第二異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理

會(huì)計(jì)學(xué)1第二異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理第一章

異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速理論基礎(chǔ)1.1異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理1.2異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1.3變頻調(diào)速的基本控制方式1.4負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性及其與調(diào)速方式的配合第1頁(yè)/共15頁(yè)1.1異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理一、異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1）三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

定子轉(zhuǎn)子機(jī)座

第2頁(yè)/共15頁(yè)1）三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

按照構(gòu)造的不同，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為籠型和繞線型兩種結(jié)構(gòu)?；\型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)籠型轉(zhuǎn)子的各相由單根導(dǎo)條組成，由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)的電流是由電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的，不需要由外電源供電，因此轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端由短路環(huán)短路。如果去掉鐵心，整個(gè)繞組的外形就像一個(gè)籠子。對(duì)于中小容量異步電機(jī)，一般用鋁將轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與短路環(huán)鑄在一起，即其轉(zhuǎn)子回路是封閉的。

第3頁(yè)/共15頁(yè)1）三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)繞線型轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組一樣，也是對(duì)稱的三相繞組，連接成星形，再通過(guò)集電環(huán)和電刷接到外部電路，即其轉(zhuǎn)子回路是開(kāi)放的。第4頁(yè)/共15頁(yè)1）三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

在外部電路可串入附加電阻來(lái)改善電機(jī)的啟動(dòng)特性或?qū)崿F(xiàn)調(diào)速，即可以通過(guò)增大轉(zhuǎn)子回路的電阻來(lái)提高電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩或降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速。繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本比籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)高，一般只在有特殊需要的場(chǎng)合使用。第5頁(yè)/共15頁(yè)2）三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組中通入三相對(duì)稱正弦電流后，即在定轉(zhuǎn)子之間的氣隙中建立起以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)條被該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)電磁力定律，通有電流的導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，必然會(huì)受到電磁力的作用。再由左手定則可知，轉(zhuǎn)子上所有導(dǎo)條受到的電磁力形成一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

第6頁(yè)/共15頁(yè)3）轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差率

同步轉(zhuǎn)速：異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)差率很低，在1~5%之間。當(dāng)n=0時(shí)，轉(zhuǎn)差率為100％（通常稱轉(zhuǎn)差率為1），這時(shí)的轉(zhuǎn)差率最大。當(dāng)轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時(shí)（n>n0），轉(zhuǎn)差率為負(fù)值。

第7頁(yè)/共15頁(yè)二、異步電動(dòng)機(jī)的功率損耗與效率

1.定子銅耗PCus

2.鐵心損耗

PFe

3.轉(zhuǎn)子銅耗PCur

4.機(jī)械損耗PΩ5.雜散損耗

第8頁(yè)/共15頁(yè)

效率

異步電動(dòng)機(jī)的效率定義為輸出功率P2與定子側(cè)輸入功率P1的比值：

式中，

異步電動(dòng)機(jī)的效率通常在75%額定負(fù)載附近達(dá)到最大，在75%至額定負(fù)載時(shí)接近最大，輕載時(shí)效率明顯下降。

第9頁(yè)/共15頁(yè)三、異步電動(dòng)機(jī)的等效電路

根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，經(jīng)頻率和繞組的歸算，把異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的頻率、相數(shù)及每相串聯(lián)匝數(shù)都?xì)w算成和定子繞組一樣，可得到交流異步電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)時(shí)每相的等效電路如圖1-6所示。第10頁(yè)/共15頁(yè)三、異步電動(dòng)機(jī)的等效電路該等效電路基于以下假定條件：

（1）忽略空間和時(shí)間諧波。假設(shè)定子三相繞組和轉(zhuǎn)子三相繞組在空間對(duì)稱分布，各相電流所產(chǎn)生的磁勢(shì)在空間呈正弦分布；（2）忽略磁路飽和；（3）不考慮溫度和頻率變化對(duì)電機(jī)參數(shù)的影響。

第11頁(yè)/共15頁(yè)四、異步電動(dòng)機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩

在圖1-6的等效電路中忽略鐵心損耗，可以導(dǎo)出

把轉(zhuǎn)子的總機(jī)械功率PM除以機(jī)械角速度，可得轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩Te為

第12頁(yè)/共15頁(yè)由于總機(jī)械功率PM=

(1-s)Pe，轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度

=(1-s)0，所以電磁轉(zhuǎn)矩Te也可以寫(xiě)成

在工程計(jì)算中，機(jī)械功率PM由下式?jīng)Q定

式中，Te的單