相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路

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1、4.5三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路4.5.1折算異步電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有電路上的聯(lián)系，只有磁路上的聯(lián)系，不便于實(shí)際工作的計(jì)算，所以必須像變壓器那樣進(jìn)行等效電路的分析。為了能將轉(zhuǎn)子電路與定子電路作直接的電的連接，等效要在不改變定子繞組的物理量（定子的電動(dòng)勢(shì)、電流、及功率因數(shù)等）而且轉(zhuǎn)子對(duì)定子的影響不變的原則下進(jìn)行，即將轉(zhuǎn)子電路折算到定子側(cè)時(shí)要保持折算前后F2不變以保證磁動(dòng)勢(shì)平衡不變和折算前后各功率不變。為了找到異步電動(dòng)機(jī)的等效電路，除了進(jìn)行轉(zhuǎn)子繞組的折合外，還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)子頻率的折算。1．頻率折算將頻率為f

2、2的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電路折算為與定子頻率f1相同的等效靜止轉(zhuǎn)子電路，稱(chēng)為頻率折算，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)s＝1，f2＝f1。因此，只要將實(shí)際上轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子電路折算為靜止不動(dòng)的等效轉(zhuǎn)子電路，便可達(dá)到頻率折算的目的。為此將下式實(shí)際運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電流（4-18）的分子分母同除以轉(zhuǎn)差率s得（4-19）以上兩式的電流數(shù)值仍是相等的，但是兩式的物理意義不同。式（4-18）中實(shí)際轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2，式（4-19）中為等效靜止的轉(zhuǎn)子所具有的電流，其頻率為f1。前者為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況，后者為轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)的等效情況。由于頻率折算前后轉(zhuǎn)

3、子電流的數(shù)值未變，所以磁動(dòng)勢(shì)的大小不變。同時(shí)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速是同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，所以式4-19的頻率折算保證了電磁效應(yīng)的不變。頻率折算（續(xù)1）由式中可看出頻率折算前后轉(zhuǎn)子的電磁效應(yīng)不變，即轉(zhuǎn)子電流的大小、相位不變，除了改變與頻率有關(guān)的參數(shù)以外，只要用等效轉(zhuǎn)子的電阻代替實(shí)際轉(zhuǎn)子中的電阻R2即可。式中為異步電動(dòng)機(jī)的等效負(fù)載電阻，等效負(fù)載電阻上消耗的電功率為，這部分損耗在實(shí)際電路中并不存在，它實(shí)質(zhì)上是表征了異步電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，頻率折算后的定、轉(zhuǎn)子電路如圖4.14所示。圖4.14轉(zhuǎn)子繞組頻率折算后的異

4、步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路2．繞組折算進(jìn)行頻率折算以后，雖然已將旋轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)化為等效的靜止電路，但還不能把定、轉(zhuǎn)子電路連接起來(lái)，因?yàn)閮蓚€(gè)電路的電動(dòng)勢(shì)還不相等。和變壓器的繞組折算一樣，異步電動(dòng)機(jī)繞組折算也就是人為地用一個(gè)相數(shù)、每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)和定子繞組一樣的繞組代替相數(shù)為m2，每相串聯(lián)匝數(shù)為N2以及繞組系數(shù)為而經(jīng)過(guò)頻率折算的轉(zhuǎn)子繞組。但仍然要保證折算前后轉(zhuǎn)子對(duì)定子的電磁效應(yīng)不變，即轉(zhuǎn)子的磁動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)子總的視在功率、銅耗及轉(zhuǎn)子漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能均保持不變。轉(zhuǎn)子折算值上均加“'”表示。繞組折算（續(xù)1

5、）（1）電流的折算由保持轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)不變的原則，即（4-20）折算后的轉(zhuǎn)子電流有效值為（4-21）式中稱(chēng)電流比繞組折算（續(xù)2）（2）電動(dòng)勢(shì)的折算由于定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在繞組折算前后都不變，故氣隙中的主磁通也不變，繞組折算前后的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)分別為（4-22）（4-23）比較上兩式得（4-24）式中稱(chēng)電壓比繞組折算（續(xù)3）（3）阻抗的折算由折算前后轉(zhuǎn)子銅耗不變的原則有（4-25）同理由繞組折算前后轉(zhuǎn)子電路的無(wú)功功率不變可導(dǎo)出（4-26）（4-27）4.5.2等效電路根據(jù)折算前后各物理量的關(guān)系，可以作出折算后的T型

6、等效電路，如圖4.15所示。圖4.15三相異步電動(dòng)機(jī)的T型等效電路等效電路（續(xù)1）由T型等效電路可得異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的基本方程式為（4-28）（1）當(dāng)空載運(yùn)行時(shí)，由圖可見(jiàn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開(kāi)路。（2）轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)（接上電源轉(zhuǎn)子被堵住轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí)），相當(dāng)于變壓器二次側(cè)短路情況。因此在異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)初始接上電源時(shí)，就相當(dāng)于短路狀態(tài)，會(huì)使電動(dòng)機(jī)電流很大，這在電機(jī)實(shí)驗(yàn)及使用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)多加注意。