第19章-三相電動機運行原理

第十九章

三相異步電動機的運行原理主要內容：2.掌握異步電動機轉子堵轉時的電磁關系3.掌握三相異步電機轉子旋轉時的電磁關系1.掌握轉子不轉，轉子繞組開路時的電磁關系4.掌握三相異步電機三種狀態(tài)時的等效電路規(guī)定磁動勢、磁通出定子進轉子為它們的正方向；確定了定轉子空間坐標，并假設轉子軸在定子軸前方空間電角度。氣隙磁密旋轉方向1B1X1Z1A1Y1CC2X2B2Z2A1nnTLT1a2a01A+02A+22Y

正方向的規(guī)定：a0

異步電動機定子各物理量正方向是按電動機慣例、轉子按照發(fā)電機慣例規(guī)定，并且規(guī)定磁動勢、磁通和磁密都是出定子進轉子為正。A2X2+A2異步電機轉子物理量正方向第一節(jié)轉子繞組開路時的電磁關系

由于轉子開路，因此定子三相電流產生合成基波旋轉磁動勢用于建立主磁通，因此這個磁動勢亦稱為勵磁磁動勢。一、勵磁磁動勢及磁通異步電動機的主磁通和定子漏磁通：定子漏磁通

不起傳遞能量的媒介作用，只鏈過定子繞組，起電抗壓降的作用；包括：槽部漏磁通、端部漏磁通和諧波磁通。主磁通

和變壓器一樣起到傳遞能量的媒介作用；路徑：定子氣隙轉子氣隙定子。異步電動機的定子主磁通和漏磁通類比變壓器的空載運行，說明磁通的異同。基本電磁關系示意圖：定、轉子每相電動勢之比，稱為電壓變比：

定、轉子每相電動勢有效值的大?。憾⒅鞔磐ㄔ诙ㄞD子繞組感應電動勢

定子和轉子繞組的電動勢、分別與各自的磁鏈在時間上滯后90度。氣隙每極磁通量

由于規(guī)定氣隙磁密是逆時針方向旋轉，而轉子繞組在空間上領先定子繞組a0電角度，因此氣隙磁密在定子繞組上產生的磁鏈在時間上超前于轉子磁鏈a0電角度。

因此定、轉子的電動勢、在時間上也相差a0電角度。三、勵磁電流

勵磁電流可看成由兩部分組成：提供鐵耗,是有功分量；建立磁動勢產生主磁場，是無功分量，即：四、電動勢平衡方程——

定子一相繞組的漏阻抗,對應三相電流共同產生的漏磁通——勵磁阻抗；定子一相電動勢平衡式為：轉子回路開路，轉子回路電動勢平衡方程：轉子繞組開路的等效電路:第二節(jié)轉子堵轉時的電磁關系

定子加電源,轉子堵住不轉的情況A2X2+A2異步電機轉子漏磁通1.轉子漏磁通及漏電抗X22.轉子回路電壓方程轉子回路的功率因數(shù)角，電流滯后電動勢的角度。轉子中E2，I2，X2頻率f2=f13.轉子磁動勢（1）幅值（2）轉向逆時針（3）轉速（4）瞬間位置見下圖結論：轉子磁動勢矢量和氣隙磁密矢量之間夾角永遠為，與定轉子繞組之間的空間角度差無關。結論：與在定子內圓空間同轉速、同轉向，即相對靜止。4.定子磁動勢和勵磁磁動勢

由于轉子堵轉，頻率也為；旋轉速度為根據(jù)全電流定律知道，產生氣隙磁密的磁動勢是作用在磁路上的所有磁動勢的總和。即認為合成磁動勢產生氣隙磁密。5.轉子位置角的折合轉子軸線超前定子軸線任意角度α0，F(xiàn)2總滯后于Bδ與轉子位置無關.為了分析問題的簡化，把軸和軸人為的重合。即令。把軸和軸人為的重合，這就是所謂的轉子位置角的折合。折合后和同相位，和也重合了，具體見右圖。5.轉子位置角的折合（續(xù)）6.轉子繞組的折合

由于定轉子之間只有磁的聯(lián)系，沒有電路上的直接聯(lián)系，為了把定轉子電路直接連接起來構成統(tǒng)一的的等效電路，必須進行繞組折合.

把異步電機的轉子側量歸算到定子側，或者說用一個等效的轉子來代替實際的轉子。等效轉子的相數(shù)為，有效匝數(shù)為，只要保證替換前后轉子磁動勢F2不變，從定子看進去就沒有影響。轉子繞組折合:電流變比

根據(jù)，得：磁動勢平衡方程式簡化后有：給出轉子側電流、電動勢和阻抗的折合結論折合前后轉子繞組的阻抗角和功率都不變.7.基本方程、等效電路和相量圖轉子堵轉、轉子繞組短路時的等效電路轉子堵轉、轉子繞組短路時的矢量圖基本電磁關系示意圖：由于→相對定子的轉速為；那么→相對定子的轉速為？另外，那么與還會保持靜止嗎？請思考第三節(jié)轉子旋轉時的電磁關系

當轉子旋轉起來后（），轉子中仍會感應電流，產生轉子磁動勢。

轉子電流、電動勢、漏電抗頻率f2取決于氣隙旋轉磁場切割轉子繞組的相對轉速

異步電動機額定負載時，通常在0.01～0.05范圍內，由此可知：轉子旋轉時轉子感應電勢和電流的頻率很低，當Hz時，Hz。1.轉子回路的電壓方程轉差頻率1.轉子回路的電壓方程轉子不轉時的感應電勢和堵轉時不同轉子不轉時的漏電抗ssss2）轉子電阻：；轉子漏電抗和頻率成正比，因此有：，轉子電動勢大小和頻率成正比，因此有：

說明：1）轉子回路的頻率為：；逆時針方向：2.轉子旋轉時的磁動勢分析2.1定子磁動勢轉速為同步速n12）磁動勢的轉向

相對于轉子本身的轉向為：為逆時針方向。1）磁動勢的幅值

2.轉子旋轉時的磁動勢分析2.2轉子磁動勢3）磁動勢的轉速

相對于轉子本身的轉速為：加上轉子轉速，即：。相對于定子的轉速：相對于轉子轉速

不論轉子靜止還是旋轉，與在空間上總相對靜止，都以同步速旋轉，所以得到穩(wěn)定的磁動勢平衡關系：結論：2.3勵磁（合成）磁動勢從定子側看F1和F21）幅值，與前面相同2）轉向，都為逆時針3)轉速：基本電磁關系示意圖：

f2僅影響F2相對于轉子軸的轉速，F(xiàn)2相對于定子軸的轉速總n1;

轉子磁動勢是由轉子電流產生的，那么要保持折合前后轉子磁動勢不變，必然有折合前后轉子電流有效值和相位不變的關系（只是頻率改變了）：3.轉子繞組頻率的折合由于式中：，只在轉子繞組等效電路中多了

,漏電抗變成了不轉時的漏電抗。

從定子側看，轉子磁動勢F2大小和相位都沒有改變，只是把轉子旋轉時實際頻率為f2的電路，變成了轉子不轉，頻率為f1的電路，這就是轉子電路的頻率折合。4.轉子旋轉時基本方程式和等效電路

異步電動機的“T”型等效電路經過轉子繞組位置角、相數(shù)、有效匝數(shù)和頻率的折合1)等效電路中為機械功率的等效電阻。當轉堵轉時，則此時無機械功率輸出；旋轉時，，此時有機械功率輸出，即對應的功率等于機械功率——總功械功率?？偨Y

空載時，，，轉子繞組

2)旋轉的異步電動機和一臺副邊繞組接有電阻負載的變壓器相似：

時，即剛起動瞬間，，相當于副邊短路的變壓器；近似開路，相當于空載運行的變壓器。3)機械負載的變化在等效電路中由轉差率的變化來體現(xiàn)：

↑→↓→↑→↓

→↑→↑，電動機從電源吸收更多的電功率。5.簡化等效電路基本電磁關系示意圖：