異步電動機(jī)的工作原理

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1、異步電動機(jī)的工作原理作為電動機(jī)運(yùn)行是異步電機(jī)最主要的運(yùn)行方式。一、異步電動機(jī)是如何轉(zhuǎn)動起來的·異步電動機(jī)定子上有三相對稱的交流繞組；（示意圖，模型圖）·三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；（動畫1，動畫2）·轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場中；（照片，鼠籠轉(zhuǎn)子照片，示意圖）·轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，判斷感應(yīng)電勢方向?！まD(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，并通過感應(yīng)電流。（鼠籠轉(zhuǎn)子照片）·感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，判斷電磁力的方向?！る姶帕ψ饔迷谵D(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。（動畫）·根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動機(jī)也叫感應(yīng)電動機(jī)。二、轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差

2、率（為什么叫異步電動機(jī)？）·切割磁力線是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)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)速用n1表示，稱為同步轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速用n表示，轉(zhuǎn)差Δn=n1-n?！まD(zhuǎn)差率：·轉(zhuǎn)差率是異步電動機(jī)的一個(gè)基本變量，在分析異步電動機(jī)運(yùn)行時(shí)有著重要的地位。o起動瞬間，n=0,s=1o理想空載運(yùn)行時(shí)：n=n1,s=0o作為電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，s的范圍在0---1之間。o轉(zhuǎn)差率一般很小，如s=0.03。o制動運(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>1o發(fā)電運(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)分異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：（看圖12

3、00-1）三、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，與電源電壓相平衡的電勢（壓降）包括：·主電勢（感應(yīng)電勢）：o定子繞組通入三相對稱交流電流時(shí)，將會產(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。o定子繞組感應(yīng)電勢的有效值：·漏磁電勢（漏抗壓降）o定子漏磁通：僅與定子繞組相匝鏈。o漏抗壓將：·電阻壓降：·定子電勢平衡方程式：2、轉(zhuǎn)子繞組的電勢及電流·轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電勢o轉(zhuǎn)子繞組切割主磁通的轉(zhuǎn)速§主磁通以同步速度旋轉(zhuǎn)§轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)§轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體切割主磁通的相對轉(zhuǎn)速為(n1-n)=sn1o轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電勢的頻率：§公式：§結(jié)論：由于s很小，轉(zhuǎn)

4、子感應(yīng)電勢頻率很低。0.5-3Hzo轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢的有效值§公式：§感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)差率正比?！鞂@線式異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)，相數(shù)計(jì)算方法同定子繞組的計(jì)算?！鞂\型轉(zhuǎn)子來說，由于每個(gè)導(dǎo)條中電流相位均不一樣，所以，每個(gè)導(dǎo)條即為一相，可見相數(shù)等于導(dǎo)條數(shù)即轉(zhuǎn)子槽數(shù)；每相串聯(lián)匝數(shù)為半匝即1/2?！熳⒁廪D(zhuǎn)子不動時(shí)（s=1)時(shí)的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)是感應(yīng)電勢的關(guān)系。·轉(zhuǎn)子繞組的阻抗o由于轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，所以有轉(zhuǎn)子電流流過。同樣會產(chǎn)生漏磁電抗壓降。o漏抗公式：。漏抗也與轉(zhuǎn)差率正比。轉(zhuǎn)速越高，漏抗越小。o考慮到轉(zhuǎn)子繞組的相電阻后：·轉(zhuǎn)子繞組中的電流o轉(zhuǎn)子繞組短路，轉(zhuǎn)子電壓為0，感應(yīng)電勢全部加在轉(zhuǎn)子阻抗上o

5、轉(zhuǎn)子回路方程：o轉(zhuǎn)子電流：，o討論：轉(zhuǎn)子電流隨s的變化。(看圖1200-2)四、異步電動機(jī)的磁勢平衡1、定子繞組的磁勢·大?。ㄓ行е担まD(zhuǎn)速：2、轉(zhuǎn)子繞組磁勢·大小：·轉(zhuǎn)速：o轉(zhuǎn)子電流的頻率o轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁勢的轉(zhuǎn)速：o轉(zhuǎn)子磁勢的絕對轉(zhuǎn)速（相對于不動的定子）·結(jié)論：轉(zhuǎn)子繞組的磁勢與定子繞組的磁勢轉(zhuǎn)速相同，在空間相對靜止。3、磁勢平衡方程式·激磁電流和激磁磁勢o產(chǎn)生主磁通所需要的電流稱為激磁電流；o對應(yīng)的磁勢稱為激磁磁勢：·激磁磁勢近似不變o由電勢方程式：；電源電壓不變，阻抗壓降很小，電勢近似不變；o由公式：，近似不變；o可見，激磁磁勢和激磁電流幾乎不變?！た蛰d運(yùn)行時(shí)，激磁磁勢全部由定子磁勢

6、提供，即：=·負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中有電流流過，產(chǎn)生一個(gè)同步旋轉(zhuǎn)磁勢，為了保持不變，定子磁勢除了提供激磁磁勢外，還必須抵消轉(zhuǎn)子磁勢的影響，即：·異步電動機(jī)的磁勢平衡方程：oooo結(jié)論：空載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流為0，定子電流等于激磁電流；負(fù)載時(shí)，定子電流隨負(fù)載增大而增大。