电机与电力拖动基础教程第5章(3)

电机原理与拖动基础主讲人：包 蕾 主讲人：

宁波工程学院

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第5章 三相异步电动机 章5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10三相异步电动机的结构、类别、 三相异步电动机的结构、类别、铭牌

三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的绕组 三相异步电动机的磁动势 三相异步电动机的电动势 三相异步电动机的电磁分析 三相异步电动机的等效电路及相量图 三相异步电动机的功率和转矩 三相异步电动机的参数测定 三相异步电动机的工作特性第5章 章上 页 下 页

本章教学基本要求熟悉鼠笼式和绕线式异步电动机的基本构造及主要结构部件的作 用，掌握三相异步电动机的基本工作原理。 了解交流电机绕组的构成原则及其基本知识，了解短距系数、分 布系数及绕组系数的物理意义，掌握三相交流绕组的类别及常用 三相绕组的连接规律和特点。 了解单相绕组磁动势性质，理解三相绕组磁动势性质及特点，理 解交流电机绕组的感应电势公式，掌握感应电势的计算。 了解异步电动机空载运行的物理过程，了解异步电动机负载运行 的物理过程，了解三相异步电动机的工作特性。 理解异步电动机空载运行时的基本方程式、等值电路；理解转差 率对转子回路各物理量的影响；理解异步电动机负载运行时的基 本方程式、等值电路，理解异步电动机负载运行时的功率，转矩 平衡关系；理解电磁转矩表达式及其物理意义。掌握异步电动机 功率、转矩计算；掌握三相异步电动机的参数测定方法。第5章 章返 回 上 页 下 页

本章教学重点和难点重点： 重点： 1.旋转磁场，三相异步电动机的基本工作原理； 2.交流电机绕组构成，感应电势计算，三相绕组磁动势性 质及特点 ； 3. 转差率对转子回路各物理量的影响，等值电路，功率、 转矩计算； 4.三相异步电动机参数测定； 难点： 难点：旋转磁场的产生原理，三相绕组的连接规律，三相 绕组磁动势性质及特点 ，感应电势、功率及转矩计算。

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本次课程内容、重点和难点内容： 内容： 电动机空载时的电磁关系、电动机负载时的电磁关系、 基本方程式、等效电路和相量图 重点： 重点： 电动机负载时的电磁关系、基本方程式、等效电路和 相量图，绕组折算和频率折算方法 难点： 难点： 电动机负载时的电磁关系

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5.6 三相异步电动机的电磁分析异步电动机定子与转子之间只有磁的耦合，无电的直接联 系，异步电动机定子绕组从电源吸取的能量借助于电磁感 应作用传递给转子。异步电动机的定子绕组相当于变压器 的一次绕组，转

子绕组相当于二次绕组，从电磁感应原理 和能量传递来看，异步电动机与变压器有很多相似之处， 故分析变压器内部电磁关系的基本方法也适应于异步电动 机。异步电动机正常运行时通常是旋转的，随转速变化， 转子中感应电动势及电流的频率也要随之变化，与定子电 动势及电流频率不相等。同时，转子回路各物理量也会相 应变化，故异步电动机分析与计算比变压器复杂。 与变压器相比， 与变压器相比，异步电动机在磁 路上与变压器有什么区别？ 路上与变压器有什么区别？第5章 章返 回 上 页 下 页

5.6.1 三相异步电动机空载时的电磁关系1、主、漏磁通的分布 根据磁通路径和性质不同，异步电动机的磁通分为主 根据磁通路径和性质不同，异步电动机的磁通分为主 磁通和漏磁通。 磁通和漏磁通。 主磁通Φ 同时交链定、转子绕组，其路径为： 主磁通 m同时交链定、转子绕组，其路径为：定子 铁心→气隙→转子铁心 气隙→定子铁心 转子铁心→气隙 定子铁心。 铁心→气隙 转子铁心 气隙 定子铁心。主磁通起传 递能量的媒介作用。 递能量的媒介作用。 除了主磁通以外的磁通称为漏磁通，漏磁通 除了主磁通以外的磁通称为漏磁通，漏磁通Φσ包 括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。 括槽漏磁通、端漏磁通和高次谐波磁通。漏磁通不起 能量的传递作用，只起电抗压降作用。 能量的传递作用，只起电抗压降作用。

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主磁通与漏磁通

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槽漏磁通和端部漏磁通

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说明 谐波漏磁通是由定子三相合成磁势中的高 次谐波磁势产生的，严格说，它是通过气隙与 转子绕组相链绕的磁通，与槽漏磁通和端部漏 磁通是有差别的，为了表明这种差别，谐波漏 磁通又称差别漏磁通，将谐波磁通归为漏磁通 中是为了计算上的方便。

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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。 异步电动机空载运行时的定子电流称为空载电流 & 与变压器一样 , 异步电动机空载电流 I 1 由两部分组成 : 一是用来 & & 产生主磁通 Φ m的无功分量I 1 r ,另一个是用来供给铁心 损耗的有 & 功分量 I 1a 。

即:

& & & I 1 = I 1r + I 1a

由于 I1r >> I1a , 所以 I1基本为一无功性质电流 , 即 I1 ≈ I1r .

& & 三相空载电流 I1产生的旋转磁动势为空 载磁动势 Fm 0 , 基波幅值为

Fm 0 =

Nk m1 × 0.9 × 1 w1 I1 2 p

空载运行时 , 转子转速很高 , 接近同步速 , 定、 转子之间相对速度几 & & & 乎为零 ， 于是 E ≈ 0, I ≈ 0, F ≈ 0.2 2 2

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3、电磁关系

& U1 ( 三相系 )

& I1 (三相系统)

& Φm 0

& E1

Fm0 (三相合成)& Φσ 1

& E2 ≈ 0 & E1σ & I1r1

异步电动机空载时的电磁关系与变压器非常相似。 异步电动机空载时的电磁关系与变压器非常相似。 变压器非常相似 4、空载运行时的电压平衡方程 ⑴感应电动势 与变压器一样, 与变压器一样,主、漏磁通在定子绕组上感应的电动势 & & E1 = j 4.44 f1 N1k w1Φm

& & E1σ = jI1 x1第5章 章返 回 上 页 下 页

⑵电压平衡方程与等效电路 与变压器一样，根据基尔霍夫电压定律， 与变压器一样，根据基尔霍夫电压定律，可列出空载时 定子每相电压方程式： 定子每相电压方程式：

& & & & & & & & & U 1 = E1 E1σ + I1r1 = E1 + I1r1 + jI1 x1 = E1 + Z1 I1同样也有： 同样也有：

& & & E1 = I1 (rm + jxm ) = I1Z m根据上两式， 根据上两式，可以作出空载时 等效电路。 等效电路。

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尽管异步电动机的电磁关系与变压器相似， 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： 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 主磁场性质不同：异步电动机为旋转磁场， 磁场. 磁场

2 )异步电动机空载时 E 2 ≈ 0 , I 2 ≈ 0 , 变压器E 2 ≠ 0 , I 2 = 0 ;

3)由于存在气隙 , 异步电动机 I1 %为20% ~ 30%, 而变压器 的仅为2% ~ 10%.4)由于存在气隙,异步电动机漏抗较变压器的大. 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, 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 异步电动机通常采用短距和分布 …… 此处隐藏：2575字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……