhuǎn)子繞組代替轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞組再進(jìn)行繞組歸算 12（二）繞組折算 對(duì)異步電機(jī)進(jìn)行了頻率歸算以后，其定、轉(zhuǎn)子電路的頻率已經(jīng)相等，情況已與變壓器一樣了。如果在進(jìn)行像變壓器那樣的繞組歸算，就能

6、得到異步電機(jī)的完整等效電路。1. 電流歸算 像變壓器歸算一樣，設(shè)歸算后的轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組有同樣的繞組匝數(shù)和繞組系數(shù)；歸算以后的轉(zhuǎn)子電勢(shì)與歸算前相同；歸算后的轉(zhuǎn)子電流為 為電流變比 13 2. 電勢(shì)歸算 設(shè)歸算后轉(zhuǎn)子電勢(shì)為 歸算前后定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)不變，故主磁通不變?yōu)殡妱?shì)變比 3. 阻抗歸算 由于歸算前后，轉(zhuǎn)子銅耗應(yīng)保持不變，可見轉(zhuǎn)子每相電阻折算值 應(yīng)滿足下列式子：14另外歸算前后，轉(zhuǎn)子漏電感儲(chǔ)能應(yīng)保持不變，那么轉(zhuǎn)子每相電感折算值 滿足下式 頻率歸算后的定、轉(zhuǎn)子電路15繞組歸算后的定、轉(zhuǎn)子電路（三）異步電動(dòng)機(jī) 的等效電路16第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩一、功率轉(zhuǎn)換過程二、功率方程式式中，U1

7、定子相電壓；I1 定子相電流； 定子功率因數(shù)角； 轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角；17總機(jī)械功率三、轉(zhuǎn)矩方程式式中 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩； 機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩； 附加損耗轉(zhuǎn)矩； 空載轉(zhuǎn)矩； 電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)差功率18四、電磁轉(zhuǎn)矩公式轉(zhuǎn)矩常數(shù)19例6-1一臺(tái)2對(duì)極的三相異步電動(dòng)機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：還知道電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗 ，額定負(fù)載時(shí)的附加損耗 ，試計(jì)算各種功率和轉(zhuǎn)矩。解定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、及定子鐵耗20同步角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度總機(jī)械功率電磁功率負(fù)載制動(dòng)功率空載制動(dòng)功率電磁轉(zhuǎn)矩或者21第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性一、工作特性的分析1、轉(zhuǎn)速特性2、定子電流特性3、功率因數(shù)特性4、電磁轉(zhuǎn)矩特性5、效率特性22二、工作特性的求取

8、工作特性的求取 可以用直接負(fù)載法，通過做實(shí)驗(yàn)求取；也可以利用等效電路進(jìn)行計(jì)算。23第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)的測定異步電機(jī)中有兩種參數(shù)：（1）空載勵(lì)磁參數(shù)：勵(lì)磁電阻、勵(lì)磁電抗、勵(lì)磁阻抗（2）堵轉(zhuǎn)參數(shù)：定子電阻、定子漏抗、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電抗241、空載試驗(yàn)試驗(yàn)條件：（1）軸上不帶任何負(fù)載；（2）異步電動(dòng)機(jī)在額定頻率下運(yùn)行；（3）電壓從1.11.3倍額定值逐漸降低，直到轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯的變化（轉(zhuǎn)差率明顯增大）獲得數(shù)據(jù)：端電壓、空載電流、空載功率、轉(zhuǎn)速一、空載試驗(yàn)及空載時(shí)參數(shù)的確定空載特性曲線252、勵(lì)磁參數(shù)與鐵耗及機(jī)械損耗的確定異步電機(jī)空載時(shí)，輸入功率補(bǔ)償定子銅耗、鐵耗、機(jī)械損耗：鐵耗正比于電壓平方，做出鐵耗與機(jī)械損耗之和與電壓平方的曲線；延長該曲線與縱軸的相交，該交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的只就為