《汽车传动系制造关键技术及装备课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车传动系制造关键技术及装备课件.ppt（27页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第六章 三相异步电动机运行原理,第一节 三相异步电动机的空载运行,三相异步电动机的定、转子电路之间没有直接的电联系，它们之间的联系是通过电磁感应关系而实现的，这一点和变压器完全相似。定子相当于变压器的一次绕组，转子相当于二次绕组，可仿照分析变压器的方式进行分析。,一、空载电流和空载磁动势,当三相异步电动机的定子绕组接到对称三相电源时，定子绕组中就通过对称三相交流电流，三相交流电流将在气隙内形成按正弦规律分布，并以同步转速,旋转的磁动势,由旋转磁动势建立气隙主磁场,，即旋转磁场。,2,空载时，轴上没有任何机械负载，异步电动机所产生的电磁转矩仅克服了摩擦、风阻的阻转矩，所以是很小的。,二、空载时的
2、定子电压平衡关系,电动机空载时每相的定子电压平衡方程式：,3,第二节 三相异步电动机的负载运行,一负载运行时的物理情况,定子三相对称绕组接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场，以同步转速,分别产生感应电动势,切割定，转子绕组，,和,转子绕组是闭合的，,因而产生,转子电流,。异步电机负载时，除了定子磁动势,外，转子电流还,产生一个转子磁动势,，因此总的气隙磁动势则是,和,的合成。,转子合成磁动势相对转子的旋转速度为,若定子旋转磁场的转向为顺时针方向，感应而形成的转子电动势或电流的相序也必然按顺时针方向排列。由于合成磁动势的转向决定于绕组中电流的相序，所以转子合成磁动,势,的转向与定子磁
3、动势,于是转子磁动势在空间的旋转速度为：,的转向相同，也为顺时针方向。,4,即等于定子磁动势在空间的旋转速度。也就是说，无论异步电动机的转速如何变化，定、转子磁动势总是相对静止的。,二、基本方程式,(一）磁动势平衡方程式,负载时，转子磁通势F2与定子磁通势F1在空间相对静止，其合成磁通势保持定值，此时气隙中的旋转磁场由此合成磁通势产生，即,5,转子磁动势F2与定子磁动势F1相对静止，得到合成磁动势F1+F2,负载时,空载时,电动机从空载到负载，定子绕组的感应电动势的变化很小，差不多和电源电压相平衡。所以，可以近似认为,于是,6,于是,7,（二）电磁关系,有效值,相量表达式,定、转子的漏磁通在各
4、自绕组中感应产生漏电动势,8,（三）电动势平衡方程式,Zm为表征铁心磁化特性和铁耗的一个综合参数，称为励磁阻抗；Xm称为励磁电抗；Rm为反映铁耗的励磁电阻。,因此,9,三、等效电路,三相异步电机负载运行时，不但原、副绕组的电动势不相等，而且频率也不一样（,），为此，得出等效电路，不但要,像变压器那样进行绕组折算，还应进行频率折算。,（一）频率归算,转子相电流为:,等式右侧的分子分母同除 以:,与,的大小相等，转子转动的相位角:,等效转子绕组的相位角:,用静止的等效转子绕组代替转动转子绕组,10,等效转子绕的转子绕组电阻由:,改变为,即,用静止的等效转子绕组代替转动转子绕组,再进行绕组归算,11
5、,（二）绕组折算,对异步电机进行了频率归算以后，其定、转子电路的频率已经相等，情况已与变压器一样了。如果在进行像变压器那样的绕组归算，就能得到异步电机的完整等效电路。1.电流归算,像变压器归算一样，设归算后的转子绕组与定子绕组有同样的绕组匝数和绕组系数；归算以后的转子磁动势与归算前相同；归算后的转子电流为,为电流变比,12,2.电势归算 设归算后转子电势为,归算前后定、转子磁势不变，,故主磁通,不变,为电势变比,3.阻抗归算 由于归算前后，转子铜耗应保持不变，可见转子每相电阻折算值 应满足下列式子：,13,另外归算前后，转子漏电感储能应保持不变，那么转子每相电感折算值 满足下式,14,（三）异
6、步电动机 的等效电路,15,第三节 三相异步电动机的功率和转矩,一、功率转换过程,二、功率方程式,式中，U1定子相电压；I1 定子相电流；定子功率因数角；转子功率因数角；,16,总机械功率,三、转矩方程式,式中 电动机输出的机械转矩；附加损耗转矩；空载转矩；电磁转矩。,转差功率,17,四、电磁转矩公式,转矩常数,18,例6-1一台2对极的三相异步电动机，有关数据如下：,还知道电动机的机械损耗，额定负载时的附加损耗，试计算各种功率和转矩。,19,同步角速度,转子机械角速度,总机械功率,电磁功率,负载制动功率,空载制动功率,电磁转矩,或者,20,第四节 三相异步电动机的工作特性,一、工作特性的分析
7、,1、转速特性,2、定子电流特性,3、功率因数特性,4、电磁转矩特性,5、效率特性,21,二、工作特性的求取,工作特性的求取 可以用直接负载法，通过做实验求取；也可以利用等效电路进行计算。,22,第五节 三相异步电动机参数的测定,异步电机中有两种参数：（1）空载励磁参数：励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗（2）堵转参数：定子电阻、定子漏抗、转子电阻、转子电抗,23,1、空载试验,试验条件：（1）轴上不带任何负载；（2）异步电动机在额定频率下运行；（3）电压从1.11.3倍额定值逐渐降低，直到转速发生明显的变化（转差率明显增大）获得数据：端电压、空载电流、空载功率、转速,一、空载试验及空载时参数的确定,24,2、励磁参数与铁耗及机械损耗的确定,异步电机空载时，输入功率补偿定子铜耗、铁耗、机械损耗：,铁耗正比于电压平方，做出铁耗与机械损耗之和与电压平方的曲线；延长该曲线与纵轴的相交，该交点所对应的只就为机械损耗值；剩余部分就是铁耗值；,25,异步电机空载时，转差率近似为零，负载引起的附加电阻为无穷大，等效电路开路：,26,二、短路试验及参数的确定,27,根据短路数据，可以求出短路阻抗,，断路电阻,和短路电抗,式中:,
