1、第十六章 三相异步电动机的运行原理,第三篇 异步电机,概述 转子静止时的异步电动机 转子旋转时的异步电动机 笼型转子的极数、相数和匝数 异步电动机的参数测定,主要内容,三相异步电动机的运行原理,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,转子被外力固定不动，相当于调压器副边短路，称为异步电动机的堵转。,定、转子基波磁动势同转向、同转速旋转，两者相对静止,(一)磁动势分析,定子三相,转子三相,磁动势平衡：,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,与 空间电角度为(90+ ),和转子的具体位置( )无关。定、转子之间没有电路上
2、的联系，转子对定子的影响是通过转子磁动势的作用实现的。转子a相相轴的位置不影响磁动势的分析结果，为简便，将定、转子相轴与时间轴重合。,时空相矢图：,1）定子A相相轴与时轴重合，转子a相相轴在定子A相相轴前,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,时空相矢图：,2）定子A相相轴、转子a相相轴与时轴重合,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,电流形式的磁动势关系和电流比：,定子电流由激磁分量和负载分量组成；前者产生气隙磁密；后者产生的磁动势用来抵消转子磁动势，消除转子磁动势对气隙主磁通的影响。,电流比：,16.2 转子静
3、止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(二)电动势分析,定子三相,转子三相,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(二)电动势分析,漏抗物理意义：任一相的漏抗由三相决定。定子漏抗是由定子三相对称电流联合产生的定子漏磁通在定子每一相中引起的电抗；转子漏抗是由转子三相对称电流联合产生的转子漏磁通在转子每一相中引起的电抗；,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(三)转子绕组的归算,定、转子简仅有磁的联系，没有电路上的直接联系。要进行归算：用一个等效的转子（相数为m1，有效匝数为w1kw1）代替实
4、际的转子，同时，保持电磁关系和能量转换关系不变。,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(三)转子绕组的归算,归算的条件：1）主磁通不变；2）转子磁动势不变；3）转子有功损耗和无功功率不变。,1、电动势的归算,2、电流的归算,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(三)转子绕组的归算,3、阻抗的归算,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(四) 归算后的方程式、相量图和等效电路,1、方程式,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,(四)
5、归算后的方程式、相量图和等效电路,2、相量图,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,3、等效电路,(四) 归算后的方程式、相量图和等效电路,16.2 转子静止时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、转子绕组短路,讨论： 1）转子静止、转子绕组开路，转子无反磁动势，定子电流很小，U1E14.44f1W1kw1m ,m决定于外加电源电压的大小。 2）转子静止、转子绕组短路，转子有电流，有反磁动势，定子电流很大，抵消反磁动势。 U1I1(Z1+ Z2) 2I1Z1 2E,m为空载时的一半。 3）x1* x2* =0.080.12， I1* U1*/(x1
6、* + x2*) =1/(0.160.24)= 47。堵转实验一般在降压情况下进行。,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,一、磁动势分析,(一)转子电流的频率,定子三相,转子三相,(二)转子磁动势相对于转子的速度,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,一、磁动势分析,(三)转子磁动势相对于定子的速度,不论转子静止还是旋转，定、转子基波磁动势都以同步转速相当于定子旋转，两者相对静止，这是各类旋转电机产生平均转矩，实现机电能量转换的必要条件之一。,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、电动势分析,定子三相,转子三相,16.2
7、转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、电动势分析,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,二、电动势分析,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,三、转子的频率归算等效静止转子,等效条件：转子电流大小和相位不变,等效静止时,旋转时,数值关系:,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,三、转子的频率归算等效静止转子,相数和匝数归算后,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,四、基本方程式、相量图和等效电路,基本方程式:,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,四、基本方程式、相量图
8、和等效电路,相量图:,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,四、基本方程式、相量图和等效电路,T型等效电路:,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,四、基本方程式、相量图和等效电路,准确变换等效电路基本方程式:,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,四、基本方程式、相量图和等效电路,准确变换等效电路:（小容量）,16.2 转子旋转时的异步电动机,三相异步电动机的运行原理,四、基本方程式、相量图和等效电路,简化等效电路: （大容量） C=1,三相异步电动机的运行原理(总结）,1）运行时，异步电动机近似于一台带纯电阻负载的变压器。n=0,s=1时，相当于一台副边短路的变压器；空载时， s 0，r2/s 趋于无穷大，转子相当于开路，定子电流基本为激磁电流，功率因数很低。 2）异步电机可以看作一台广义的变压器，不仅可以变换电压、电流、频率、相位和相数，而且可以实现机电能量变换。r2(1-s)/s为机械功率的等效电阻。3）机械负载的变化由s的变化来体现。P2(机) T2 n s E2s I2s I1 P1(电)达到新的平衡 TM达到转矩平衡 4）异步电机功率因数总是滞后的，吸收感性无功。5）异步电机与变压器虽具有形式相同的等效电路，但参数相差较大。如：xm异* x变*,
