哈尔滨工业大学：《电机及拖动基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机

《电机及拖动基础》 讲义 主讲 张友斌 参考教材:《电机及拖动基础》(第3版) 顾绳谷主编机械工业出版社

《电机及拖动基础》 讲 义 主讲 张友斌 参考教材：《电机及拖动基础》（第3版） 顾绳谷 主编 机械工业出版社

第五章三相异步电动机的运行原 理及单相异步电动机 ■§5-1三相异步电动机运行时的电磁过程 异步电动机负载时的物理过程 1、空载时 n≈nn→>E,≈0->I,≈0 即空载时建立气隙磁场的励磁电动势Fno就是定子上的三相 瘠薄合成磁动势F即Fno=Fo 2、负载时,n形成磁动势

第五章 三相异步电动机的运行原 理及单相异步电动机 ◼ §5－1 三相异步电动机运行时的电磁过程 ◼ 一、异步电动机负载时的物理过程 1、空载时： 2、负载时， 则 0 0 n  n0 → E  2s  → I  2  即空载时建立气隙磁场的励磁电动势 就是定子上的三相 瘠薄合成磁动势 ，即 Fm0 F10 Fm0 = F10 n  n0 E  2s ,I  2  2 F2 I →  形成磁动势 

3、转子磁动势F2的分析 1)转子磁动势F,也是一个旋转磁动势 2)转子磁动势户的旋转方向与定子磁动势F的旋转方向相同 3)转子磁动势F转速与定子磁动势1的转速相等,即F2与F1 空间上保持相对静止。 4、磁动势平衡 m=F1+F2≈Fm或F=F+(-F,) ■5、电磁关系 E1=-14.441N1km①nE2s=-j4442N2k2①m E1a=-14.44fMkn④E2o=-14.44f2N2kn2①2 且2=sf1则E2=SE1

◼ 3、转子磁动势 的分析 1)转子磁动势 也是一个旋转磁动势 2）转子磁动势 的旋转方向与定子磁动势 的旋转方向相同 3）转子磁动势 转速与定子磁动势 的转速相等，即 与 空间上保持相对静止。 ◼ 4、磁动势平衡 ◼ 5、电磁关系 F2  F2  F2  F1  F2  F1  Fm F1 F2 Fm0  =  +    F2  F1  ( ) F1 Fm0 F2 或  =  + −  w m E  1 = − j4.44 f 1 N1 k 1  s w m E  2 = − j4.44 f 2 N2 k 2  2 1 且f = sf 2 1 则E s = sE 1 44 1 1 1 1 E  = − j4. f N kw  s w s E j f N k 2 44 2 2 2 2  = − 4. 

基本方程式 1、磁动势平衡方程式 F F1+ +12 其中 m, wk k 异步电动机的 m nk 21形2 电流比 11+12=lm>11=1m+(-12) 其物理意义:定子电流一部分为励磁电流,另一部分为负载电 流,负载电流的作用是抵消转子电流所产生的磁场效应

◼ 二、基本方程式 1、磁动势平衡方程式 其中 Fm F F I I I m      =  = +  +  1 2 1 2 2 2 1 I k I i  =   2 2 2 1 1 1 w w i m N k m N k k = 异步电动机的 电流比 ( ) 1 2 1 2 I + I = I m  I = I m + −I       其物理意义：定子电流一部分为励磁电流，另一部分为负载电 流，负载电流的作用是抵消转子电流所产生的磁场效应

基本方程式 2、电动势平衡方程式 U1=-E1+1+j1x1=-E1+1z1 25=SE E 12(2+Ra)+jl 2~2s E Rn:转子外接电阻x1:定子漏电抗 1:定子绕组电阻x2x:转子漏电抗 转专子绕组电阻r:励磁电阻 E2转子不转时(堵转)转子感应电动势 x2转子不转时(堵转)转子漏电抗

◼ 二、基本方程式 2、电动势平衡方程式 m m m m m m s s I I I E I r j x I Z E sE I r R jI x U E I r jI x E I Z                 +  = = − + = − = = + + = − + + = − +  1 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ( ) ( ) E2 转子不转时（堵转）转子感应电动势 R :转子外接电阻 x1 :定子漏电抗 r1 :定子绕组电阻 r2 :转子绕组电阻x2s :转子漏电抗 r m :励磁电阻 x x s 2s = 2 x2 转子不转时（堵转）转子漏电抗

■旋转时异步电动机的电路 i SE Ef EI SE

◼ 旋转时异步电动机的电路 1 r 1 x 2 sx2 r E1  E2 s  U1  1 I  2 I  1 r 1 x 2 sx2 r E1  E2 s  U1  1 I  2 I  1 f 2 f

§5-2三相异步电动机的等效电路 及相量图 异步电动机的等效电路 1、频率归算 SE f1 频率归算时要求不改变转子磁动势以及功率关系。 频率归算后,就将旋转的电机等效为转子静止时的状态

§5－2三相异步电动机的等效电路 及相量图 ◼ 一、异步电动机的等效电路 1、频率归算 1 r 1 x 2 x2 r E1  E2 s  U1  1 I  2 I  1 f 1 f 频率归算时要求不改变转子磁动势以及功率关系。 频率归算后，就将旋转的电机等效为转子静止时的状态。 2 1 r s − s

■绕组归算 Nk Nk 异步电动机的电势比 k= m, Nk 异步电动机的电流比 mnk 类似于变压器,则有: E2=kE2=El 12 k kkr x,=kki x

◼ 绕组归算 令： 2 2 1 1 w w e N k N k k = 异步电动机的电势比 2 E2 E1 E k  = e = 类似于变压器，则有： 2 2 1 I k I i  = 2 2 2 1 1 1 w w i m N k m N k k = 异步电动机的电流比 2 2 r k k r = e i  2 2 x k k x = e i 

■异步电动机的等效电路 rI SE 异步电动机的等效电路 异步电动机的近似等效电路

◼ 异步电动机的等效电路 1 r1 x 2 r  E1  E2 s  U1  1 I  2 I   2 1 r s s  − I m  xm r m x2  异步电动机的等效电路 2 r  E2 s  U1  2 − I   2 1 r s s  − x2  异步电动机的近似等效电路 E1  I m  xm r m x1 r1 1 I 

■异步电动机的相量图 滞后-E1的角度为 actg j1x11

◼ 异步电动机的相量图 m   E1  −  U1  1 1 I r  1 1 jI x  2 2 jI x   E2 E1    = 1 2 滞后 的角度为 ( ) m m Fe r x  = arctg E1 −  I m   m Zm E I −  =  1 2 I  s r I 2 2    2 − I  m I 1  I   Fe