三相异步电动机原理.ppt

第四章 三相异步电动机原理 4.1 三相异步电动机的基本工作原理与结构 4.2交流电机绕组 4.3交流电机的感应电动势 4.4交流电机绕组的磁动势 4.5三相异步电动机的空载运行 4.6三相异步电动机的负载运行 4.7三相异步电动机的等效电路和向量图 4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构 一、三相异步电动机结构 4.2 交流电机的绕组 交流绕组的基本概念 7-1 基本要求和绕组分类 电机绕组： 产生感应电势、产生磁势 绕组要求： 1. 在一定导体数下，获得比较大的基波电势及磁势 2. 在三相时产生的三相电势、磁势必须对称 3. 电势波形尽量接近于正弦 4. 用铜量少，散热性好 5. 工艺简单，维修方便 绕组分类： 相数：单相 ，三相，双相 层数：单层， 双层 每极每相槽数：整数槽及分数槽 三相单层集中整距绕组 三相：A、B、C 单层：每槽中只放一个线圈边 集中：每一相只有一个线圈 整距：线圈的节距等于一个极距 节距 y (跨距) 表示元件的宽度。元件放在槽内，其宽度可用元件两边所跨越的槽数表示。 电角度 磁密在空间为正弦分布，一对磁极便对应于一个完整正弦波，相当于360°。如果磁极极对数是p，整个圆周有p个完整正弦波，相当于p × 360°。从几何的观点来看，整个圆周只有360°。 圆周的空间几何角度称为机械角度，而圆周上对应于磁场分布的角度称为电角度。 相带 为了三相绕组对称，在每个极面下每相绕组应占有相等的范围——相带。 每个极对应于180°电角度，如电机有m相，则每个相带占有1800/m 电角度。三相电机m＝3，其相带为60 /3，按60°相带排列的绕组称为60°相带绕组。 每一相绕组都有首端，又有末端，以A相为例，则三相绕组A-X、B-Y、C-Z、在空间上分布为A-Z-B-X-C-Y共有六部分，即总的绕组应分为六部分，分属AZBXCY，每一部分在每极下占有的电角度称为相带，一般用600相带 每极每相槽数q 每个极面下每相占有的槽数。已知总槽数Z、极对数p和相数m为，则 槽距角? 相邻两槽之间的电角度 槽电动势星形图 各槽导体感应电动势大小相等，相邻槽导体电势相位差相同。将各槽导体电势相量画在一起，组成一个星形，称为槽电势星形图。 求出，但这是直流电阻，等效电路中是交流电阻，集肤效应会使交流电阻大于直流电阻，应加以修正。笼型电机电机转子无法用直流测。可以用短路实验方法求参数。 异步电动机堵转，所加电压使电动机的短路电流略大于额定电流，约是额定电压的30%--40%，然后调节电压逐渐下降，测电压UK、电流IK和功率PK。绘出短路特性曲线IK =f(UK)和PK = f(UK)。铁损大致正比磁通密度的平方，因此大致正比电压的平方，降压时铁损小，励磁电流小，等效电路可认为励磁回路开路。图5.6.4，5.6.5 电机不转，机械损耗为0，铁损和附加损耗小可以略去。P116 A Z B B X X C C Y Y A Z N N S S α 4.3 三相异步电动机绕组的感生电动势 气隙磁密分布 讨论定子绕组内感应电动势时，气隙磁场切割定子绕组可以看成下图中所示的转子旋转，在定子绕组中所感应产生的电动势。 瞬时值的表达式 有效值的表达式 1、整距线圈的电动势 有效值的表达式 2、短距线圈的电动势 瞬时值的表达式 二、线圈组的感应电动势 一个线圈组电动势的有效值为 三、相绕组的感应电动势——相电势 对单层绕组而言，每个相绕组有p个线圈组，并联支路数为a，每个线圈的匝数为Ny，则每个相绕组串联匝数为 所以单层绕组相电动势基波的有效值为 对双层绕组而言，每个相绕组有2p个线圈组，每个相绕组串联匝数为 所以双层绕组相电动势基波的有效值为 定子铜损 Pcu1=m1I12r1 （图5.4.1） 转子铜损 Pcu2=m1I’22r2’ 定子铁损 PFe=m1I02rm 传给转子的电磁功率PM=m1 r2’/s=m1E’2I’2cos 2 轴上输出功率 P2=m1I2’2 r2’ (1-s)/s （5-29） 电磁转矩 电磁转矩指转子电流I2与主磁通φm相互作用产生的电磁力形成的总力矩。它等于电动机总机械功率P m除以转子的角速度Ω。（5-34）-（5-39） 4.8 异步电动机的功率传递和转矩平衡 由T型等值电路可以得到全部能量关系 一、空载试验 空载试验的主要目的是测电机的励磁参数。三相异步电动机的空载试验理论上应是转子在同步转速下进行，但需要原动机拖