文档介绍：第五章感应电机的稳态分析
前言:①定义:异步电机(也叫感应电机)是一种交流旋转电机,它的转速除与电网频率有关外,还随负载而变。
②应用:主要作电动机使用,如:机床;水泵;家用电器;
③它的功率因数永远是滞后的。
一、感应电机的结构
1. 定子: 定子铁心:,磁路的一部分
定子绕组:电磁线制而成,电路一部分
机座:铸铁或钢板焊接而成
2. 转子: 转轴:支撑转子
转子铁心:,磁路一部分
转子绕组: 笼型绕组铸铝
铜条
绕线式绕组: 电线绕制而成,Y接,滑环引出,外接电阻
3. 气隙(gap):磁路的一部分, δ↓→Im↓→↑但易发生扫膛现象
δ↑→Im↑→↓
二、感应电机的运行状态(见P133图5-5)
转差率定义: 式中n1—旋转磁场的转速(同步转速) n—转子的转速
当0<n<n1时,即0<s<1时,电机为电动运行状态(电能→机械能)
当 n>n1时,即 0>s时,电机为发电运行状态(机械能→电能)
当 n<0时,即 s >1 时,电机为电磁制动运行状态(机械能和电能→热能)
分析:(i1a的方向必与i2a的方向相反)
电机运行状态:
n<n1 ,e1与e2同方向,i2a与e2同方向,i2a →Te与n同方向(驱动性质),i1a与i2a反向→i1a与e1反方向,因i1a由u1产生,即i1a与u1同方向,所以从电网吸收电能.
发电运行状态
若原动机使n>n1 →s为负→e2和i2a反向(与电机比) →Te反向(Te与n反方向)(制动性质),又因i2a反向→i1a反向→i1a与e1同方向(注e1未变) →i1ae1为正→输出电能
电磁制动运行状态
若T1驱动转子以反方向旋转,则切割方向同电动运行状态→e1,e2,i1a,i2a,Te同电机运行状态,因Te与n1同方向,但与n反方向(制动性质),→i1a e1为负→从电网吸收电功率.
三、感应电动机的型号和额定值
例如:Y 112S-6
极数6极
短机座
规格代号:中心高112mm
产品代号:异步电动机
①额定功率PN: 电动机在额定情况下运行,由轴端输出的机械功率,单位为W或kW。
②额定电压UN: 电动机在额定情况下运行,施加在定子绕组上的线电压,单位为V。
③额定频率fN:50Hz。
④额定电流IN:电动机在额定电压、额定频率下轴端输出额定功率时,定子绕组的线电流,单位为A。
⑤额定转速nN:电动机在额定电压、额定频率、轴端输出额定功率时,转子的转速,单位为r/min。
⑥其他额定值ηN τN (或θN)
⑦其他数据:绝缘等级:A,E,B,H,F(极限工作温度:105,120,130,155,180)
防护等级:IP23-防护式,IP44-封闭式(分别表示防尘,防水)
工作制:S1-连续工作制;S2-段是工作制;S3-断续周期工作制
接法:(Y或△).
对于三相异步电动机,额定功率:
三相感应电动机的磁动势和磁场
一、空载运行时的磁动势和磁场
: ①作用:传递能量的媒介作用;
②路径:定子—气隙—转子—气隙—定子。
: ①不起传递能量的媒介作用,只起电抗压降的作用;
②包括:槽部漏磁通、端部漏磁通和高次谐波。
二、负载运行时的磁动势和磁场
:;
:;
:忽略集肤效应,认为不变;
;
:
正常运行时,转子端电压U2=0, ;
有效值:;
*结论:转子电流I2随S的增加而增加。
:
*结论:转子功率因数随S的增加而减小。
:相对转子速度:
相对定子速度:
**与相对静止。
三、磁动势平衡方程
:
:
一、电动势平衡方程
:
,但由于气隙的存在,比变压器的小。
举例:已知:一台三相异步电动机,在额定转速下运行,,电源频率,试求:1)转子电流频率;
2)定子电流产生的旋转磁动势以什么速度切割定子?又以什么速度切割转子?
3)由转子电流产生的转子磁动势以什么速度切割定子?又以什么速度切割转子?
二、等效电路
1、折算
折算原则:①保持F2不变,只要使等效前后转子电流的大小和相位相等即可;
②等效前后转子电路的功率和损耗相等。
折算方法:
**①附加电阻的物理意义