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《电机学》听课笔记:16
5.2异步电机的基本结构

一、工作原理

 异步电机定子三相对称绕组接在三相对称交流电网上,转子绕组对称短路。定子绕组中没过三相对称电流,在气隙中产生基波旋转磁场。定子磁动势的同步转速为n1=60f/p

异步电机的三种运行状态异步电机的三种运行状态

1定子磁场的建立。在定子三相对称绕组通入三相对称电流,产生一个以同步速n1,转向与相序一致的圆形旋转磁场,且假定该瞬间磁场方向向下。

2转子绕组中感应电动势和电流(动磁生电)。该旋转磁场切割转子绕组,在转子绕组中感应电动势,由右手发电机 定则 可确定转子绕组电动势方向,由于转子绕组自身闭合,转子绕组便有电流流过。

3转子载流导体在定子磁场作用下受力并形成电磁转矩。

二,转差率

转子转速与同步转速之差 与同步转速的比值

S=(n1-n2)/n1

三、转差率与异步电机运行转台之间的关系

1、0<n<n1,0<S<1时电机为电动机运行状态;

2 、n>n1,S<0时,电机为发电机运行状态;

3、n<0,S>1时电机为电磁制动状态。

5.3异步电动机的额定值

一、额定功率Pn(W\ KW)

二、额定电压Un 三相电机为定子绕组上的额定线电压

三、额定电流In、三相电机为绕组上的额定线电流

四、额定频率f 我过电网频率为50HZ

五额定转速Nn

额定功率、额定电压、额定电流之间的关系为:

Pn=√3UnIncosΦn ηn

cosΦn 、ηn为额定运行下的功率因数和效率
5.4 转子静止时的异步电机

一、转子开路时

异步电机异步电机

1、电磁物理过程

能量转化过程能量转化过程

 

 

 

 

 

U1为定子绕组上所加的电压

定子绕组中的电流I0,F定子绕组中的磁动势 相应的Φ为磁密

I0R1 为定子绕组压降 ,Φσ为漏磁

2感应电动势

定子绕组感应电动势E1=-j4.44f1*N1*Kn1*Φm

转子绕组感应电动势E2=-j4.44f1*N2Kn2*Φm

漏磁感应电动势E1σ=-j4.44f1N1*Kn1*Φσ

f1=pN1/60

U1=-E1-Eσ+IoR1=-E1+IoZ1

Z1=R1+jX1σ定子绕组的漏阻抗

与变压器类似,感应电动势可以用阻抗压降来代替:

E1=-Io(Rn+jXn)=-IoZm

E1σ=-jIoX1σ

Zm=Rm+jXm为异步电机的激磁阻抗

Rm为模拟铁心铁损的电阻

Xm为激磁电抗 (随电压升高而减小) X1σ为定子绕组的漏抗(常数不变的)

3电动势比

Ke=E1/E2=N1Kn1/N2Kn2 N1Kn1、N2Kn2为有效匝数

二转子短路时

1定、转子磁动势相对静止 如异步电机的极对数为P电源频率f1 则定子磁动势的转速为n1=60f1/p

由于转子静止不动,定子磁动势切割转子的转速与切割定子的转速相同,因此转子电动势以及电流的频率为f1

转子磁动势的转速为:n1=60f1/p

转向与定子相同,因此定、转子的磁动势相对静止 。

2转子磁动势与定、转子绕组之间的轴线见的夹角a12 无关

当a12=0 设转子a相绕组中的电动势和电流分别为:

uo=Um*cos(ωt+φ2) io=Imcosωt

φ2为转子相绕组的功率因数角

则:转子磁动势f2(a12=0)=F2cos(ωt-θ)

当a≠0时设转子a相轴线顺旋转磁动势的方向转过角度a12,如图

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θ'为转子的空间坐标 θ为定子的空间坐标、两者关系为

θ’=θ-a12

两者时间坐标之间关系

ωt'=ωt-a12

转子绕组转过a12角度后,a相绕组的电动势和电流分别为:

ua=Umcos(ωt'+φ2)

ia=Imcosωt'

在新的坐标系中转子的磁动势为:

f'(a12≠0)=F2cos(ωt'-θ') 带入定、转子坐标系之间的关系可得:

f'(a12≠0)=F2cos(ωt'-θ')=F2cos[(ωt-a12)-(θ-a12)]=F2cos(ωt-θ)

=f2(a12=0)

即转子磁动势与定、转子绕组之间的相对位置无关
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