感應(yīng)電動機學(xué)習(xí)PPT

1、12345電動勢和磁通勢平衡方程式電動勢和磁通勢平衡方程式三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相繞組的電動勢和磁通勢三相繞組的電動勢和磁通勢三相異步電動機的運行分析三相異步電動機的運行分析67三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的運行特性三相異步電動機的運行特性8單相異步電動機單相異步電動機第一節(jié)、三相異步電動機的工作原理第一節(jié)、三相異步電動機的工作原理1. 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)前端蓋前端蓋轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組定子鐵心定子鐵心定子繞組定子繞組吊環(huán)吊環(huán)機座機座后端蓋后端蓋出

2、線盒出線盒風(fēng)扇風(fēng)扇風(fēng)罩風(fēng)罩鼠籠型異步鼠籠型異步電動機電動機定子鐵心定子鐵心定子繞組定子繞組機座機座端蓋等端蓋等轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸風(fēng)扇等風(fēng)扇等(1) 定子部分v 定子鐵心：導(dǎo)磁和嵌放定子三相繞組，內(nèi)壁有均勻分 布的槽。定子沖片定子繞組絕緣襯紙 制作要求及特點：n為降低鐵損耗，一般用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。v 定子繞組：電路部分，用以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 制作要求及特點：n由絕緣銅或鋁導(dǎo)線按照一定的規(guī)律連接成三相對稱繞組。n定子三相繞組的6個出線端引出，根據(jù)需要可接成三角形或星形。2W1U2U1V2V1W2W1U2U1V2V1W“Y”“D”380V星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，電

3、源電壓為何值時才能接成三角形？380V三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機，電源電壓為何值時才能接成星形？Problem3803URR220VU 無論星形還是三角形聯(lián)結(jié)，每相定子繞組中電流的最大值是不變的。3803URR660VU (1)(2)(2) 轉(zhuǎn)子部分v 轉(zhuǎn)子鐵心：導(dǎo)磁和嵌放轉(zhuǎn)子繞組，外壁有均勻分布的 槽。 制作要求及特點：n為降低鐵損耗，一般用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成。v 轉(zhuǎn)子繞組：感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，是一閉合繞 組。分為鼠籠型和繞線型兩種。a.鼠籠型繞組：b. 繞線型繞組：三相對稱繞組通以三相對 稱電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體， 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流。 導(dǎo)體有功電流分

4、量與磁場 相互作用形成電磁轉(zhuǎn)矩。 2W1U2U1V2V1W2. 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的工作原理旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的？旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與那些旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與那些因素有關(guān)？因素有關(guān)？轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系？轉(zhuǎn)速的關(guān)系？Problemn0nei三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與 工作原理工作原理NSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線圈磁極旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢vlBe導(dǎo)線長導(dǎo)線長磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度切割速度切割速度（右手定則）右手定則）閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流閉合導(dǎo)線產(chǎn)生電流 i（左手定則）左手定則

5、）通電導(dǎo)線在磁場中受力通電導(dǎo)線在磁場中受力ilBfn0neiNSf1. 線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)線圈跟著磁鐵轉(zhuǎn)兩者轉(zhuǎn)動方向一致兩者轉(zhuǎn)動方向一致 結(jié)論：結(jié)論：異步異步2. 線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢0nnn0neiNSf旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生AYCBZ異步機中異步機中,旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極旋轉(zhuǎn)磁場代替了旋轉(zhuǎn)磁極AiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下180tXBZ0nAYC 60tAXYCBZSN0n60A120tXY

6、CBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方向：AiBiCitmI旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相改變電機的旋轉(zhuǎn)方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimIt旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小轉(zhuǎn)速大小分）轉(zhuǎn) /( 600fn 一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360。則。則 同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場的速度）為：AXYCBZNSAXYCBZSN0n60AXYCBZNSAiBiCimIt極對數(shù)（

7、極對數(shù)（P）的概念的概念BiAXBYCZAiCi1p此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：即：AXYCBZNS極對數(shù)（極對數(shù)（P）的改變的改變CYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。成的磁場則是兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY0t分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN

8、30極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系A(chǔ)iBiCimIt三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速分）轉(zhuǎn)/( 600pfn 2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對數(shù)極對數(shù)每個電流周期每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度磁場轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)50(Hzf 0n3p120分）轉(zhuǎn)/( 0001電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速:n電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機0nn無轉(zhuǎn)距無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動

9、無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流無轉(zhuǎn)子電流提示提示：如果如果0nn 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機運行中異步電機運行中:%91s轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：轉(zhuǎn)差率為旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)速之差。即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間:1 , 0sn（轉(zhuǎn)差率最大）轉(zhuǎn)差率最大）(1) 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生1U2U1V2V1W2W120oit 2i1i3 三相電流參考方向規(guī)定：從繞組的首端流向末端。oit 2i1i3i180903602701U2U1V2V1W2W0t1U2U1

10、V2V1W2W90tNN1U2U1V2V1W2W180tN1U2U1V2V1W2W270tN1U2U1V2V1W2W360tN 電流變化一周，兩極磁場旋轉(zhuǎn)電流變化一周，兩極磁場旋轉(zhuǎn) 。360oit 2i1i3i180903602703U4U1V4V3W4W0t1U2U3V2V1W2WNN3U4U1V4V3W4W90t1U2U3V2V1W2WNN3U4U1V4V3W4W180t1U2U3V2V1W2WNN2W3U4U1V4V3W4W270t1U2U3V2V1WNN3U4U1V4V3W4W360t1U2U3V2V1W2WNN 電流變化一周，四極磁場旋轉(zhuǎn)電流變化一周，四極磁場旋轉(zhuǎn) 。180v 結(jié)論：

11、結(jié)論： 對稱三相電流通過對稱三相繞組時，必然會產(chǎn)生一個大小不變，轉(zhuǎn)速一定的磁場。 無論是幾極磁場，電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場移動兩個極距。 極數(shù)越多，磁場轉(zhuǎn)速越慢。電電 角度角度機械機械角度角度極對極對數(shù)數(shù) 磁場的轉(zhuǎn)向與三相對稱電流的相序一致。(2) 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速電流電流頻率頻率極對極對數(shù)數(shù)同步同步速速0n1fp60(3) 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生nF1SNn0F0SNn0電流有功電流有功分量分量電流無功電流無功分量分量00nnsnv 異步電機運行的必要條件：轉(zhuǎn)差 的存在。0nn發(fā)電機發(fā)電機電動機電動機電磁制動電磁制動圖圖 示示O OO OO OO OO OO O關(guān)系關(guān)系電動勢電動勢性性 質(zhì)質(zhì)電源電動勢電

12、源電動勢反電動勢反電動勢反電動勢反電動勢電磁轉(zhuǎn)電磁轉(zhuǎn)矩性質(zhì)矩性質(zhì)制動制動驅(qū)動驅(qū)動制動制動能能 量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換原動機機械能原動機機械能電能電能電能電能 機械能機械能電能電能+ +機械能機械能 內(nèi)部損耗內(nèi)部損耗,n s0nnT0nTnn0nT,nns001,ns01,nn s00第二節(jié)、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)1. 三相交流繞組三相交流繞組v 槽距角 ：相鄰兩槽之間的電角度。v 每極每相的槽數(shù) ：每極下每相繞組所占的槽數(shù)。360pz2zqpmqv 槽電勢星形圖：反映定子槽內(nèi)所 有導(dǎo)體感應(yīng)電動 勢之間的相位關(guān) 系。(1) 交流繞組的術(shù)語(2) 交流繞組的基本要求u三相

13、繞組對稱。u盡量獲得最大的電動勢和磁通勢。u繞組的電動勢和磁通勢波形應(yīng)盡量接近正弦波。u節(jié)省用銅量。u工藝簡單，便于制造、安裝和檢修。v 相帶：每極下每相繞組所占的區(qū)域，用電角度表示。(3) 三相單層分布繞組例例1：一臺電機 ，試畫出三相單層整距分布繞 組的展開圖。24,24zpv 畫繞組展開圖的步驟：I.計算相關(guān)參數(shù)：計算相關(guān)參數(shù)：極距：24624zp槽距角：3602 3603024pz每極每相槽數(shù)：24222 2 3 zqpm（z槽數(shù) p極對數(shù) m相數(shù)）II.分極分相：分極分相：將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開( N,S 極相鄰分布)，并標記假設(shè)的感應(yīng)電動 勢方向。將每個極的槽數(shù)按三相均勻 分

14、開，三相在空間錯開 電角度。120NNSS61801 23456 78 9 101112131415161718192021222324III. 按按 劃分相帶：劃分相帶：根據(jù)槽電勢星形圖和每極每相槽 數(shù)，劃分相帶，并分別用大寫字 母標注。602V1W2U1V2W1U113719214820315921416102251711236181224相位相差相位相差1800屬于同一相屬于同一相。NNSS61801 23456 78 9 101112131415161718192021222324IV. 連接線圈和線圈組：連接線圈和線圈組：將一對極域內(nèi)屬于同一相的 某兩個圈邊連成一個線圈(共 個)；將

15、一對 極域內(nèi)屬于同一相的 個線圈連接成一個線 圈組，以上連接應(yīng)符合電勢相加原則。qqV.連相繞組：連相繞組：將屬于同一相的 個線圈組連成一相 繞組，并標記首末端，串聯(lián)或并聯(lián)視 支路數(shù)而定。 pNNSS61801 23456 78 9 1011121314151617181920212223241U2UNNSS61801 23456 78 9 1011121314151617181920212223242U1U1VV21W2Wv 結(jié)論：結(jié)論： 每個槽內(nèi)只放一個線圈邊，線圈數(shù)目等于槽數(shù)的一半。 優(yōu)點：u線圈數(shù)少、嵌線方便、無層間絕緣、槽的利用率高。u電動勢和磁通勢波形較差，適用于10kW以下的小型

16、電機。 缺點：u單層繞組為整距線圈。u鐵損耗和噪聲較大。(4) 三相雙層分布繞組例例2：一臺電機 ，試畫出三相雙層分布繞組的 展開圖。24,24zpv 畫繞組展開圖的步驟：I.計算相關(guān)參數(shù)：計算相關(guān)參數(shù)：極距：24624zp槽距角：3602 3603024pz每極每相槽數(shù)：24222 2 3 zqpmII.分極分相：分極分相：將總槽數(shù)按給定的極數(shù)均勻分開( N,S 極相鄰分布)，并標記假設(shè)的感應(yīng)電動 勢方向。將每個極的槽數(shù)按三相均勻 分開，三相在空間錯開 電角度。120NNSS61801 23456 78 9 101112131415161718192021222324III. 按按 劃分相帶

17、：劃分相帶：根據(jù)槽電勢星形圖和每極每相槽 數(shù)，劃分相帶，并分別用大寫字 母標注。602V1W2U1V2W1U113719214820315921416102251711236181224相位相差相位相差1800屬于同一相屬于同一相。IV. 連接線圈和線圈組：連接線圈和線圈組：取 ，U相的8個線圈分成 4個線圈組，分別為：5y 1 627 , 7 128 13,13 1814 19 ,192420 1 NNSS61801 23456 78 9 101112131415161718192021222324V.連相繞組：連相繞組：將屬于同一相的 個線圈組連成一相 繞組，并標記首末端，串聯(lián)或并聯(lián)視 支

18、路數(shù)而定。 2pNNSS61801 23456 78 9 1011121314151617181920212223242U1UNNSS61801 23456 78 9 1011121314151617181920212223242U1U1V2V1W2Wv 結(jié)論：結(jié)論： 每個槽內(nèi)嵌放兩個線圈邊，線圈數(shù)目等于槽數(shù)。 優(yōu)點：u雙層繞組為短距線圈，便于使電動勢和磁通勢波形更接近正弦波。u嵌線困難，用銅量大。 缺點：u適用于大型電機。SNn02. 籠形繞組籠形繞組轉(zhuǎn)子極對數(shù)為1NNSS轉(zhuǎn)子極對數(shù)為2(1) 極對數(shù)v 結(jié)論：轉(zhuǎn)子極對數(shù)應(yīng)等于定子極對數(shù)。12ppp(2) 相數(shù)和匝數(shù)轉(zhuǎn)子相數(shù)為4v 結(jié)論：21

19、643587NNSS轉(zhuǎn)子相數(shù)為512354NNSS22zmp 轉(zhuǎn)子槽數(shù)能被極對數(shù)整除時，轉(zhuǎn)子相數(shù)為：22mz 轉(zhuǎn)子槽數(shù)不能被極對數(shù)整除時，轉(zhuǎn)子相數(shù)為： 籠形繞組每相匝數(shù)為0.5。3. 額定值額定值v 型號：Y 132S- 6磁極數(shù)機座長度代號S:短機座M:中機座L:長機座機座中心高mmY系列Y 630-10/1180Y系列功率630kw、10極、定子鐵心外徑1180mm3NLNLNNNPUI v 額定值：額定功率額定功率NP額定電壓額定電壓LNU額定電流額定電流LNI額定頻率額定頻率Nf額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速Nn絕緣等級絕緣等級額定功率額定功率因數(shù)因數(shù)N第三節(jié)、三相繞組的電動勢和磁通勢第三節(jié)、三相繞

20、組的電動勢和磁通勢三相繞組Step 1Step 2Step 3Step 4單個線圈組一相繞組一個線圈 單相繞組的磁動勢單相繞組的磁動勢 一臺兩極氣隙均勻的交流電機一臺兩極氣隙均勻的交流電機, ,一個整距一個整距繞組通入交流電流繞組通入交流電流, ,線圈磁動勢在某瞬間的分線圈磁動勢在某瞬間的分布如圖布如圖, ,由全電流定律得由全電流定律得: :iNiHdlc 忽略鐵心磁阻忽略鐵心磁阻, ,磁動勢完全降落在兩磁動勢完全降落在兩個氣隙上個氣隙上. .每個氣隙的磁動勢為每個氣隙的磁動勢為: :ttsinFsinINiNfcmcccc2121 空間分布為空間分布為矩形波矩形波, ,隨時間按隨時間按正弦規(guī)

21、律正弦規(guī)律變變化化. .變化變化頻率為電流頻率頻率為電流頻率。 空間位置不變而幅值和方向隨時間變化的磁動勢稱為空間位置不變而幅值和方向隨時間變化的磁動勢稱為脈動磁脈動磁動勢動勢。矩形波磁動勢可能分解為基波和一系列高次諧波矩形波磁動勢可能分解為基波和一系列高次諧波: :133( , )sincossincos.sincos.ccccfx tFtxFtxFtx基波磁動勢為基波磁動勢為: :1420 92cccccFN I. N I 11( , )sincosccfx tFtx基波磁動勢最大值為基波磁動勢最大值為: : 整距繞組基波磁動勢在空間按余弦分布，幅值位于繞組軸線，整距繞組基波磁動勢在空間按

22、余弦分布，幅值位于繞組軸線，空間每一點的磁動勢大小按正弦規(guī)律變化空間每一點的磁動勢大小按正弦規(guī)律變化仍然為仍然為脈動磁動勢脈動磁動勢。二、單相脈動磁動勢1 1、整距分布繞組的磁動勢、整距分布繞組的磁動勢cqycyqpIkk)qN(kFF1111120.92 每個繞組由每個繞組由q q 個線圈串聯(lián)構(gòu)成，依次在定子圓周空間錯開個線圈串聯(lián)構(gòu)成，依次在定子圓周空間錯開槽距角槽距角,繞組的基波磁動勢為繞組的基波磁動勢為q q個線圈基波磁動勢的空間矢量個線圈基波磁動勢的空間矢量和：和：111qcqkqFF2 2、一組雙層短距分布繞組的基波磁動勢、一組雙層短距分布繞組的基波磁動勢 雙層短距分布繞組的基波磁動

23、勢為兩個等效繞組基波磁動雙層短距分布繞組的基波磁動勢為兩個等效繞組基波磁動勢的相量和，用短距系數(shù)計及繞組短距的影響：勢的相量和，用短距系數(shù)計及繞組短距的影響：3 3、相繞組的磁動勢、相繞組的磁動勢 每個極下的磁動勢和磁阻構(gòu)成一條分支磁路。若電機有每個極下的磁動勢和磁阻構(gòu)成一條分支磁路。若電機有p p對磁極，就有對磁極，就有p p條并聯(lián)的對稱分支磁路，所以一相繞組的基波條并聯(lián)的對稱分支磁路，所以一相繞組的基波磁動勢就是該繞組在一對磁極下線圈所產(chǎn)生的基波磁動勢，若磁動勢就是該繞組在一對磁極下線圈所產(chǎn)生的基波磁動勢，若每相電流為每相電流為I Ip p: :xcostsinIpNk.xcostsinF

24、t)(x,fp1wpp9011 單相繞組的基波磁動勢是在空間按余弦規(guī)律分布，單相繞組的基波磁動勢是在空間按余弦規(guī)律分布，幅值大小隨時間按正弦規(guī)律變化的幅值大小隨時間按正弦規(guī)律變化的脈動磁動勢脈動磁動勢。1. 三相繞組的磁通勢三相繞組的磁通勢(1) 單個整距線圈的磁通勢1U2U1Ux12yN i( )yfx1U2U展開v 氣隙磁通勢：1( , )22coscos2yyyymfx tN iN ItFt2 cosiIt1U2U1UxymF( , )yfx t9001801U2U1UxymF1U2U1Ux( , )cosyymfx tFtt脈振磁通勢v 諧波分析法：( , )yfx t22x32ymF

25、1,3,( , )cos110.9coscos3cos5cos35yyxfx tCN Ixxxt基波和諧波磁通勢的最大幅值分別為：10.9yyFN I0.9yyFN I90224. (2) 整距線圈線圈組的磁通勢3211yF1qF321q1qFR321321o22224222222221111111111 sinsinsinsinsinsinsinsinqqkINFkqFqqqFFqFFRFqRFqyyqyyqyqyqq1qFR321o1111sin2sin2sin20.9sin2qyyysysqFFqqFqF kqN Ikqsk繞組分布因數(shù)結(jié)論1：分布繞組的基波磁通勢比同匝數(shù)集中繞組的基波

26、磁通勢減小了 倍。skv 線圈組合成磁通勢的基波幅值次諧波磁通勢的幅值sin2sin2sin120.9sin2qyyysqFFqqFqN Ikq sk諧波分布因數(shù)結(jié)論2：使諧波磁通勢或磁場大大削弱，從而合成磁通勢 或磁場更接近正弦波。(3) 短距線圈線圈組的磁通勢1627812131y1y167812131y2v 線圈組合成磁通勢的基波幅值1qF211qF21qsF1qsF1qF1qF111112cos22sin902qsqqqpFFyFF kpk繞組節(jié)距因數(shù)結(jié)論3：線圈采用短距后形成的基波磁通勢比整距時減少 了 倍。pk次諧波磁通勢的幅值1112cos22sin902qsqqqpFFyFF

27、kpk諧波節(jié)距因數(shù)結(jié)論4：如果取 ，可消除 次諧波的磁通勢。從 而可改善磁通勢波形。1y 結(jié)論：繞組由整距的、集中的改為短距的、分布的時，結(jié)論：繞組由整距的、集中的改為短距的、分布的時， 基波合成磁通勢的幅值應(yīng)除去折扣基波合成磁通勢的幅值應(yīng)除去折扣 ，對諧波，對諧波 而言，其合成磁通勢的幅值應(yīng)打折扣而言，其合成磁通勢的幅值應(yīng)打折扣 。psk kpsk kwk繞組因數(shù)(4) 一相繞組的磁通勢3U4U1U2UNS1Ux4U3U2U1U( )yfx22yN Iv 相繞組的氣隙磁通勢是指每對極下的氣隙磁通勢。v 單層分布繞組的氣隙基波磁通勢：11( , )0.9()coscos0.9coscos0.9

28、coscoscoscosywywwqN pIxf x tktpaqN paIxktpaaNkxItpxFtN繞組有效匝數(shù)氣隙基波磁通勢幅值1Fv 雙層分布繞組的氣隙基波磁通勢：112( , )0.9()coscos20.9coscos0.9coscoscoscosywywwqN pIxf x tktpaqN paIxktpaaNkxItpxFtN繞組有效匝數(shù)氣隙基波磁通勢幅值1F結(jié)論：單相繞組通以單相電流產(chǎn)生的基波合成磁通勢仍結(jié)論：單相繞組通以單相電流產(chǎn)生的基波合成磁通勢仍 為脈振磁通勢。為脈振磁通勢。(5) 三相繞組的旋轉(zhuǎn)磁通勢11( , )coscosUxfx tFt11( , )cos(

29、120 )cos(120 )Vxfx tFt11( , )cos(240 )cos(240 )Wxfx tFt113( , )cos()cos()2xxf x tFtFtv 推廣：推廣： 相繞組旋轉(zhuǎn)磁通勢幅值為相繞組旋轉(zhuǎn)磁通勢幅值為0.92wmk NIpm0t1( , )f x t0t00vx132F0vddt v 磁通勢旋轉(zhuǎn)速度：xxt o1ft 1Vf1Uf1Wf180903602701U2U1V2V1W2W0t1U2U1V2V1W2W90t1U2U1V2V1W2W180tVfWf60FVfWfUfF120VfWf60F1U2U1V2V1W2W270t1U2U1V2V1W2W360tVfW

30、fUfF120VfWf60F結(jié)論：三相繞組通的基波磁通勢是旋轉(zhuǎn)磁通勢，速度為同步轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)方向取決于電源相序，從超前相轉(zhuǎn)向滯后相。幅值為一相磁通勢幅值的3/2，恒定不變，故稱為圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢。哪一相電流達到正的最大，三相基波磁通勢的幅值就在哪一相的軸線上。2. 三相繞組的電動勢三相繞組的電動勢(1) 單個整距線圈的磁通勢第四節(jié)、電動勢和磁通勢平衡方程式第四節(jié)、電動勢和磁通勢平衡方程式1. 異步電動機空載運行異步電動機空載運行主磁通漏磁通1U10I10F0mmF11E20E (1) 特點：1022,0,0nn EI20I 1E1 10R I(2) 電磁關(guān)系：2. 異步電動機負載運行異步電動機負載

31、運行(1) 轉(zhuǎn)子頻率：000210()()6060p nnnn pnfsfn轉(zhuǎn)子磁通勢相對轉(zhuǎn)子速度：21206060fsfnsnpp轉(zhuǎn)子磁通勢相對定子速度：2000(1)nnsns nnv 轉(zhuǎn)子磁通勢與定子磁通勢相對靜止，共同作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。v 堵轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子頻率與定子頻率相同。（轉(zhuǎn)差頻率）(= n0n)Problem轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時，轉(zhuǎn)子磁通勢在空間的轉(zhuǎn)速是否改變？轉(zhuǎn)子磁通勢的存在是否會改變原有主磁通的大?。縩變化2f變化2n變化20nnn不變Problem 1：(2) 電磁關(guān)系：1U1I1FmmF11E2E1E1 1R I2I2F22E22R I20U 1f2f1jX2sI1U1I1R1E1

32、11,wm k N2sE0n 2sjX2R222,wm kN(3) 三相異步電動機等值電路：Problem電磁關(guān)系與變壓器相似，它們之間有何異同？變壓器空載電流很小，異步電動機的空載電流是否也很??？Problem 1：n定子繞組相當(dāng)于一次繞組，從電源汲取電流和功率；轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于二次繞組，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電動勢和電流。 相同點： 不同點：n變壓器將感應(yīng)電流作輸出電流，輸出電功率；而異步電動機利用感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，輸出機械功率。n變壓器一、二次繞組頻率相同，而異步電動機定、轉(zhuǎn)子繞組頻率不同。Problem 2： 異步電動機定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙存在，需要消耗較多的磁通勢，故空載電流比較大。n異步

33、電動機采用短距分布繞組，需考慮繞組因數(shù)；而變壓器為整距集中繞組，繞組因數(shù)等于1。3. 定子電路的電動勢平衡方程式定子電路的電動勢平衡方程式(2) 電動勢平衡方程式：1111 1111111 1() UEER IERjXIEZ I很小，可以忽略。1111 111 14.444.44mwwEUk N fk N fv 結(jié)論：異步電動機從空載到負載，只要定子電壓和頻結(jié)論：異步電動機從空載到負載，只要定子電壓和頻 率不變，則主磁通基本不變。率不變，則主磁通基本不變。(1) 定子頻率：0160pnf4. 轉(zhuǎn)子電路的電動勢平衡方程式轉(zhuǎn)子電路的電動勢平衡方程式222222222220()sssssssssEE

34、R IERjXIEZ I(1) 電動勢平衡方程式：(2) 相電動勢：222222124.444.44swmwmEjkN fjkN sfsE 為堵轉(zhuǎn)時的相電動勢22214.44 wmEjkN f為旋轉(zhuǎn)時的相電動勢22224.44swmEjkN f (3) 漏電動勢：2222221222222ssssssEjXIjf L Ijsf L IjsX I 為堵轉(zhuǎn)時每相繞組的漏電抗2122Xf L 為旋轉(zhuǎn)時每相繞組的漏電抗22222sXf LsX5. 磁通勢平衡方程式磁通勢平衡方程式120FFF第五節(jié)、三相異步電動機的運行分析第五節(jié)、三相異步電動機的運行分析1. 等效電路等效電路 的處理問題：即要用等效電

35、路代替實際的電 動機，必須將 用一個阻抗壓降來代替。1E1E 如何將原本分開的定、轉(zhuǎn)子繞組用一個能將它 們聯(lián)系起來的等效電路來代替。1f1jX2sI1U1I1R1E,wm kN1112sE0n 2sjX2R,wmkN2222f1E(1) 的處理問題：0I1EmRmjX100()mmmERjXIZ I 為三相異步電動機每相的勵磁電阻、勵磁電抗和勵磁阻抗。,mmmRXZv 電動勢表達式：v 主磁路等效電路：sEE12f1wkN11m1頻率相同頻率相同有效匝數(shù)相等有效匝數(shù)相等相數(shù)相同相數(shù)相同f2wkN22m2v 解決方法分析：(2) 用等效電路聯(lián)系原本分開的定、轉(zhuǎn)子繞組：v 折算原則：要確保折算前后

36、電磁關(guān)系不變。 折算前后轉(zhuǎn)子繞組磁通勢應(yīng)保持不變。 折算前后轉(zhuǎn)子電路的有功功率、無功功率及損耗 應(yīng)保持不變。 折算后與頻率有關(guān)的轉(zhuǎn)子繞組各物理量用原物理 量加下標“s”表示。a.頻率折算：v 折算目的：在保證折算前后轉(zhuǎn)子繞組的磁通勢不變的 前提下，將轉(zhuǎn)子頻率折算為定子頻率。 保證轉(zhuǎn)子磁通勢相對定子的轉(zhuǎn)速總為同步速，以 使磁通勢平衡方程式成立。 折算前后轉(zhuǎn)子磁通勢的幅值和幅角應(yīng)保持不變， 即轉(zhuǎn)子電流的幅值和幅角不變。折算前的轉(zhuǎn)子電流2222222222sssEsEEIRRjXRjsXjXs2I22222222ssEIIRs X2222arctg()ssXRv 結(jié)論：將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的 改為靜止時 ，

37、同時 將 改為 ，就可將旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子用一個等效 的靜止的轉(zhuǎn)子代替。22,ssEX2R22,EX2Rs1f1jX2I1U1I1R1E,wm kN1112E0n2jX2Rs,wmkN222f1v 頻率折算后的等效電路1f1jX2I1U1I1R1E,wm kN11121 EE0n2jX2Rs,wm kN111f1b. 繞組折算：v 折算目的：用一個相數(shù)和有效匝數(shù)與定子繞組相同的 轉(zhuǎn)子代替實際的轉(zhuǎn)子。v 繞組折算后的等效電路折算前后轉(zhuǎn)子的磁通勢不變221121220.90.922wwkNk NmmIIpp2222221111 wwikNmIIIm k Nk111222wiwm k Nkm kN稱為電流比

38、。a)折算后的轉(zhuǎn)子相電流 ：2 Ib)折算后的轉(zhuǎn)子相電動勢 ：2E1122222 wewk NEEk EkN1122wewk NkkN稱為電動勢比。22214.44wmEkN f折算前：211 114.44 wmEk N fE折算后：c)折算后的轉(zhuǎn)子阻抗 ：2Z折算前后轉(zhuǎn)子繞組的有功和無功功率不變221 22222 m I Rm I R2211122222wZeiwm k Nkk km kN稱為阻抗比。221 22222 m I Xm I X222 eiZRk k Rk R22 ZXk X22 zZk Z2Rs1I1jX1U1R0ImRmjX12EE2jX2I2R21sRs(3) 型等效電路：

39、T 因為0s1，轉(zhuǎn)子電阻由變?yōu)?，相?dāng)于轉(zhuǎn)子電路串入了一個附加電阻：/2221RsRRss(4) 簡化等效電路：0ImRmjX12EE2R1I1jX1U1R2jX2I21sRs定子繞組的漏阻抗很小2. 折算前后的基本方程式折算前后的基本方程式1111111 12222222120100()0()1() ssssssimmmUERjX IEZ IERjXIEZ IIIIkERjXIZ I折算前1111111 1222212010012()0()() mmmUERjXIEZ IREjXIsIIIERjXIZ IEE折算后3. 相量圖相量圖12EE2I2I22RIs22 jX I0I1I1E1 1R I1 1jX I1U第六節(jié)、三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩第六節(jié)、三相異步電動機的功率和轉(zhuǎn)矩1. 三