第三章 三相异步电动机的机械特性、起动和制动

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1、第三章 三相异步电动机的机械特性、起动和制动回顾：转子转动时的异步电动机回顾：转子转动时的异步电动机运转时的接线图运转时的接线图转子转动时的电磁关系转子转动时的电磁关系 1111111111FkNieriiuwss2s1022222222s2srieFkNiisssw规定规定 当异步电动机定子绕组接三相对称电源当异步电动机定子绕组接三相对称电源且且转子绕组短路时，定、转子绕组中都有电流流转子绕组短路时，定、转子绕组中都有电流流过，在气隙中产生以同步转速过，在气隙中产生以同步转速n1旋转的合成磁旋转的合成磁场，而转子绕组电流与气隙旋转磁场会产生作场，而转子绕组电流与气隙旋转磁场会产生作用于转子的

2、电磁转矩，使电动机以异步转速用于转子的电磁转矩，使电动机以异步转速n旋转，拖动负载。为了与转子不转时的感应电旋转，拖动负载。为了与转子不转时的感应电势势2、电流、电流2和漏电抗和漏电抗x2相区别，转子转动时相区别，转子转动时的转子感应电势、电流和漏电抗分别用的转子感应电势、电流和漏电抗分别用2s、电流电流2s和漏电抗和漏电抗x2s表示。表示。1.转子各量与转差率的关系转子各量与转差率的关系转差率转差率是指气隙中旋转磁场的同步转速和转子转速是指气隙中旋转磁场的同步转速和转子转速之差与同步转速的比值，即为：之差与同步转速的比值，即为： 转差率是异步电动机的重要参数，当电动机作电动转差率是异步电动机

3、的重要参数，当电动机作电动运行时，运行时，0s1。11nnns分析分析 转子不转时，转子中的感应电势和转子电流频转子不转时，转子中的感应电势和转子电流频率是与定子电流频率相同；当转子转动时，转子转率是与定子电流频率相同；当转子转动时，转子转速为速为n，而气隙中旋转磁场的转速为，而气隙中旋转磁场的转速为n1，两者转向相，两者转向相同，转速差为同，转速差为n=n1-n，则旋转磁场是以，则旋转磁场是以n的相对的相对转速切割转子绕组。对于绕线式异步电动机，转子转速切割转子绕组。对于绕线式异步电动机，转子与定子有相同的相数和极对数，所以，在转子电路与定子有相同的相数和极对数，所以，在转子电路中产生的感应

4、电势频率为：中产生的感应电势频率为： 1111126060)(60fsnnnpnnnpnpf转子电势转子电势E2s 转子电路中的感应电势有效值为：转子电路中的感应电势有效值为： 电动机额定运行时，额定转差率一般在电动机额定运行时，额定转差率一般在sN=0.0150.06之间，所以转子转动时，转子之间，所以转子转动时，转子电流频率很低，感应电势也很小。电流频率很低，感应电势也很小。2221222244. 444. 4sEkNsfkNfEmwmws转子电抗转子电抗x2s转子转动时转子电抗为：转子转动时转子电抗为： 2212222222sxLsfLfLxs转子电流转子电流I2s 转子转动时转子电流为

5、：转子转动时转子电流为： 2222222jsxrEsjxrEIsss转子功率因数转子功率因数 转子转动时转子功率因数为：转子转动时转子功率因数为： 222222)(cossxrrs222rsxarctgs2.转子电流产生的磁势转子电流产生的磁势 转子转动时，转子电流转子转动时，转子电流2s产生的转子基波产生的转子基波旋转磁势旋转磁势F2的幅值为：的幅值为： 转子电流转子电流2s的频率为的频率为2，则转子基波旋转，则转子基波旋转磁势磁势F2相对于转子绕组转速为：相对于转子绕组转速为： 每极）（安匝/224222222swIpkNmFnnnsnpsfpfn111226060分析转子磁势分析转子磁势

6、F2对定子的转速对定子的转速 转子磁势转子磁势F2对定子的转速为：对定子的转速为： 定子电流产生的磁势定子电流产生的磁势F1对定子的转速为对定子的转速为n1，可见磁势，可见磁势F1、F2同速同方向、一前一后同速同方向、一前一后旋转，故可得合成磁势为：旋转，故可得合成磁势为： 12nnnnn021FFF分析分析： 在三相异步电动机转子以转速在三相异步电动机转子以转速n转动转动时，定、转子磁势关系仍未改变，只是每时，定、转子磁势关系仍未改变，只是每个磁势的大小和相位有所不同。这里所讨个磁势的大小和相位有所不同。这里所讨论的合成磁势论的合成磁势F0是异步电动机运行时的励是异步电动机运行时的励磁磁势，

7、与其对应的电流磁磁势，与其对应的电流I0是励磁电流，是励磁电流，对于一般异步电动机，励磁电流对于一般异步电动机，励磁电流I0约为额约为额定定子电流定定子电流I1N的（的（2050）%。问题问题 变压器励磁电流为额定电流的变压器励磁电流为额定电流的(0.55)%为什么？为什么？3.转子绕组频率的折算转子绕组频率的折算转子绕组频率折算的目的：转子绕组频率折算的目的： 把定、转子两个不同频率的电路转换成同把定、转子两个不同频率的电路转换成同一频率的电路。一频率的电路。 转子绕组频率的折算方法：转子绕组频率的折算方法： 用一等效的静止转子代替实际转动的转子用一等效的静止转子代替实际转动的转子原则原则：

8、 保持转子磁势保持转子磁势F2的大小不变（即的大小不变（即2s大小不大小不变）；变）；F2与与F1之间在空间相差的空间电角度不之间在空间相差的空间电角度不变（即变（即2s的相位不变），的相位不变），F2对对F1的影响不变。的影响不变。频率折算频率折算：式中式中2s、2s、x2s分别为异步电动机转动时转子分别为异步电动机转动时转子的每相电流、电势和漏阻抗，它们的频率为的每相电流、电势和漏阻抗，它们的频率为2；2、2、x2分别为异步电动机不转时的转子分别为异步电动机不转时的转子每相电流、电势和漏阻抗，它们的频率为每相电流、电势和漏阻抗，它们的频率为 1。转子回路的阻抗角为：转子回路的阻抗角为：22

9、222222222IjxsrEjsxrEsjxrEIsss22222222srxarctgrsxarctgrxarctgss说明：说明： 只要用只要用r2/s 代替代替r2 ，就可使转子电流的大，就可使转子电流的大小和相位保持不变，即转子磁势的大小和空间小和相位保持不变，即转子磁势的大小和空间相位保持不变，实现用静止电路代替实际旋转相位保持不变，实现用静止电路代替实际旋转的转子电路。电阻的转子电路。电阻r2/s 称为等效静止转子电阻，称为等效静止转子电阻，也可表示成：也可表示成： 式中式中 称为附加电阻。称为附加电阻。2221rssrsr21rss分析分析 频率折算后，转子回路电阻由两部分频率

10、折算后，转子回路电阻由两部分组成，第一部分组成，第一部分r2是转子绕组一相的实际是转子绕组一相的实际电阻，其上产生的损耗就是转子电路的铜电阻，其上产生的损耗就是转子电路的铜损损 ；第二部分是附加是附加电阻；第二部分是附加是附加电阻 ，其上产生的损耗，其上产生的损耗 是虚拟损是虚拟损耗，实际转子中并不存在但它却是表征实耗，实际转子中并不存在但它却是表征实际转动的转子的总机械功率。际转动的转子的总机械功率。2222rIm21rss22221rssIm频率折算后异步机的等值电路频率折算后异步机的等值电路 经频率折算后的异步电动机等值电路经频率折算后的异步电动机等值电路4.基本方程式、等值电路、相量图

11、基本方程式、等值电路、相量图(1)基本方程式（绕组折算、频率折算后）基本方程式（绕组折算、频率折算后）)()()()(22222120100111111111x jsrIEEEIIIzIjxrIEzIEjxrIEUmmm(2)等值电路等值电路 转子转动时异步电动机的转子转动时异步电动机的T形等值电路形等值电路讨论讨论1当异步电动机空载时：当异步电动机空载时： 等值电路中的转子回路相当于开路，转子电流为等值电路中的转子回路相当于开路，转子电流为 因此功率因数很低。因此功率因数很低。 2110rsssnn，0120III，讨论讨论2 当异步电动机额定运行时：当异步电动机额定运行时：这时的转子电流主