異步電機(jī)(4)運(yùn)行原理

1、第十六章第十六章 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理第三篇第三篇 異步電機(jī)異步電機(jī)概述轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定主要內(nèi)容三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理u繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。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(jī)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(jì)制造與定子相同三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理一、一、籠型轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)籠型轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù) 在空間按正弦分布的主磁場(chǎng)b

2、相對(duì)定子轉(zhuǎn)速為n1，以n1=n1-n=sn1的相對(duì)轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。在導(dǎo)條產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)F2亦為正弦波，以轉(zhuǎn)速n1相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)。 籠型轉(zhuǎn)子無(wú)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(dòng)機(jī)的運(yùn)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(duì)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(dòng)勢(shì)(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(duì)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(duì)極每相只有一個(gè)導(dǎo)體）kw1=1(無(wú)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(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理一、一、空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)1、目的：測(cè)定鐵耗pfe、機(jī)械損耗pm和激磁參數(shù)Zmrmjxm2、方法和步驟：電機(jī)軸上不帶負(fù)載，定子接到額定頻率的三相對(duì)稱電源上，通過(guò)三相調(diào)壓器對(duì)電機(jī)供電，使定子端電壓從(1.11.3)UN開(kāi)始，逐漸降低電壓，空載電流逐漸減少，直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯下降，空載電流開(kāi)始明顯回升為止。記錄電動(dòng)機(jī)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(jì)算異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(guò)空載和短路（堵轉(zhuǎn)）兩個(gè)試驗(yàn)求得。三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3、空載特性圖4、分析計(jì)算1）鐵耗和機(jī)械損耗的確定 空載時(shí)，轉(zhuǎn)子電流小，轉(zhuǎn)子銅耗可忽略不計(jì)。定子輸入功率消耗在定子銅耗m1I02r1、鐵耗pfe、機(jī)械損耗pm上 。 p0=m1I02r1+pfe+pm r1可由電橋測(cè)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(jī)械損耗pm之和p0： p0 =p0-m1I02r1=pfe+pmec三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理1）鐵耗和

5、機(jī)械損耗的確定 損耗分離：在p0中，機(jī)械損耗pm與電壓U1無(wú)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(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)即為機(jī)械損耗pm，從而得到鐵耗pfe。 pfe B2 m2 E12 U12 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2）激磁參數(shù)的確定 （額定電壓） 1000020220003UZIprIxZr012013mfemxxxprIx可由堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)出三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理二、二、短路短路(堵轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn))試驗(yàn)試驗(yàn)1、目的：測(cè)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(kāi)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(diǎn)的Uk(相電壓)、Ik(相電流)、pk(三相短路損耗)。三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理3、堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖4、分析計(jì)算1）堵轉(zhuǎn)時(shí)的等效電路 1UkkIP堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖堵轉(zhuǎn)時(shí)的等效電路 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理2）短路參數(shù)計(jì)算 （額定電流） kkkkk2k22kkk3UZIprIxZr1202k10k220k120200()()mrxxxrrrxxxxxxxrxx 忽略 ，令m2k122k1kk12122zzrrrrrrxxxxxx對(duì)大型電機(jī)，有忽略激磁回路的影響或或， 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理異步電機(jī)與變壓器的區(qū)別異步電機(jī)與變壓器的區(qū)別1）異步電機(jī)的磁場(chǎng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，空間矢量；變壓器的磁場(chǎng)為脈振磁場(chǎng)，時(shí)間相量。2）異步電機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子頻率不同，除進(jìn)行相數(shù)和匝數(shù)的歸算外，還需可以進(jìn)行頻率的歸算；變壓器為靜止電器，原、副邊頻率相同，不需進(jìn)行頻率的歸算。3）異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路，輸出機(jī)械功率，在等效電路中由(1-s)r2/s模擬機(jī)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。