異步電動(dòng)機(jī)基本理論

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1、第12章???異步電機(jī)的基本理論·工作原理、等效電路、功率平衡·轉(zhuǎn)矩平衡、機(jī)械特性、工作特性12-1???異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理???異步電機(jī)（AsynchronousMachines）的主要運(yùn)行方式是電動(dòng)機(jī)(Motor)運(yùn)行。一.異步電動(dòng)機(jī)（AsynchronousMotor)的結(jié)構(gòu)?1.定子·定子鐵心（1,2）·定子沖片（圓形沖片，扇形沖片），徑向通風(fēng)溝（風(fēng)道），槽，槽型?！ざㄗ永@組：成型線圈（2），散嵌線圈，單層，雙層，繞組聯(lián)結(jié)方法?！て渌考簷C(jī)座，端蓋，風(fēng)罩，銘牌等。問題：定、轉(zhuǎn)子鐵心為什么必須用硅鋼片疊壓而成？

2、?2.轉(zhuǎn)子·轉(zhuǎn)子鐵心（1，2）：轉(zhuǎn)子沖片?！まD(zhuǎn)子繞組：1.鼠籠式(squirrelcage)繞組)鑄鋁轉(zhuǎn)子2.繞線式繞組·其他部件：軸，，風(fēng)扇等?3.氣隙·定轉(zhuǎn)子之間的間隙，很小，0.2-1mm.對(duì)電機(jī)的性能影響很大?！ぐ唇Y(jié)構(gòu)分類：·鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，制造容易，成本低廉；·啟動(dòng)、運(yùn)行性能不如以下的繞線式?！だ@線式異步電動(dòng)機(jī)：通過外串電阻改善電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速等性能。二.異步電動(dòng)機(jī)的工作原理??1.異步電動(dòng)機(jī)的物理模型演示·模型圖演示現(xiàn)象：一旦搖動(dòng)手柄使磁鐵以n1旋轉(zhuǎn)，則鼠籠會(huì)跟著以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，而且n

3、異步電動(dòng)機(jī)定子上有m(一般m=3或2)相對(duì)稱的交流繞組。2.異步電動(dòng)機(jī)的工作原理·（1）m相電流通入m相繞組在電機(jī)內(nèi)部可自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)以n1為轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場；·（2）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中（照片，鼠籠轉(zhuǎn)子照片，示意圖）被磁力線切割將感應(yīng)電勢e=Blv（e方向用右手定則判斷）?！ぃ?）自成閉路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中將有電流流過，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中受到電磁力f=Bli的作用（f的方向用左手定則判斷）。·（4）電磁力作用于轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩T，T驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)?！ぷⅲ篿.根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動(dòng)機(jī)也叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（英文為：

4、InductionMotor);ii.n不等于n1,n

5、,額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率；額定轉(zhuǎn)速:nN(r/min),額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；額定頻率:fN(Hz)，規(guī)定的電源頻率(我國用工頻?50Hz)；額定效率ηN，額定功率因數(shù):cosφN等。?額定功率：無論△接法或是Y接法，下式均成立：PN=3UNpINp?cosφNηN=P1NηNsqrt(3)UNINcosφNηN?(W)四.轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)差率切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感生電流和電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件。轉(zhuǎn)子必須與旋轉(zhuǎn)磁場保持一定的速度差，才可能切割磁力線。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1為同步轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速n簡稱轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。兩者在電機(jī)運(yùn)行時(shí)

6、有差別，即轉(zhuǎn)差Δn=n1-n?轉(zhuǎn)差率:s=(n1-n)/n1注:??s是異步電機(jī)的一個(gè)基本變量，在分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)有著重要的地位。啟動(dòng)瞬間即堵轉(zhuǎn)時(shí)：n=0,s=1理想空載時(shí)：n=n1,s=0電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),s在0~1之間。轉(zhuǎn)差率一般很?。??????????????sN=0.015~0.06制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，即n1與n反向，s>1發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，n高于同步轉(zhuǎn)速n1,s<0.根據(jù)轉(zhuǎn)差率可以區(qū)分異步電機(jī)的屬何種運(yùn)行狀態(tài)：（看圖1200-1）五.電勢平衡方程式1.定子繞組電勢平衡方程式定子繞組接到交流電源上，與

7、電源電壓相平衡的電勢（壓降）包括：主電勢（感應(yīng)電勢）：定子繞組通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的主磁通，同時(shí)被定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組切割，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢。有效值為：???????E1=4.44f1N1Φ1kw1漏磁電勢（漏抗壓降）定子漏磁通：僅與定子繞組相匝鏈。漏抗壓降：E1σ=-jI1X1σ電阻壓降：R1I1定子邊方程式：U1=-E1+I1(R1+jX1σ)????????????????=-E1+I1Z12.轉(zhuǎn)子繞組的電勢及電流轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通的轉(zhuǎn)速主磁通以同步速度n1旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子繞組

8、導(dǎo)體切割主磁通的相對(duì)轉(zhuǎn)速為(n1-n)=sn1頻率公式：f2=p.sn1/60=f1s(Hz)結(jié)論：由于s很小，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率很低。一般?1-3Hz有效值公式：E2s=4.44sf1N2Φ1kw2=E2s感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)差率成正比。對(duì)繞線式三相異步電動(dòng)機(jī):轉(zhuǎn)子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)的