文档介绍：第五章异步电机(二)——三相异步电动机的运行原理及单相异步电动机第一节三相异步电动机运行时的电磁过程第二节三相异步电机的等效电路及相量图第三节三相异步电动机的功率和转矩第四节三相异步电动机的工作特性及其测取方法第五节三相异步电动机参数的测定第六节三项异步电动机的转矩与转差率的关系第七节单相异步电动机第八节直线电动机第一节三相异步电动机运行时的电磁过程一、异步电动机负载时的物理情况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电流、、。若不计谐波磁动势和齿槽影响,这个对称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旋转磁动势。由旋转磁动势建立气隙主磁场,这个旋转磁场切割定、转子绕组,分别在定、转子绕组内感应出对称定子电动势、、,转子绕组亦为三相时,转子电动势为、、。若转子绕组闭合,转子回路中有对称三相电流、、通过,于是在气息磁场和转子电流的相互作用下,产生了电磁转矩,转子顺磁场方向转动。当空载时,电动机转子的转速接近同步转速,这时可以认为旋转磁场不切割转子绕组,则,。由此可见,异步电动机空载运行时,建立气隙磁场的励磁磁动势就是定子上的三相基波合成磁动势,即。异步电动机空载运行电磁关系如下图所示。当异步电动机轴上带有机械负载后,转子的转速就会降低,即,这时气隙中以同步转速旋转的主磁场与转子之间的相对转速增大,于是在转子绕组中感应电动势及转子电流都增大了。此时,不能在认为及,而且也形成了磁动势。这个性质怎样?它与关系如何?(一)转子磁动势分析转子导条中的电动势空间分布波转子磁动势是一个旋转磁动势。因为无论是绕线形转子,还是鼠笼型转子,当转子通过对称多相电流时(此电流由多相对称感应电动势在转子闭合回路中产生),其转子磁动势也是一种旋转磁动势,且近似地按正弦规律分布,如右图所示,可用矢量表示。a笼形转子的磁动势转子磁动势b笼形转子的磁动势由于是一种旋转磁动势,则需确定其转速方向及转速。:若相序为A-B-C的异步电动机定子电流所产生的旋转磁场按逆时针方向旋转,因,则它在转子绕组中感应电动势的相序为a-b-c,转子电流的相序也是a-b-c。根据旋转磁场方向的规律,可确定转子电流所形成的旋转磁动势的旋转方向是按a-b-c的相序与定子磁动势相同。,定、转子转速方向一致,则定子旋转磁场以的相对转速切割转子绕组,如电动机的极对数为。则在转子绕组中感应的多相电动势和电流的频率为称为转差频率。转子磁动势相对于转子本身的转速为,且有:由于转子转速方向与一致,因此相对于静止的定子铁心的转速应为他相对于转子的转速加上转子本身的转速,即有:此时表明转子磁动势和定子磁动势的转速是相同的,均为即表明,与在空间上保持相对静止。(二)磁动势平衡由于转子磁动势与定子磁动势相对静止,我们就可以把与合成起来,得出合成磁动势。所以,异步电动机带负载时,在气隙内产生旋转磁场的是定、转子磁动势的合成磁动势,即而空载时负载或空载时气隙内主磁通都在定子绕组内感应产生电动势,和变压器中的电磁情况相似,这种一次绕组内感应电动势与电源电压只相差一个漏阻抗压降,异步机正常运行时,电源电压不变,可认为电动机从空载到负载过程中,定子绕组内的感应电动势的变化很小,即其值不变,这样可以断定主磁通,因此可以得出下列关系:,即此式表明,负载时异步电动机的定子磁动势包含两个分量,一个是产生气隙内主磁通的励磁磁动势,另一个()是抵消转子磁动势的作用。以上说明了定、转子磁动势之间存在着一种平衡情况,我们还需说明它们与各自电流的关系。因为异步电动机的旋转磁动势及磁场都可以用一种以同步角速度旋转的矢量表示,而与这些磁动势对应的电流又都可以用数值上等于同步角速度的角速度旋转的相量表示,所以要分析这些电磁量之间关系最简单而有效的工具就是相量—矢量图。将矢量间的关系表明在矢量图,相量间的关系表明在相量图中。在前一个章节中,我们知道旋转磁动势与对应电流有一定的时间与空间关系,即当某一相的电流达到最大值时,三相基波合成磁动势的幅值正好在这一相绕组的轴线上。我们用相矢图来表明这种关系,如右图所示。A相轴线时间参考轴A相轴线时间参考轴在矢量图中,定子磁动势就可表明在A相绕组的轴线上。这时在相量图中,定子A相电流与时间参考轴重合。由于矢量和相量各自在其几何图形中以相同的角速度旋转,那么在任何瞬时,他们转过相等的电角度。因此为了分析问题的方便,将时间参考轴放在A相绕组的的轴线上使相量图与矢量图合并在一起,则与始终重合。这样做不仅直接表明了与在时间上的关系,而且可以找出与的关系。所以交流电机分析时,利用时空矢量图只需对一相进行分析即可,其余相的情况根据对称原则可以得出来。以后在相矢图中总是分析A相的电量,而旋转磁动势却为各对称相磁动势的合成