异步电机的理论分析与运行特性.pptx
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1、 三相异步电动机由定子(固定部分)和转子(旋转部分)两个基本部分构成。一、定子定子铁芯:起导磁作用。为减小铁芯损耗,采用0.35 0.5mm硅钢片冲制、涂漆、叠压而成,内圆均匀开槽,用于嵌放定子三相绕组。定子绕组:起导电作用。漆包线绕制线圈,若干线圈按一定规律连接成三相对称绕组,定子三相绕组可以接成星形或三角形。机座:起支撑和固定作用。中小型电机采用铸铁或铸铝机座,大电机的机座由钢板焊接而成。第1页/共65页三相异步电动机定子绕组接法第2页/共65页联接方式对电机参数的影响UVWUlUIlIUlIlIUVWU星形接法:三角形接法:第3页/共65页二、转子v铁芯:起导磁作用。硅钢片冲制、涂漆、叠
2、压而成,外圆开槽,用于嵌放转子绕组。v绕组:起导电作用,分为鼠笼型和绕线型两种。相应的电机称为笼型转子异步电动机和绕线转子异步电动机。v笼型绕组:用铝浇铸而成或用铜条焊接而成,所有导条都通过端环自行形成闭合回路。v绕线型绕组:铜线绕成的三相对称绕组,星形接法,通过集电环引出,可自成回路也可通过外电阻形成闭合回路。第4页/共65页第5页/共65页绕线型转子的外形结构 第6页/共65页绕线转子异步电动机转子绕组结构示意图第7页/共65页1、型号:如:Y 160 L l-42、额定功率PN:电动机在额定运行时,轴上输出的机械功率,单位:W或kW。3、额定电压UN:电动机额定运行时,加在定子绕组应加的
3、线电压,单位:V 或 kV。4、额定电流 IN:电动机在额定电压和额定功率状态下运行时,流入定子绕组的线电流,单位:A。5、额定频率 f:我国规定电网工频为50Hz。6、额定转速 nN:额定状态下运行时的转子转速,单位:r/min。三、异步电动机的额定参数第8页/共65页1 1、电动机转动原理、电动机转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电定子三相绕组通入三相交流电方向方向:顺时针顺时针 切割转子导体切割转子导体右手定则右手定则感应电动势感应电动势 E E2020旋转磁场旋转磁场感应电流感应电流 I I2 2旋转磁场旋转磁场左手定则左手定则电磁力电磁力F FF电磁转矩电磁转矩T TnF异
4、步电动机基本知识异步电动机基本知识第9页/共65页2、空载电流和空载磁动势异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流。由于转子的电流几乎为0,所以,旋转磁场主要是由空载电流建立的。这和变压器的空载磁场主要由原边的电流建立是一样的。第10页/共65页 尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似,但它们之间还是有差别的:1)主磁场性质不同:异步电动机为旋转磁场,变压器为脉动磁场.4)由于存在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大.5)异步电动机通常采用短距和分布绕组,计算时需考虑绕组系数,变压器则为整距集中绕组,可认为绕组系数为1.第11页/共65页一、异步电机的运行状态v 正常情况下,异步电机的转子转速 n
5、 与气隙旋转磁场的转速 n1 之间总有一定的差值(n1 n)。定义转差率第二节 异步电机的运行状态和磁场异步电机负载变化时,转子导体内的感应电动势、电流和电磁转矩相应变化,转子转速和转差率也随之变化。转差率是反映异步电机运行状态的重要变量,按照转差率的大小和正负,异步电机可分为电动机运行、发电机运行和电磁制动三种状态。第12页/共65页1、电动机运行v 特点:电磁力Fe、转速 n 与 n1 同方向。n n1,0 s n1,s 1,Fe 与 n 反方向。第13页/共65页二、异步电机的磁场v 定子磁场相对定子转速v 转子电流频率v 转子磁场相对转子转速v 转子磁场相对定子转速为v 结论:定、转子
6、电流产生的磁场转速相同,在空间上相对静止,与转子转速无关。第14页/共65页1、主磁通:基波磁动势产生的互磁通。v 特点:同时交链定子绕组和转子绕组,并同时在定子绕组和转子绕组内感应出电动势。主磁通和转子感应电流相互作用产生有用的电磁转矩,并实现机电能量转换。v 主磁路构成:定子磁轭 定子齿(2段)空气隙(2段)转子齿(2段)转子磁轭第15页/共65页2、漏磁通:除主磁通之外的磁通。定子电流和转子电流分别产生:槽漏磁通、端部漏磁通和谐波漏磁通。v 定子槽漏磁通和端部漏磁通只与定子绕组交链,不与转子绕组交链,不传递能量。v 谐波磁通虽然同时与定子绕组和转子绕组交链,但谐波磁通与转子电流相互作用产
7、生的是有害的附加转矩,所以把谐波磁通归为漏磁通。第16页/共65页定子电压平衡转子电压平衡气隙磁动势平衡v 异步电动机的电磁关系第三节 三相异步电机的等效电路第17页/共65页一、转子不动时的异步电机由于转子绕组是短路的,从电路分析角度看,转子不动时异步电机的电路与次级短路时变压器的电路方程相似,变压器的一次绕组相当于异步电机的定子绕组,二次绕组相当于异步电机的转子绕组。v 分析方法:类比法,即根据三相异步电机内部的电磁关系和变压器类似的特点,在研究异步电机等效电路时,可借助于变压器的电磁理论。第18页/共65页1、电压平衡式v 注意:转子绕组相数可以不等于定子绕组相数!但是它们产生的磁场的极
8、对数必须相等。第19页/共65页v 与变压器类似,当定子外加电压U1一定时,E1基本不变,从而决定了气隙基波磁通m和励磁电流Im也基本不变。气隙磁通由定子电流和转子电流共同产生,虽然定转子电流随负载而变化,但它们应满足磁动势平衡式 F1+F2=Fm。v 转子绕组磁动势:v 合成磁动势:v 定子绕组磁动势:2、磁动势平衡式第20页/共65页3、绕组归算v 定子、转子的相数、有效匝数不同,为建立等效电路,需要进行绕组归算,一般将转子方面的各物理量归算到定子方面。电流的归算:归算前后转子磁动势保持不变电流变比:第21页/共65页v 电动势的归算:归算前后转子视在功率保持不变电压变比:v 阻抗的归算:
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