異步電機課件

1.了解三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和分類

2.掌握三相異步電動機的基本工作原理

3.掌握轉(zhuǎn)差率和額定值的計算

4.掌握異步電機的三種運行狀態(tài)及其判別方法

基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理概述異步電機的基本結(jié)構(gòu)異步電機的工作原理和三種運行狀態(tài)異步電動機的額定值主要內(nèi)容基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理界定：異步電機是一種與同步電機相對應(yīng)的交流電機。因其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電流所產(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)速不同，而稱為異步電機。又因其定、轉(zhuǎn)子之間沒有電的直接聯(lián)系，是借助于定、轉(zhuǎn)子之間的電磁感應(yīng)作用實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的，故又稱為感應(yīng)電機應(yīng)用：主要用作電動機，是工業(yè)生產(chǎn)的主要動力。應(yīng)用非常廣泛。工業(yè)——風(fēng)機、泵、壓縮機、軋機、起重機、機床、輕工及礦山機械；農(nóng)業(yè)——水泵、脫粒機、粉碎機和農(nóng)副產(chǎn)品加工機械；交通——電力機車和電動汽車；日用——電扇、洗衣機、電冰箱和各種醫(yī)療機械（單相）。15.1概述基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、使用及維護(hù)方便、堅固耐用、運行效率較高和適用的工作特性。缺點：目前還不能經(jīng)濟地在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑調(diào)速；需要從電網(wǎng)吸收感性的無功功率，以建立磁場，因而功率因數(shù)較差，總小于1。

15.1概述基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)分類：

異步電機按相數(shù)分按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分單相異步電機三相異步電機基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理繞線型異步電機鼠籠型異步電機15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)異步電機實物圖：

單相異步電機三相異步電機基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)異步電機實物圖：

基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理繞線型異步電機鼠籠型異步電機15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)異步電機實物圖：

基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理鼠籠型異步電機剖視圖鼠籠型異步電機外部視圖15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理感應(yīng)電機定子繞組定子鐵心

轉(zhuǎn)子機座轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組定子結(jié)構(gòu)組成氣隙鼠籠型繞線型15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)一、定子基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理10

1.定子鐵心

作用—主磁路的一部分，放置定子繞組。構(gòu)成—0.5mm厚的硅鋼片疊成圓柱體；內(nèi)圓沖有若干均勻分布的形狀相同的槽15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)定子槽形基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理11

半閉口槽—小型異步電機，繞組用圓導(dǎo)線繞成。半開口槽—低壓中型異步電機，繞組是成型線圈。開口槽—高壓大中型異步電機，繞組是用絕緣帶包扎并浸漆處理過的成型線圈。15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)一、定子基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理2.定子繞組作用—構(gòu)成電路部分，感應(yīng)電動勢，通過電流，建立旋轉(zhuǎn)磁場，以實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。構(gòu)成—銅線圈。小型異步機采用單層；大、中型異步機采用雙層短距。

15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理定子繞組聯(lián)接方式

星形（Y）接法和三角形（△）接法

U1V1W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2D聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理一、定子3.機座（機殼）作用—固定和支撐定子鐵心，承受運行中的各種作用力，散熱。

構(gòu)成—鑄鐵或鋼板焊接而成。

15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理二、轉(zhuǎn)子1.轉(zhuǎn)子鐵心作用—主磁路的一部分，放置轉(zhuǎn)子繞組。

構(gòu)成—0.5mm厚的硅鋼片疊成，外圓周沖有若干均勻分布的形狀相同的槽。

15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理轉(zhuǎn)子槽槽形的選擇主要取決定于對運行性能和起動性能的要求。15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理二、轉(zhuǎn)子1.轉(zhuǎn)子繞組作用—構(gòu)成電路部分。感應(yīng)電動勢、流過電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。構(gòu)成—鑄鋁，銅條焊接，銅繞組。結(jié)構(gòu)型式—鼠籠型繞組和繞線型繞組。

鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組：由插入每個轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩側(cè)的短路端環(huán)構(gòu)成，如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，剩余的轉(zhuǎn)子繞組就像一個松鼠籠子。一般為鋁澆鑄的，對中大型電機為減小損耗、提高效率，往往采用銅條焊接而成。繞線型轉(zhuǎn)子繞組：三個出線端子接到固定在轉(zhuǎn)軸上的三滑環(huán)上，通過電刷引出，與外電路接通。其特點是可以在轉(zhuǎn)子繞組中串入附加電阻，來改善電機的起動性能或調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理轉(zhuǎn)子繞組實物圖鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)示意圖15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理轉(zhuǎn)子繞組實物圖繞線型轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)示意圖15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理二、轉(zhuǎn)子3.轉(zhuǎn)軸作用—支撐轉(zhuǎn)子鐵心，輸出、輸入機械轉(zhuǎn)矩構(gòu)成—鋼。15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理二、轉(zhuǎn)子15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理三、氣隙定、轉(zhuǎn)子之間的間隙，也是主磁路的組成部分。氣隙大小對異步電機的性能影響很大。為了減小主磁路的磁阻，降低勵磁電流，提高功率因數(shù)，氣隙應(yīng)盡可能小。異步電機氣隙長度應(yīng)為定、轉(zhuǎn)子在運行中不發(fā)生機械摩擦所允許的最小值。中、小型異步電機中，氣隙長度一般為0.2～1.5mm。15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電機主要部件拆分圖基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理15.2異步電機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電機整體圖基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理15.3工作原理和三種運行狀態(tài)一、轉(zhuǎn)動原理基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理原理—定子接三相對稱電源，繞組中流過三相對稱電流，氣隙中建立基波旋轉(zhuǎn)磁動勢，產(chǎn)生基波旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)速為同步速。這個同步速的氣隙磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的電流；轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力矩作用，在這個力矩驅(qū)動下，轉(zhuǎn)子與磁場同方向旋轉(zhuǎn)。概述—原理上類似于變壓器，定子繞組相當(dāng)于原繞組，轉(zhuǎn)子繞組副繞組，通過電磁感應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。所不同的是變壓器的磁場為脈振磁場；異步電機氣隙中的磁場為旋轉(zhuǎn)磁場。兩極異步電動機示意圖（圖中氣隙磁場形象地用N、S來表示）小結(jié)—異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，且與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向相同。改變相序可以改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向。15.3工作原理和三種運行狀態(tài)二、轉(zhuǎn)差率基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理背景—異步電動機的轉(zhuǎn)子電動勢和電流取決于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速

與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

之差，因此分析異步電動機轉(zhuǎn)速變化時，常不直接用轉(zhuǎn)速，而用轉(zhuǎn)差率來表示。定義—同步速

與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

之差與同步速之比值稱為轉(zhuǎn)差率，以

表示，即重要數(shù)據(jù)—空載轉(zhuǎn)差率小于0.5%，滿載轉(zhuǎn)差率小于5%其中15.3工作原理和三種運行狀態(tài)三、三種運行狀態(tài)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理

異步電機的轉(zhuǎn)子可以是帶負(fù)載機械，也可以是由原動機驅(qū)動，在不同的轉(zhuǎn)子外部條件下，異步電機將運行于不同的轉(zhuǎn)速和不同的轉(zhuǎn)差率，對應(yīng)不同的運行狀態(tài)。根據(jù)轉(zhuǎn)差率的正負(fù)和大小，異步電機分別對應(yīng)于電動機、發(fā)電機、電磁制動三種不同的運行狀態(tài)。基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理1.電動機運行（0<n<n1或1>s>0）分析：據(jù)相對運動方向，用右手定則確定e1,e2的方向；i2a與e2同方向，i1a與i2a相反方向（磁勢平衡）；由左手定則確定f方向，TM方向；TM與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向一致，驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動，克服T2輸出機械功率；定子上：i1a與e1方向相反，電功率e1i1a為負(fù)，表示吸收電功率。15.3工作原理和三種運行狀態(tài)三、三種運行狀態(tài)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理1.電動機運行（0<n<n1或1>s>0）特點：轉(zhuǎn)子側(cè)：TM與n同轉(zhuǎn)向，TM為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，TMΩ>0，發(fā)出機械功率定子側(cè)：e1與i1的有功電流i1a反方向，e1·i1a<0，吸收電功率吸收電功率?發(fā)出機械功率：電動機運行基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理2.發(fā)電機運行（n>n1或s<0）分析：據(jù)相對運動方向，用右手定則確定e1,e2的方向；i2a與e2同方向，i1a與i2a相反方向（磁勢平衡）；由左手定則確定f方向，TM方向；TM與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反，阻止轉(zhuǎn)子運動，原動機克服反轉(zhuǎn)矩輸入機械功率；定子上：i1a與e1方向相同，電功率e1i1a為正，表示輸出電功率。15.3工作原理和三種運行狀態(tài)三、三種運行狀態(tài)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理2.發(fā)電機運行（n>n1或s<0）特點：轉(zhuǎn)子側(cè)：TM與n反轉(zhuǎn)向，TM為制動轉(zhuǎn)矩，TMΩ<0，吸收機械功率定子側(cè)：e1與i1的有功電流i1a同方向，e1·i1a>0，發(fā)出電功率吸收機械功率?發(fā)出電功率：發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理3.電磁制動運行(n<0或s>1

)分析：據(jù)相對運動方向，用右手定則確定e1,e2的方向；i2a與e2同方向，i1a與i2a相反方向（磁勢平衡）；由左手定則確定f方向，TM方向；TM與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動相反，阻止轉(zhuǎn)子運動，為維持電機反轉(zhuǎn)，必須輸入機械功率；定子上：i1a與e1方向相反，電功率e1i1a為負(fù)，表示吸收電功率，且變?yōu)閮?nèi)部的熱能。15.3工作原理和三種運行狀態(tài)三、三種運行狀態(tài)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理3.電磁制動運行（n<0或s>1）特點：轉(zhuǎn)子側(cè)：TM與n反轉(zhuǎn)向，TM為制動轉(zhuǎn)矩，TMΩ<0，吸收機械功率定子側(cè)：e1與i1的有功電流i1a反方向，e1·i1a<0，吸收電功率吸收電功率＋吸收機械功率?轉(zhuǎn)子電阻熱損耗：電磁制動狀態(tài)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理狀態(tài)發(fā)電機電磁制動n與s關(guān)系n<n10<s<1n>n1s<0n與n1反向，n<0,s>1E1的性質(zhì)反電動勢電源電動勢反電動勢T的性質(zhì)電磁驅(qū)動力矩電磁阻力矩電磁阻力矩能量轉(zhuǎn)換電能→機械能原動機機械能→電能電能+機械能→內(nèi)部損耗（短路）電動機三、三種運行狀態(tài)基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理三、三種運行狀態(tài)15.4異步電動機的額定值基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理額定值5）額定功率因數(shù)指電動機在額定負(fù)載時定子側(cè)的功率因數(shù)；1）額定功率（kW）指額定運行時轉(zhuǎn)軸上的輸出機械功率。2）額定電壓（V）指加在繞組上的線電壓；3）額定電流（A）指定子繞組中的線電流；4）額定頻率（Hz）我國工業(yè)用頻率為50Hz；6）額定轉(zhuǎn)速（r/min）指電機額定運行時轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；15.4異步電動機的額定值基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理異步電機的銘牌銘牌：型號，額定值，繞組聯(lián)結(jié)方式，生產(chǎn)廠家等

1.理解轉(zhuǎn)子靜止和旋轉(zhuǎn)時的電磁關(guān)系和物理過程

2.掌握轉(zhuǎn)子繞組歸算（折算)的目的、原理和方法

3.掌握轉(zhuǎn)子磁動勢的相對轉(zhuǎn)速，理解轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時異步電動機定、轉(zhuǎn)子磁動勢保持相對靜止的原因；

4.掌握歸算后的基本方程式、相量圖和等效電路

5.掌握空載試驗和短路試驗的原理、方法和參數(shù)計算

6.了解籠型異步電動機轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)

本章基本要求三相異步電動機的運行原理概述轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動機的參數(shù)測定主要內(nèi)容三相異步電動機的運行原理定性分析定量計算簡介：分析異步電動機運行中的電磁過程，研究各電磁量之間的相互關(guān)系，得出異步電動機的等效電路，建立定量分析異步電動機的理論基礎(chǔ)。16.1概述三相異步電動機的運行原理異步電機與同步電機的主要聯(lián)系相同點：借助于電磁感應(yīng)作用傳遞能量不同點：同步電機的轉(zhuǎn)子磁場是由通入的直流產(chǎn)生的；異步電機的轉(zhuǎn)子磁場是由轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流產(chǎn)生的。在對稱穩(wěn)態(tài)時，同步電機氣隙磁場只在定子中感應(yīng)電動勢，為單邊感應(yīng)（直流電機與其類似）；異步電機氣隙磁場在定、轉(zhuǎn)子兩邊都感應(yīng)電動勢，為雙邊感應(yīng)（變壓器與其類似）研究對象：首先分析三相對稱且穩(wěn)態(tài)運行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，任取一相或一個量進(jìn)行分析。僅考慮基波的作用，不考慮高次諧波的影響，最后對籠型電動機的一些特殊問題進(jìn)行分析。規(guī)定正方向：定、轉(zhuǎn)子各相電氣物理量的規(guī)定正方向和變壓器相同磁動勢、磁通的規(guī)定正方向為由定子到轉(zhuǎn)子的方向；定、轉(zhuǎn)子A和a相繞組的軸線分別為＋A和＋a。規(guī)定＋A為計算空間角度的起點，假設(shè)在轉(zhuǎn)子靜止?fàn)顟B(tài)下＋A在＋a前電角度。16.1概述三相異步電動機的運行原理規(guī)定正方向16.1概述三相異步電動機的運行原理圖16-1異步電機的規(guī)定正方向研究目的便于和已經(jīng)熟悉的變壓器進(jìn)行對比，且具有實際意義，因為移相器、感應(yīng)調(diào)壓器就是不轉(zhuǎn)的異步電動機。研究對象

兩種轉(zhuǎn)子靜止的情況：轉(zhuǎn)子繞組開路和轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路轉(zhuǎn)子電流為零，相當(dāng)于調(diào)壓器副邊開路。電磁過程三相三相主要關(guān)系磁動勢F0主磁通：由電動機的磁化特性確定磁動勢電流電動勢、主磁通電動勢電流(一)磁動勢電流幅值：相位：16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路圖16-2磁動勢與電流的相位關(guān)系(二)電動勢、主磁通16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路頻率：大?。?/p>

1）定子電動勢

三相三相(二)電動勢、主磁通16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路大?。?/p>

2）轉(zhuǎn)子電動勢氣隙磁密轉(zhuǎn)過（90°＋）空間電角度時，轉(zhuǎn)子a相繞組磁鏈最大，當(dāng)時，應(yīng)落后于時軸（90°＋）電角度，而落后于計時起點。(二)電動勢、主磁通16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路大?。?/p>

3）電動勢比（有效匝比）：相位

1）定子電動勢：定子電動勢落后于定子磁鏈90°圖16-3定子繞組A相磁鏈和電動勢相位(二)電動勢、主磁通16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路相位

2）轉(zhuǎn)子電動勢：轉(zhuǎn)子電動勢的大小是定子電動勢的1/ke倍，其相位決定于轉(zhuǎn)子的位置，根據(jù)這一原理，可制成移相器圖16-4定、轉(zhuǎn)子繞組A(a)相磁鏈和電動勢相位(三)電動勢電流16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路原理和思路：

F0∝I0，E1∝，但磁動勢F0與主磁通卻是非線性關(guān)系，不易用解析式表示。為了跳過非線性的磁場問題，把磁場的問題轉(zhuǎn)化成電路的問題，和變壓器一樣，引入一個激磁參數(shù)Zm，直接把I0與E1聯(lián)系起來，這個參數(shù)稱為激磁阻抗。(三)電動勢電流16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路表達(dá)式：激磁參數(shù)物理意義：

Zm＝rm＋jxm——激磁阻抗；rm——激磁電阻或鐵耗等效電阻

xm——激磁電抗。討論：1）xm是對應(yīng)于氣隙主磁通的電抗，與氣隙大小、電源頻率、繞組匝數(shù)、主磁路鐵心材料、尺寸以及磁路飽和程度有關(guān)。氣隙大，磁導(dǎo)小，激磁電流大，故氣隙越小越好。2）盡管激磁阻抗的物理意義與變壓器的相似，但在數(shù)值大小上和變壓器的相差較大，尤其是激磁電抗。變壓器的主磁通幾乎不經(jīng)過氣隙，主磁路的磁導(dǎo)大，激磁電抗大，相應(yīng)的激磁電流就小，其標(biāo)么值為0.01—0.1；而異步電動機的主磁通兩次經(jīng)過氣隙，主磁路的磁導(dǎo)小，激磁電抗小，相應(yīng)的激磁電流就大，其標(biāo)么值為0.2—0.5。(四)方程式、相量圖和等效電路16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、轉(zhuǎn)子繞組開路方程式：相量圖：圖16-5異步電動機轉(zhuǎn)子繞組開路時的相量概述轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動機的參數(shù)測定主要內(nèi)容三相異步電動機的運行原理16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路轉(zhuǎn)子被外力固定不動，相當(dāng)于調(diào)壓器副邊短路，稱為異步電動機的堵轉(zhuǎn)。定、轉(zhuǎn)子基波磁動勢同轉(zhuǎn)向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，兩者相對靜止(一)磁動勢分析定子三相轉(zhuǎn)子三相磁動勢平衡：16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路

與空間電角度為(90o+),和轉(zhuǎn)子的具體位置()無關(guān)。定、轉(zhuǎn)子之間沒有電路上的聯(lián)系，轉(zhuǎn)子對定子的影響是通過轉(zhuǎn)子磁動勢的作用實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)子a相相軸的位置不影響磁動勢的分析結(jié)果，為簡便，將定、轉(zhuǎn)子相軸與時間軸重合。時空相矢圖：1）定子A相相軸與時軸重合，轉(zhuǎn)子a相相軸在定子A相相軸前16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路時空相矢圖：2）定子A相相軸、轉(zhuǎn)子a相相軸與時軸重合16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路電流形式的磁動勢關(guān)系和電流比：定子電流由激磁分量和負(fù)載分量組成；前者產(chǎn)生氣隙磁密；后者產(chǎn)生的磁動勢用來抵消轉(zhuǎn)子磁動勢，消除轉(zhuǎn)子磁動勢對氣隙主磁通的影響。電流比：16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(二)電動勢分析定子三相轉(zhuǎn)子三相16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(二)電動勢分析漏抗物理意義：任一相的漏抗由三相決定。定子漏抗是由定子三相對稱電流聯(lián)合產(chǎn)生的定子漏磁通在定子每一相中引起的電抗；轉(zhuǎn)子漏抗是由轉(zhuǎn)子三相對稱電流聯(lián)合產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子漏磁通在轉(zhuǎn)子每一相中引起的電抗；16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(三)轉(zhuǎn)子繞組的歸算定、轉(zhuǎn)子簡僅有磁的聯(lián)系，沒有電路上的直接聯(lián)系。要進(jìn)行歸算：用一個等效的轉(zhuǎn)子（相數(shù)為m1，有效匝數(shù)為w1kw1）代替實際的轉(zhuǎn)子，同時，保持電磁關(guān)系和能量轉(zhuǎn)換關(guān)系不變。16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(三)轉(zhuǎn)子繞組的歸算歸算的條件：1）主磁通不變；2）轉(zhuǎn)子磁動勢不變；

3）轉(zhuǎn)子有功損耗和無功功率不變。1、電動勢的歸算2、電流的歸算16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(三)轉(zhuǎn)子繞組的歸算3、阻抗的歸算16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(四)歸算后的方程式、相量圖和等效電路1、方程式16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路(四)歸算后的方程式、相量圖和等效電路2、相量圖16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路3、等效電路(四)歸算后的方程式、相量圖和等效電路16.2轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、轉(zhuǎn)子繞組短路討論：1）轉(zhuǎn)子靜止、轉(zhuǎn)子繞組開路，轉(zhuǎn)子無反磁動勢，定子電流很小，U1≈E1＝4.44f1W1kw1Φm,Φm決定于外加電源電壓的大小。2）轉(zhuǎn)子靜止、轉(zhuǎn)子繞組短路，轉(zhuǎn)子有電流，有反磁動勢，定子電流很大，抵消反磁動勢。U1≈I1(Z1+Z2′)≈2I1Z1≈2E,Φm為空載時的一半。3）x1*≈x2*=0.08~0.12，I1*≈U1*/(x1*+x2*)=1/(0.16~0.24)=4~7。堵轉(zhuǎn)實驗一般在降壓情況下進(jìn)行。16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、磁動勢分析(一)轉(zhuǎn)子電流的頻率定子三相轉(zhuǎn)子三相(二)轉(zhuǎn)子磁動勢相對于轉(zhuǎn)子的速度16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理一、磁動勢分析(三)轉(zhuǎn)子磁動勢相對于定子的速度不論轉(zhuǎn)子靜止還是旋轉(zhuǎn)，定、轉(zhuǎn)子基波磁動勢都以同步轉(zhuǎn)速相當(dāng)于定子旋轉(zhuǎn)，兩者相對靜止，這是各類旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的必要條件之一。16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、電動勢分析定子三相轉(zhuǎn)子三相16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、電動勢分析16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理二、電動勢分析16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理三、轉(zhuǎn)子的頻率歸算——等效靜止轉(zhuǎn)子等效條件：轉(zhuǎn)子電流大小和相位不變等效靜止時旋轉(zhuǎn)時數(shù)值關(guān)系:16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理三、轉(zhuǎn)子的頻率歸算——等效靜止轉(zhuǎn)子相數(shù)和匝數(shù)歸算后16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理四、基本方程式、相量圖和等效電路基本方程式:16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理四、基本方程式、相量圖和等效電路相量圖:16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理四、基本方程式、相量圖和等效電路T型等效電路:16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理四、基本方程式、相量圖和等效電路準(zhǔn)確變換等效電路基本方程式:16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理四、基本方程式、相量圖和等效電路準(zhǔn)確變換等效電路:（小容量）16.2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機三相異步電動機的運行原理四、基本方程式、相量圖和等效電路簡化等效電路:（大容量）C=1概述轉(zhuǎn)子靜止時的異步電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的異步電動機籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)異步電動機的參數(shù)測定主要內(nèi)容三相異步電動機的運行原理16.4籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動機的運行原理由繞線轉(zhuǎn)子異步電動機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機?；\型轉(zhuǎn)子的相數(shù)、極數(shù)和匝數(shù)如何確定？定、轉(zhuǎn)子極數(shù)相等是旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩的必要條件。繞線式轉(zhuǎn)子有明顯的相數(shù)和極數(shù)，且設(shè)計制造與定子相同16.4籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動機的運行原理一、籠型轉(zhuǎn)子的極對數(shù)在空間按正弦分布的主磁場bδ相對于定子轉(zhuǎn)速為n1，以n1′=n1-n=sn1的相對轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條。在導(dǎo)條產(chǎn)生感應(yīng)電動勢ec，且ec與bδ成正比，故ec與bδ

同相位。每根導(dǎo)條功率因數(shù)角為ψ2，導(dǎo)條中電流ic波滯后于ec波ψ2角。轉(zhuǎn)子磁動勢F2亦為正弦波，以轉(zhuǎn)速n1相對于定子旋轉(zhuǎn)?；\型轉(zhuǎn)子無特定的極數(shù)，其極數(shù)始終等于定子的極數(shù)。16.4籠型轉(zhuǎn)子的極數(shù)、相數(shù)和匝數(shù)三相異步電動機的運行原理二、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))，極對數(shù)為p，則相鄰兩根導(dǎo)條之間相差的空間電角度為α2＝p·360o/Z2，這也是相鄰兩根轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電動勢(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，一對磁極范圍內(nèi)的導(dǎo)條數(shù)為Z2/p,若Z2/p為整數(shù)，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)：每對極每相只有一個導(dǎo)體）kw1=1(無短距和分布）三、籠型繞組的匝數(shù)和繞組因數(shù)16.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理一、空載試驗1、目的：測定鐵耗pfe、機械損耗pm和激磁參數(shù)Zm＝rm＋jxm利用等效電路計算異步電動機的運行特性，應(yīng)首先知道其參數(shù)。這些參數(shù)(r1,x1,r2′,x2′,rm,xm)可通過空載和短路（堵轉(zhuǎn)）兩個試驗求得。2、方法和步驟：電機軸上不帶負(fù)載，定子接到額定頻率的三相對稱電源上，通過三相調(diào)壓器對電機供電，使定子端電壓從(1.1～1.3)UN開始，逐漸降低電壓，空載電流逐漸減少，直到電動機轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯下降，空載電流開始明顯回升為止。記錄電動機的相電壓U1、空載相電流I0、空載損耗p0。繪制空載特性曲線。16.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理一、空載試驗3、空載特性圖4、分析計算1）鐵耗和機械損耗的確定空載時，轉(zhuǎn)子電流小，轉(zhuǎn)子銅耗可忽略不計。定子輸入功率消耗在定子銅耗m1I02r1、鐵耗pfe、機械損耗pm上。

p0=m1I02r1+pfe+pmr1可由電橋測出，記下室溫，折算到75oC。從輸入功率p0中扣除定子銅耗，得鐵耗pfe和機械損耗pm之和p0′

：

p0′

=p0-m1I02Rr1=pfe+pmec16.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理一、空載試驗4、分析計算1）鐵耗和機械損耗的確定損耗分離：在p0′中，機械損耗pm與電壓U1無關(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。其延長線與縱軸交點即為機械損耗pm，從而得到鐵耗pfe。

pfe

∝

Bδ2∝Φm2∝E12∝U1216.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理一、空載試驗4、分析計算2）激磁參數(shù)的確定（額定電壓）16.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理二、短路(堵轉(zhuǎn))試驗1、目的：測定短路阻抗、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開始逐漸降低，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，取額定電流點的Uk(相電壓)、Ik(相電流)、pk(三相短路損耗)。16.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理二、短路(堵轉(zhuǎn))試驗3、堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖4、分析計算1）堵轉(zhuǎn)時的等效電路

堵轉(zhuǎn)阻抗特性圖堵轉(zhuǎn)時的等效電路16.5異步電動機的參數(shù)測定三相異步電動機的運行原理4、分析計算2）短路參數(shù)計算（額定電流）二、短路(堵轉(zhuǎn))試驗1.掌握異步電動機的功率傳遞關(guān)系及功率平衡方程2.掌握電磁功率、總機械功率和轉(zhuǎn)子銅耗之間的關(guān)系3.掌握轉(zhuǎn)距平衡方程以及電磁轉(zhuǎn)距與電磁功率和總機械功率之間的關(guān)系4.掌握異步電動機電磁轉(zhuǎn)距的三種表達(dá)式和機械特性5.熟悉異步電動機的運行特性及其特點本章基本要求異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系三相異步電動機的工作特性主要內(nèi)容異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性主磁場:能量傳遞的媒介無功漏磁場：電抗壓降不參與機電能量轉(zhuǎn)換內(nèi)部損耗有功機械能實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換熱能17.1異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性T型等效電路表示的功率平衡關(guān)系17.1異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性功率表達(dá)式名稱符號計算公式輸入電功率

P1

定子繞組銅耗

pCu1

pCu1=m1I12r1

鐵耗

pFe

pFe=m1Im2rm，在正常運行時，異步電動機的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子電流頻率很低(0.5～2)Hz，轉(zhuǎn)子鐵耗可以忽略，因此異步電動機的鐵耗可近似認(rèn)為等于定子鐵耗。電磁功率

PM

PM=

P1-pCu1-pFe=pCu2+PΩ=m2I22r2／s

=m1I2′2r2′／s借助于氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場由定子傳遞給轉(zhuǎn)子的功率轉(zhuǎn)子繞組銅耗pCu2

pCu2=m2I22r2

=m1I2′2r2′=sPM17.1異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性功率表達(dá)式名稱符號計算公式總機械損耗

PΩ

PΩ=m2I22r2(1-s)／s

=m1I2′2r2′(1-s)／s=

(1-s)PM機械損耗

pm包括軸承摩擦損耗和通風(fēng)損耗，主要與轉(zhuǎn)速有關(guān)附加損耗

pad

定、轉(zhuǎn)子開槽和諧波磁動勢產(chǎn)生。難以準(zhǔn)確計算，通常估算約為電機額定功率的0.5%～3%。輸出機械功率P2

P2=PΩ-(pm+pad)=P1

-pCu1-pFe-pCu2-pm-pad

轉(zhuǎn)子軸上輸出的機械功率17.1異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性功率流程圖幾個重要的關(guān)系式P1(電)PMP2(機)pcu1pFepcu2pm+pad

P

PM：pcu2：PΩ=1：s：(1-s)17.1異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性小結(jié)從氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子的電磁功率分為兩部分，一小部分（s）變?yōu)檗D(zhuǎn)子銅損耗，絕大部分（1－s）轉(zhuǎn)變?yōu)榭倷C械功率。轉(zhuǎn)差率越大，轉(zhuǎn)子銅損耗就越多，電機效率越低。因此正常運行時電機的轉(zhuǎn)差率均很小。起動瞬間，pCu2=PM，電磁功率全部轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)子銅耗。效率

η=(P2／P1)×100％

17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電機作為電動機運行時，從電網(wǎng)吸取電能轉(zhuǎn)換為軸上的機械能，能量的轉(zhuǎn)換是通過氣隙磁場與轉(zhuǎn)子電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而實現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)矩等于旋轉(zhuǎn)體的機械功率除以它的機械角速度。17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系

在式的兩邊同時除以機械角速度得：即：或T2——負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機軸上的輸出機械轉(zhuǎn)矩TM——電磁轉(zhuǎn)矩Tm——機械損耗轉(zhuǎn)矩；Tad——附加損耗轉(zhuǎn)矩；T0=Tm+Tad——空載制動轉(zhuǎn)矩17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩機械運動角速度旋轉(zhuǎn)磁場運動角速度17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性一、轉(zhuǎn)矩關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)子方面看，它等于總機械功率除以轉(zhuǎn)子機械角速度；從定子方面看，它又等于電磁功率除以定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步機械角速度。17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式闡述產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的根本原因；分析直接與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的物理量。磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式磁動勢表示的電磁轉(zhuǎn)矩異步電機的電磁轉(zhuǎn)矩是兩個磁動勢相互作用的結(jié)果；它們極對數(shù)相等，其軸線在空間不重合，即空間夾角不等于零度或180o。17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式電流表示的電磁轉(zhuǎn)矩CM′是與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、電磁轉(zhuǎn)矩的基本（物理）表達(dá)式電流表示的電磁轉(zhuǎn)矩CM是與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)異步電動機的功率關(guān)系異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系三相異步電動機的工作特性主要內(nèi)容異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式表明了轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的條件和根本原因；其具有明顯的物理意義。但不能反映外加電壓、轉(zhuǎn)差率和電機參數(shù)對轉(zhuǎn)矩的影響。電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式可以實現(xiàn)上述目的。電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線電磁轉(zhuǎn)矩與電源參數(shù)（Ｕ1、f1）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（r、x、m1、p）和運行參數(shù)（s）有關(guān)。當(dāng)電源參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)不變時，電磁轉(zhuǎn)矩僅與運行參數(shù)轉(zhuǎn)差率（s）有關(guān)。1.TM與U12成正比。2.f1↑→TM↓3.漏電抗xk↑→TM

↓電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線電磁轉(zhuǎn)矩（TM

）與轉(zhuǎn)差率（s）的關(guān)系曲線稱為轉(zhuǎn)矩－轉(zhuǎn)差率曲線，簡稱TM－s曲線。轉(zhuǎn)差率用轉(zhuǎn)速n表示，則稱為異步電動機的機械特性。TM－s曲線17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線電動機狀態(tài)：0＜S≤1，即0

≤n

＜n1；第Ⅰ象限，TM>

0

。發(fā)電機狀態(tài)：S＜0，即n

>

n1；第Ⅲ象限，形狀與電動機相同，TM＜

0

。電磁制動狀態(tài)：S>1，即

n

＜0

；第Ⅰ象限，為電動機轉(zhuǎn)矩曲線的延長線。三種運行狀態(tài)的TM－s曲線17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線起動點：s=1，即

n

=0，Tst為最初起動轉(zhuǎn)矩。上升段：近似雙曲線。n↑→s

↓。s較大

(1~sm)→r2′/s較小,(x1+Cx2′)>>(r1+Cr2′/s),忽略(r1+Cr2′/s),TM

∝1/s最大值點：s=sm，TM=Tmax下降段：近似直線。s較小

(0~sm)→r2′/s較大,r1和(x1+Cx2)可忽略,分母只有(Cr2′/s)2，約去分子中的r2′/s，TM

∝s。同步點：s=0，即

n

=n1,

TM=0

。異步電動機TM－s曲線形狀分析17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線由于存在集膚效應(yīng)和漏磁路飽和的影響，異步電機的參數(shù)不為常數(shù)，定、轉(zhuǎn)子漏抗與定、轉(zhuǎn)子電流有關(guān)，轉(zhuǎn)子電阻與轉(zhuǎn)子頻率有關(guān)；而定、轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子頻率都決定于轉(zhuǎn)差率，所以轉(zhuǎn)差率不同，電機的參數(shù)也不同。通常對正常運行、最大轉(zhuǎn)矩和起動三種情況采用不同的參數(shù)值分別進(jìn)行計算。參數(shù)說明17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線兩個重要的轉(zhuǎn)矩衡量異步電動機性能的重要指標(biāo)，對電機的運行具有特別重要的意義最大轉(zhuǎn)矩Tmax正號用于電動機；負(fù)號用于發(fā)電機17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線最大轉(zhuǎn)矩Tmax17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線最大轉(zhuǎn)矩Tmax17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線最大轉(zhuǎn)矩Tmax1、與成正比；與無關(guān)。2、越大，越大；與無關(guān)。8、最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載能力:（一般為1.8～2.5，起重，冶金電動機為2.7～3.7）5、和都近似與漏抗成反比。6、對于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，臨界轉(zhuǎn)差率為穩(wěn)定運行的分界點。穩(wěn)定運行范圍是7、穩(wěn)定運行判據(jù)是如圖17-5所示如圖17-6所示4、近似與成正比。3、越大，與就越小。如圖17-7所示17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三、電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式和TM－s曲線最初起動轉(zhuǎn)矩Tst結(jié)論：當(dāng)其它參數(shù)一定時1、最初起動轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比；2、頻率越高，起動轉(zhuǎn)矩越??；漏抗越大，最初起動轉(zhuǎn)矩越?。?、繞線式電動機，轉(zhuǎn)子回路電阻越大，最初起動轉(zhuǎn)矩先增后減。4、起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)如圖17-5所示如圖17-6所示（一般為1.0～2.0，起重，冶金電動機為2.8～4.0）17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性四、電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式采用電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計算，必須通過實驗求出參數(shù)。在工業(yè)企業(yè)中，希望不用參數(shù)，而用產(chǎn)品目錄中的額定功率PN、額定轉(zhuǎn)速nN和過載能力km來計算TM－s曲線，這可用轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式來計算。實用表達(dá)式17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性四、電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式實用表達(dá)式17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性四、電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式TM－s曲線的計算步驟已知電機的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力17.2異步電動機的轉(zhuǎn)矩關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性四、電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式TM－s曲線的計算已知電機的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力、某一電磁轉(zhuǎn)矩和其對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率額定負(fù)載附近的TM－s曲線的計算(sN≥s＞0)在額定負(fù)載范圍內(nèi)運行時的轉(zhuǎn)差率很。故可將其忽略。17.3三相異步電動機的工作特性異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性三相異步電動機的工作特性是指在額定電壓和額定頻率下，電動機的轉(zhuǎn)速n、定子電流I1、功率因數(shù)cos、輸出轉(zhuǎn)矩T2

、效率η與輸出功率P2的關(guān)系曲線在已知等效電路各參數(shù)、機械損耗、附加損耗的情況下，給定一系列的轉(zhuǎn)差s，可以由計算得到工作特性。對于已制成的異步電動機，其工作特性也可以通過試驗求得。17.3三相異步電動機的工作特性異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性一、轉(zhuǎn)速特性P2＝0I2≈0pCu2≈0s→0n→n1

P2↑I2↑pCu2↑↑PM↑s↑n↓是一條稍向下傾斜的曲線。且特性較硬。

如圖所示17.3三相異步電動機的工作特性異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性二、定子電流特性P2＝0I2′≈0I1≈Im＝

I0=(0.2~0.5)I1NP2↑I2↑I1↑是一條上升曲線。三、功率因數(shù)特性P2＝0I1≈Im＝

I0P2↑I2a↑I1a↑s↑n↓I1r↑如圖所示如圖所示17.3三相異步電動機的工作特性異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性四、轉(zhuǎn)矩特性五、功率因數(shù)特性P2較小↑η↑是一條稍微上翹的曲線。轉(zhuǎn)速變化不大,且有點下降,故P2較大↑η↓當(dāng)可變損耗=不變損耗時，有最大效率。對于中小型電動機，在（3/4~1）額定負(fù)載時，取得最大效率。 如圖所示圖17－5最大轉(zhuǎn)矩與電源電壓的關(guān)系異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性ssm10TmaxU1TNTstTM0.49Tst0.49Tmax0.7U1返回異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性返回0

0.20.40.60.21.0300250200150100500圖17-6轉(zhuǎn)子電阻變化時的TM-s曲線異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性返回圖17-7異步電動機的穩(wěn)定運行區(qū)域異步電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和運行特性返回感應(yīng)電動機的1.掌握三相異步電動機直接起動的特點2.掌握三相籠型異步電動機的起動方法3.掌握起動電流、起動轉(zhuǎn)矩和電機端電壓之間的關(guān)系4.掌握繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動方法5.了解深槽型和雙籠型電動機的起動原理本章基本要求三相異步電動機的起動異步電動機的起動性能籠型異步電動機的起動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動具有高起動轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動機主要內(nèi)容三相異步電動機的起動18.1異步電動機的起動性能起動過程，又簡稱起動：三相異步電動機定子繞組接入電網(wǎng)，電動機從靜止?fàn)顟B(tài)開始轉(zhuǎn)動，直至過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。起動時電動機內(nèi)部的電磁狀況與正常運行時不同。起動性能：最初起動電流倍數(shù)Ist/IN;

最初起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tst/TN;

起動時間起動中功率消耗起動設(shè)備的簡單性和可靠性；起動的過渡時間三相異步電動機的起動18.1異步電動機的起動性能起動性能的要求：

1)起動電流小,即最初起動電流倍數(shù)(Ist/IN)小,減小對電網(wǎng)的沖擊

2)起動轉(zhuǎn)矩大,即最初起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)(Tst/TN)大

3)起動時間短,即具有足夠的加速轉(zhuǎn)矩

4)起動過程功率損耗小

5)起動設(shè)備簡單,操作方便可靠三相異步電動機的起動18.1異步電動機的起動性能一、最初起動電流三相異步電動機的起動起動時,由簡化等效電路可得忽略電阻,在額定電壓下起動,最初起動電流的大小只受短路阻抗的限制，而其值很小，故最初起動電流很大。18.1異步電動機的起動性能一、最初起動電流三相異步電動機的起動大起動電流的影響：1）在線路上產(chǎn)生較大的壓降，影響線路上其他用電設(shè)備的正常運行。2）在線路和電機中產(chǎn)生較大的損耗，引起發(fā)熱。3）在電機繞組端部產(chǎn)生較大的電磁力，頻繁起動時易損壞繞組端部。故要求最初起動電流小問題：異步電動機空載起動和帶負(fù)載起動，它們的最初起動電流有何關(guān)系？18.1異步電動機的起動性能二、最初起動轉(zhuǎn)矩三相異步電動機的起動穩(wěn)定：加速：18.2籠型異步電動機的起動一、全壓起動（直接起動）三相異步電動機的起動優(yōu)點：設(shè)備簡單，操作方便，起動轉(zhuǎn)矩較降壓起動時大利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動機直接接到額定電壓上的起動方式缺點：起動電流大，使線路電壓下降，影響其他負(fù)載正常工作，受供電變壓器容量的限制，須足夠大的電源適用條件：小容量電動機帶輕載起動。經(jīng)常起動的電動機，起動時引起的母線電壓降不大于10%，偶爾起動的電動機，此壓降不大于15%。18.2籠型異步電動機的起動一、全壓起動（直接起動）三相異步電動機的起動原因：從等效電路看，起動瞬時s=1，異步電動機為短路運行，而短路阻抗小，故起動電流大；從電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式看，因起動時轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)很低（轉(zhuǎn)子漏抗遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)子電阻），因此轉(zhuǎn)子電流的有功分量并不大，同時起動時的主磁通較正常工作時?。ㄖ鞔磐s減少為額定值的一半），故起動轉(zhuǎn)矩不大。特點：起動電流很大(Ist/IN＝4～7);起動轉(zhuǎn)矩并不很大(Tst/TN＝1～2);18.2籠型異步電動機的起動一、全壓起動（直接起動）三相異步電動機的起動不適用的情況：①變壓器與電動機容量之比不足夠大；②起動轉(zhuǎn)矩不能滿足要求。措施：①減小起動電流；②加大起動轉(zhuǎn)矩。降低起動電流的方法：①降低電源電壓；②加大定子邊電抗或電阻；③加大轉(zhuǎn)子邊電阻或電抗。增加起動轉(zhuǎn)矩的方法：適當(dāng)加大轉(zhuǎn)子電阻。18.2籠型異步電動機的起動二、降壓起動三相異步電動機的起動降壓起動——起動時，施加低于額定值的電壓，以減少起動電流。待電動機的轉(zhuǎn)速趨于穩(wěn)定后，再切換到額定電壓下運行。作用：限制起動電流，起動轉(zhuǎn)矩按電壓的平方而下降。應(yīng)用：適用于電源容量不夠大，對起動轉(zhuǎn)矩要求不高（如空載或輕載）的場合，如風(fēng)機、離心泵電機等。方法：電抗器起動自耦變壓器起動“星－三角”（Y-△）起動“延邊三角形”起動三相異步電動機的起動

起動時，電抗器接入定子電路；起動后，切除電抗器，進(jìn)入正常運行。電抗器起分壓的作用。定子繞組中串聯(lián)電阻也能降低起動電流，但起動能耗較大，只用于小容量電機中。若端電壓降為電網(wǎng)電壓的k（k

<1），則起動電流降為直接起動的k

倍；起動轉(zhuǎn)矩降為直接起動的k2

倍。二、降壓起動1、電抗器起動18.2籠型異步電動機的起動18.2籠型異步電動機的起動二、降壓起動三相異步電動機的起動2、自耦變壓器起動（補償器起動）

起動時，自耦變壓器降壓供電；起動后，切除自耦變壓器，全壓供電。電動機的起動轉(zhuǎn)矩、起動電流為全壓直接起動的1/kA2。優(yōu)點：與電抗器起動相比，同樣的電流產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩，效果好缺點：起動設(shè)備費用較高應(yīng)用：容量較大的電機18.2籠型異步電動機的起動二、降壓起動三相異步電動機的起動2、自耦變壓器起動（補償器起動）18.2籠型異步電動機的起動二、降壓起動三相異步電動機的起動3、“星－三角”（Y-△）起動

起動時，接成星形；起動后，接成三角形。應(yīng)用：正常運行為三角形接法，且三相繞組首尾六個端子全部引出。多用于空載或輕載起動起動轉(zhuǎn)矩、起動電流為全壓直接起動的1/3，相當(dāng)于kA＝31/2的自耦變壓器。優(yōu)點：起動設(shè)備簡單，經(jīng)濟可靠18.2籠型異步電動機的起動二、降壓起動三相異步電動機的起動3、“星－三角”（Y-△）起動

正常運行AZBYXC

起動ABCXYZ18.2籠型異步電動機的起動二、降壓起動三相異步電動機的起動3、“星－三角”（Y-△）起動設(shè)：電機每相阻抗為三相異步電動機的起動18.2籠型異步電動機的起動鼠籠型電動機降壓起動的方法，主要目的是限制起動電流，但同時起動轉(zhuǎn)矩也不同程度的降低了，因此只適用于輕空載起動。18.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動三相異步電動機的起動

降壓起動，在降低起動電流的同時，也不同程度的降低了起動轉(zhuǎn)矩；故通常只適合空載或輕載起動。對于帶重載起動的大容量電動機，則要求在減少起動電流的同時，增加起動轉(zhuǎn)矩；降壓起動不能滿足上述要求；而繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串適當(dāng)電阻起動，可以滿足上述要求，它既可減少起動電流又可增加起動轉(zhuǎn)矩。方法：①轉(zhuǎn)子串電阻分級起動；②轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動最初起動轉(zhuǎn)矩等于最大轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)子每相串入的電阻為18.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動三相異步電動機的起動一、轉(zhuǎn)子串電阻分級起動1．起動時，全部電阻均串入轉(zhuǎn)子回路，隨著轉(zhuǎn)速的上升，電磁轉(zhuǎn)矩將減小。2．為了縮短起動時間，隨轉(zhuǎn)速上升分級切除部分電阻，使在整個起動過程中電動機保持有較大的電磁轉(zhuǎn)矩。3．待起動完畢后，轉(zhuǎn)子繞組便被短路，轉(zhuǎn)入正常運行。18.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動三相異步電動機的起動一、轉(zhuǎn)子串電阻分級起動電阻分級切除，產(chǎn)生電流和轉(zhuǎn)矩的沖擊，對電機和生產(chǎn)機械不利。18.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動三相異步電動機的起動二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動起動時，S2斷開，轉(zhuǎn)子串入頻敏變阻器,S1閉合，電機通電開始起動。頻敏變阻器是一鐵損很大的三相電抗器。線圈匝數(shù)很少，因此線圈漏阻抗很小;鐵心用較厚的鐵板或鋼板疊，且鐵心中磁密取得較高，勵磁電流較大，等效鐵耗電阻很大，激磁電抗相對較小。主要是等效鐵耗電阻起作用。18.3繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的起動三相異步電動機的起動二、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器利用鐵心渦流損耗隨轉(zhuǎn)子頻率而變的原理來改變電阻。起動時，轉(zhuǎn)子回路頻率高（f2＝f1

），渦流損耗大，電阻大，這樣限制了起動電流，提高了起動轉(zhuǎn)矩；隨著轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子回路頻率下降，電阻也隨之減小，起自行逐漸減少轉(zhuǎn)子電阻的作用使得在整個起動過程中都保持著較大的起動轉(zhuǎn)矩。18.4具有高起動轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動機三相異步電動機的起動加大起動轉(zhuǎn)矩的方法是增大轉(zhuǎn)子電阻。對于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，則可在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻。而對于鼠籠式異步電動機，只有設(shè)法加大鼠籠本身的電阻值，這類電動機有高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機、雙鼠籠式異步電動機和深槽式鼠籠異步電動機籠型異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉和運行可靠的優(yōu)點，而繞線轉(zhuǎn)子異步電動機具有起動性能良好的優(yōu)點，雙鼠籠式異步電動機和深槽式鼠籠異步電動機是將兩者的優(yōu)點相結(jié)合的產(chǎn)物共同特點：具有籠型異步電動機相似的結(jié)構(gòu)；可利用起動過程中轉(zhuǎn)子頻率的變化改變轉(zhuǎn)子電流的分布，從而滿足起動時轉(zhuǎn)子電阻增大，而在到達(dá)正常運行的過程中轉(zhuǎn)子電阻自行減少的要求。18.4具有高起動轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動機三相異步電動機的起動一、深槽型異步電動機定子：同普通鼠籠電動機轉(zhuǎn)子：槽深而窄漏抗：和槽底部分的導(dǎo)體交鏈的漏磁較多，而和槽口部分的導(dǎo)體交鏈的漏磁很少，對應(yīng)于槽底部分導(dǎo)體的漏抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于槽口部分導(dǎo)條的漏抗。轉(zhuǎn)子槽型深而窄，轉(zhuǎn)子漏抗相對普通電機的要大等效截面18.4具有高起動轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動機三相異步電動機的起動一、深槽型異步電動機1、起動時轉(zhuǎn)子頻率較高（f2=f1），轉(zhuǎn)子漏抗大于其電阻值，轉(zhuǎn)子電流的大小主要決定于轉(zhuǎn)子漏抗的大小。槽底部分電抗大，電流小，槽口部分電抗小，電流大—電流的集膚效應(yīng)。電流的不均勻分布使槽導(dǎo)體的有效面積減小—集膚效應(yīng)使槽導(dǎo)體電阻增加。轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)子電流頻率越高，集膚效應(yīng)越突出轉(zhuǎn)子電流集膚效應(yīng)明顯，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的電阻值明顯增加，集膚效應(yīng)同時使槽漏磁通有所減少，轉(zhuǎn)子漏抗也有所減少，二者均促使起動轉(zhuǎn)矩增大。因此起動時起動電流較小，起動轉(zhuǎn)矩卻較大。18.4具有高起動轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動機三相異步電動機的起動一、深槽型異步電動機2、起動過程中隨著轉(zhuǎn)速的提高，集膚效應(yīng)逐漸減弱，轉(zhuǎn)子電阻隨轉(zhuǎn)速慢慢減小，因此既限制了起動電流，同時在整個起動過程中都有較大的電磁轉(zhuǎn)矩3、正常運行時轉(zhuǎn)子電流的頻率很低，槽導(dǎo)體的漏抗比電阻小得多，槽中電流將依電阻而均勻分布，轉(zhuǎn)子電阻恢復(fù)到固有的直流電阻。4、缺點：由于槽深而窄，轉(zhuǎn)子漏抗較普通鼠籠式轉(zhuǎn)子漏抗大——功率因數(shù)及過載能力有所降低。18.4具有高起動轉(zhuǎn)矩的籠型異步電動機三相異步電動機的起動二、雙籠型異步電動機定子：同普通鼠籠電動機轉(zhuǎn)子：兩套鼠籠。外籠：ρ大，黃銅或青銅，截面小，∴r2外大→起動籠內(nèi)籠：ρ小，紫銅，截面大，∴r2內(nèi)小→運行籠內(nèi)籠交鏈的漏磁通比外籠多，漏抗大

1.掌握各種調(diào)速方法的基本原理2.理解各種調(diào)速方法的特點3.了解各種調(diào)速方法的應(yīng)用本章基本要求三相異步電動機的調(diào)速概述變極調(diào)速變頻調(diào)速不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法主要內(nèi)容三相異步電動機的調(diào)速19.1概述調(diào)速的必要性：工藝、效率、質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保等的要求異步電動機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、堅固耐用、價格便宜、運行可靠、維護(hù)方便、運行效率高、轉(zhuǎn)動慣量小、動態(tài)響應(yīng)快、使用環(huán)境和結(jié)構(gòu)發(fā)展不受限制缺點：不易實現(xiàn)性能高、簡單可靠、操作方便、價格低廉、范圍寬、連續(xù)平滑的調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速19.1概述直流電動機優(yōu)點：易實現(xiàn)性能高、操作方便、范圍寬、連續(xù)平滑的調(diào)速缺點：存在機械換向器和電刷，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、可靠性低、轉(zhuǎn)動慣量大、壽命短、維護(hù)麻煩、使用環(huán)境和結(jié)構(gòu)發(fā)展受限，難以向高轉(zhuǎn)速、高電壓、大容量方向發(fā)展小結(jié)直流電動機以復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)換取了簡單的電量形式和控制方法；異步電動機以復(fù)雜的電量形式和控制方法換取了簡單堅固的機械結(jié)構(gòu)三相異步電動機的調(diào)速19.1概述發(fā)展趨勢隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步和計算機控制技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，使異步電動機調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速性能、可靠性及成本等方面與直流電動機相媲美，逐漸取代直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速表達(dá)式三相異步電動機的調(diào)速19.1概述調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速1）改變同步轉(zhuǎn)速n1改變極對數(shù)：變極調(diào)速（籠型）改變電源頻率：變頻調(diào)速（改變轉(zhuǎn)差率）2）不改變同步轉(zhuǎn)速n1改變電源電壓：調(diào)壓調(diào)速轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速（繞線式）轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速：串級調(diào)速機械調(diào)速：通過改變齒輪比進(jìn)行調(diào)速電氣調(diào)速：通過改變電機的電氣量和參數(shù)進(jìn)行調(diào)速19.2變極調(diào)速基本原理三相異步電動機的調(diào)速倍極比調(diào)速：變速比為2:l非倍極比調(diào)速：變速比不為2:l，如：3:2，4:3分類定子繞組形式一套繞組：改變接法

兩套繞組：不同極對數(shù)，改變接法（體積增大，用料增多，成本增高）19.2變極調(diào)速適用范圍三相異步電動機的調(diào)速籠型：轉(zhuǎn)子極對數(shù)能自動地隨著定子極對數(shù)的改變而改變一、變極原理

極數(shù)決定于定子繞組的聯(lián)接方式，改變其聯(lián)接，可變極A1X1和A2X2順向串聯(lián)形成四極磁場；

A1X1和A2X2反向串聯(lián)或反向并聯(lián)，A2X2反向，形成兩極磁場A1X1A2X2A1X1A2X2A1X1A2X219.2變極調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速一、變極原理

19.2變極調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速二、倍極比電機的轉(zhuǎn)向在由少極對數(shù)變?yōu)楸稑O對數(shù)時，相序發(fā)生了改變；為了使兩種極對數(shù)時轉(zhuǎn)子有同樣的轉(zhuǎn)向。變極時應(yīng)把接至電源的B、C兩相對調(diào)19.2變極調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速特點：轉(zhuǎn)速幾乎成倍變化,為有級調(diào)速，平滑性較差；但方法簡單，具有較硬的機械特性,穩(wěn)定性好,可用于恒功率和恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)用：車、銑、鏜、磨、鉆床、風(fēng)機和水泵等19.3變頻調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速基本原理基本要求主磁通：主磁通Φm保持不變。若主磁通大于正常運行時的主磁通，則磁路過飽和而使勵磁電流增大，功率因數(shù)降低；若主磁通小于正常運行時的主磁通，則電機轉(zhuǎn)矩下降，得不到充分利用。改變頻率的同時，必須調(diào)節(jié)電壓，根據(jù)不同負(fù)載要求，配以不同的U1/f1協(xié)調(diào)控制方式19.3變頻調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速基本要求過載能力：維持不變

19.3變頻調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速電壓與頻率的關(guān)系恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速：此條件下變頻調(diào)速，電機的主磁通和過載能力不變。恒功率調(diào)速：此條件下變頻調(diào)速，電機的過載能力不變，但主磁通發(fā)生變化。相反，主磁通不變（U1／f1為定值），過載能力發(fā)生變化。19.3變頻調(diào)速三相異步電動機的調(diào)速特點優(yōu)點：調(diào)速范圍大；轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，為無級調(diào)速，平滑性好，變頻時電壓按不同規(guī)律變化可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速或恒功率調(diào)速，以適應(yīng)不同負(fù)載的要求。這是異步電機調(diào)速發(fā)展的方向缺點：控制裝置價格較貴19.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速一、改變電源電壓調(diào)速基本原理：當(dāng)外加電壓改變時，如果轉(zhuǎn)差率不變，電機的電磁轉(zhuǎn)矩將隨外加電壓的平方而變化，機械特性隨外加電壓的改變而變化19.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速一、改變電源電壓調(diào)速1）對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范圍窄；電壓不能過低，否則可能停轉(zhuǎn)。不宜采用2）對風(fēng)機、泵類負(fù)載，調(diào)速范圍較大；當(dāng)轉(zhuǎn)差率大于臨界轉(zhuǎn)差率時，仍能穩(wěn)定運行，但要注意電動機過電流的問題。特點：三相異步電動機的調(diào)速二、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速基本原理轉(zhuǎn)子回路串入電阻后，改變了機械特性

三相異步電動機的調(diào)速分析:恒轉(zhuǎn)矩時，定、轉(zhuǎn)子電流、輸入功率、氣隙磁場和電磁功率都不會發(fā)生改變，即與轉(zhuǎn)子回路串入電阻大小無關(guān)。但由于調(diào)速電阻的增加，損耗增加，效率降低，不經(jīng)濟。由于比較簡單，在中、小容量的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機中常用，例如橋式起重機19.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速二、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特點：1）只適用于三相繞線型異步電動機2）調(diào)速范圍不大，負(fù)載小時，調(diào)速范圍就更小3）效率很低，在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，轉(zhuǎn)子回路所串電阻越大，轉(zhuǎn)速越低，效率也更低4）調(diào)速的平滑性較差，為有級調(diào)速19.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速三、轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速（串級調(diào)速）基本原理：在繞線轉(zhuǎn)子電動機的轉(zhuǎn)子回路串接一個與轉(zhuǎn)子電動勢同頻率的附加電動勢。通過改變附加電動勢的幅值和相位，可實現(xiàn)調(diào)速。這里只分析相位相同或相反兩種情況。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路的電動勢或電流的大小，從而達(dá)到改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的目的。19.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速三、轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速（串級調(diào)速）基本原理：19.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速三、轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速（串級調(diào)速）串入相位相反的附加電動勢；轉(zhuǎn)子電動勢整流成為直流。轉(zhuǎn)子經(jīng)整流器輸出的功率通過逆變器和變壓器回饋給電網(wǎng)。改變逆變器的觸發(fā)角，可改變逆變器兩端電壓，也就是改變了附加電動勢的大小，從而實現(xiàn)調(diào)速的目。當(dāng)附加電動勢增加時，轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)附加電動勢為零時，電動機轉(zhuǎn)速最高，電動機的轉(zhuǎn)速只能在同步速以下變化?；驹恚?9.4不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法三相異步電動機的調(diào)速三、轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速（串級調(diào)速）1）轉(zhuǎn)子吸收的功率，可以回饋一部分給電網(wǎng)，效率高于串電阻調(diào)速2）設(shè)備費用較高，線路較復(fù)雜3）適合于高電壓、大容量繞線式異步電動機拖動風(fēng)機、泵類負(fù)載等要求調(diào)速不高的場合。如不可逆軋鋼機、礦井提升機等特點：例題三相異步電動機的調(diào)速01.了解異步發(fā)電機的運行原理2.了解異步電機的三種制動方法3.了解移相器和感應(yīng)調(diào)壓器的基本原理4.了解單相異步電動機基本原理和起動方法本章基本要求異步電機的其它運行方式、單相異步電動機異步發(fā)電機異步電機的制動運行移相器和感應(yīng)調(diào)壓器單相異步電動機主要內(nèi)容異步電機的其它運行方式、單相異步電動機20.1異步發(fā)電機異步電機的其它運行方式、單相異步電動機運行方式：電動機(0<s<1)，發(fā)電機(s<0)，電磁制動(1<s)，移相器或感應(yīng)調(diào)壓器(s＝1)一、異步發(fā)電機的電磁關(guān)系(s<0)1．方程式20.1異步發(fā)電機異步電機的其它運行方式、單相異步電動機一、異步發(fā)電機的電磁關(guān)系(s<0)2．相量圖與s的正負(fù)無關(guān)轉(zhuǎn)子有功電流與轉(zhuǎn)子電動勢反相位；轉(zhuǎn)子無功電流總是落后于轉(zhuǎn)子電勢90°輸入功率為負(fù),表示是輸出功率20.1異步發(fā)電機異步電機的其它運行方式、單相異步電動機一、異步發(fā)電機的電磁關(guān)系(s<0)3．等效電路（與電動機相同）其對應(yīng)的壓降為一負(fù)值，意味著轉(zhuǎn)子繞組所