1、第五章第五章 異步電機(jī)（二）異步電機(jī)（二）三相異步電動機(jī)運(yùn)行原理及單相異步電動機(jī)三相異步電動機(jī)運(yùn)行原理及單相異步電動機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 三相異步電動機(jī)運(yùn)行時的電磁過程三相異步電動機(jī)運(yùn)行時的電磁過程一、一、異步電動機(jī)負(fù)載時的物理情況異步電動機(jī)負(fù)載時的物理情況 當(dāng)三相異步電動機(jī)的定子繞組接到對稱三相電源時，定子繞組中當(dāng)三相異步電動機(jī)的定子繞組接到對稱三相電源時，定子繞組中就通過三相交流電流。若不計諧波和齒槽影響，這個對稱三相交流就通過三相交流電流。若不計諧波和齒槽影響，這個對稱三相交流電流將在氣隙內(nèi)形成按正弦規(guī)律分布、并且以同步轉(zhuǎn)速電流將在氣隙內(nèi)形成按正弦規(guī)律分布、并且以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)的旋旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)

2、磁動勢轉(zhuǎn)磁動勢F1，由旋轉(zhuǎn)磁動勢，由旋轉(zhuǎn)磁動勢F1建立旋轉(zhuǎn)的氣隙主磁場建立旋轉(zhuǎn)的氣隙主磁場Bm。 這個旋轉(zhuǎn)磁場切割定子、轉(zhuǎn)子繞組，分別在定子、轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感這個旋轉(zhuǎn)磁場切割定子、轉(zhuǎn)子繞組，分別在定子、轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)出定子電動勢和轉(zhuǎn)子電動勢。在轉(zhuǎn)子電動勢作用下轉(zhuǎn)子回路中有應(yīng)出定子電動勢和轉(zhuǎn)子電動勢。在轉(zhuǎn)子電動勢作用下轉(zhuǎn)子回路中有對稱三相電流流過。于是，在氣隙磁場和轉(zhuǎn)子電流的相互作用下，對稱三相電流流過。于是，在氣隙磁場和轉(zhuǎn)子電流的相互作用下，產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動。CBAIII111感應(yīng)電機(jī)中旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動機(jī)的空載磁動勢和磁場B

3、mA CB Y Z nF1n0CBAEEE111cbaEEE222cbaIII222感應(yīng)電動機(jī)的空載磁動勢和磁場BmA CB Y Z nF10n00s0nn 00nn02sE02I10FFmoFmo空載的情況下：空載的情況下：nn0, I200s0nn 02sE02I10FFmo 當(dāng)電機(jī)帶有機(jī)械負(fù)載后：當(dāng)電機(jī)帶有機(jī)械負(fù)載后：nn0, I2增大。增大。 不論轉(zhuǎn)子是不論轉(zhuǎn)子是繞線型繞線型還是還是籠型籠型，轉(zhuǎn)子磁動勢轉(zhuǎn)子磁動勢F2都是一種旋轉(zhuǎn)磁動都是一種旋轉(zhuǎn)磁動勢。勢。籠型轉(zhuǎn)子的磁動勢（一）（一）轉(zhuǎn)子磁動勢分析轉(zhuǎn)子磁動勢分析 如果相序?yàn)槿绻嘈驗(yàn)锳-B-C的異步電動機(jī)定子電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的異步電

4、動機(jī)定子電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，因?yàn)榘茨鏁r針方向旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閚n0，則轉(zhuǎn)子電流相序?yàn)?，則轉(zhuǎn)子電流相序?yàn)閍-b-c 。則轉(zhuǎn)子。則轉(zhuǎn)子磁動勢磁動勢F2的旋轉(zhuǎn)方向也按照相序的旋轉(zhuǎn)方向也按照相序a-b-c，即：按逆時針方向。，即：按逆時針方向。1、轉(zhuǎn)子磁動勢、轉(zhuǎn)子磁動勢F2的旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)方向A-B-Ca-b-c2、F2轉(zhuǎn)速的大小轉(zhuǎn)速的大小 轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢和電流的頻率為轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢和電流的頻率為1000026060)(sfnnnpnnnpf轉(zhuǎn)子電流形成的轉(zhuǎn)子電流形成的轉(zhuǎn)子磁動勢轉(zhuǎn)子磁動勢F2的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向與方向與F1的旋轉(zhuǎn)方向相同，它相對于的旋轉(zhuǎn)方向相同，它相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速

5、為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n，而相對于定子的轉(zhuǎn)，而相對于定子的轉(zhuǎn)速為速為pfn260nn 0pfn106000nnnsspf160f2為轉(zhuǎn)差頻率為轉(zhuǎn)差頻率n+n=n0nnn0（二）（二）磁動勢平衡磁動勢平衡轉(zhuǎn)子磁動勢轉(zhuǎn)子磁動勢F2與定子磁動勢與定子磁動勢F1相對靜止，得到合成磁動勢相對靜止，得到合成磁動勢F1+F2負(fù)載時負(fù)載時)(21mmmBFFF空載時空載時)(00010mmmBFF電動機(jī)從空載到負(fù)載，定子繞組的感應(yīng)電動勢的變化很小，差不電動機(jī)從空載到負(fù)載，定子繞組的感應(yīng)電動勢的變化很小，差不多和電源電壓相平衡。所以，可以近似認(rèn)為多和電源電壓相平衡。所以，可以近似認(rèn)為0mm1111ZIEUN10101Z

6、IEUN于是于是mmmFFFF021)(21FFFm負(fù)載時負(fù)載時)(21mmmBFFF空載時空載時)(00010mmmBFF0mm兩極異步電動機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子繞組示意圖負(fù)載時定子、轉(zhuǎn)子磁動勢和電流的相矢圖轉(zhuǎn)子電動勢波轉(zhuǎn)子電動勢波氣隙磁場氣隙磁場Bm轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子12iF22ienTe轉(zhuǎn)子磁動勢波轉(zhuǎn)子磁動勢波F2氣隙磁場氣隙磁場Bm轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子nTe轉(zhuǎn)子磁動勢與氣隙磁場在空間的相對位置轉(zhuǎn)子磁動勢與氣隙磁場在空間的相對位置（二）（二）磁動勢平衡磁動勢平衡轉(zhuǎn)子磁動勢轉(zhuǎn)子磁動勢F2與定子磁動勢與定子磁動勢F1相對靜止，得到合成磁動勢相對靜止，得到合成磁動勢F1+F2負(fù)載時負(fù)載時)(21mmmBFFF空載時空載時)

7、(00010mmmBFF（三）（三）電磁關(guān)系電磁關(guān)系有效值有效值mWkNfE111144. 4mWskNfE222244. 4相量表達(dá)式相量表達(dá)式mWkNfjE111144.4skNfjkNfjEmWmWs221222244. 444. 4定、轉(zhuǎn)子的漏磁通在各自繞組中感應(yīng)產(chǎn)生漏電動勢定、轉(zhuǎn)子的漏磁通在各自繞組中感應(yīng)產(chǎn)生漏電動勢1111144. 4WkNfjEskNfjkNfjEsWsWs22212222244. 444. 4異步電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系二、基本方程式二、基本方程式（一）（一）磁動勢平衡方程式磁動勢平衡方程式mFFF21222221111111129 . 029 . 029

8、. 0IpkNmFIpkNmFIpkNmFWmWmW式中式中m1、m2為定子、轉(zhuǎn)子的相數(shù)；為定子、轉(zhuǎn)子的相數(shù)；Im為對應(yīng)于勵磁磁動勢的勵磁為對應(yīng)于勵磁磁動勢的勵磁電流。電流。mWWWIpkNmIpkNmIpkNm1112222111129 . 029 . 029 . 0mWWWIpkNmIpkNmIpkNm1112222111129 . 029 . 029 . 022222111229 . 029 . 0IpkNmIpkNmFWW)(21IIIm勵磁電流負(fù)載電流令令221IkIi則則mIII21222111WWikNmkNmk 異步電動機(jī)的電流比異步電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系（二）（二）電動

9、勢平衡方程式電動勢平衡方程式)()()()(222211111RrIEErIEEUssR為轉(zhuǎn)子電阻的外加電阻為轉(zhuǎn)子電阻的外加電阻)(1mmmmmjxrIZIE Zm為表征鐵心磁化特性和鐵耗的一個綜合參數(shù)，稱為勵磁阻抗；為表征鐵心磁化特性和鐵耗的一個綜合參數(shù)，稱為勵磁阻抗；xm稱為勵磁電抗；稱為勵磁電抗；rm為反映鐵耗的勵磁電阻。為反映鐵耗的勵磁電阻。111xI jE定子漏電抗ssxI jE222轉(zhuǎn)子漏電抗skNfkNfEsWsWs22212222244. 444. 4因此因此sxxs22sEEs2212sff 1, 0ns當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，sWsWkNfkNfE22212222244. 444.

10、4sEEs22sxsLfLfxs22122222旋轉(zhuǎn)時異步電動機(jī)的電路異步電動機(jī)負(fù)載時的基本方程式列出如下異步電動機(jī)負(fù)載時的基本方程式列出如下111111111ZIExI jrIEUsxI jRrIsEEs222222)(mmmmmZIjxrIE)(1miIIkI2111f1R 1X2Rn1U1I1E I2s 2sX2f2sE感應(yīng)電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子耦合感應(yīng)電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子耦合電路圖電路圖)(21IIIm勵磁電流負(fù)載電流令令221IkIi則則mIII21222111WWikNmkNmk 異步電動機(jī)的電流比第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖三相異步電動機(jī)的等效電路及相量圖1111221122

11、1112212144. 444. 4EkEkNkNkNkNkNfjkNfjEeWWWWmWmW2211WWekNkNk 為電動勢比為電動勢比一、一、異步電動機(jī)的等效電路異步電動機(jī)的等效電路（一）（一）頻率歸算頻率歸算頻率歸算頻率歸算 保持整個電磁系統(tǒng)的電磁性能不變，把一保持整個電磁系統(tǒng)的電磁性能不變，把一種頻率的參數(shù)和物理量換算成另一種頻率的參數(shù)和物理量。種頻率的參數(shù)和物理量換算成另一種頻率的參數(shù)和物理量。在這里，就是用一個具有定子頻率而等效于轉(zhuǎn)子的電路去在這里，就是用一個具有定子頻率而等效于轉(zhuǎn)子的電路去代換實(shí)際轉(zhuǎn)子電路。代換實(shí)際轉(zhuǎn)子電路。所謂所謂“等效等效”是指：是指：1）進(jìn)行代換后，轉(zhuǎn)子電

12、路對定子電路的電磁效應(yīng)不變。）進(jìn)行代換后，轉(zhuǎn)子電路對定子電路的電磁效應(yīng)不變。2）等效的轉(zhuǎn)子電路的電磁性能（有功功率、無功功率、）等效的轉(zhuǎn)子電路的電磁性能（有功功率、無功功率、銅耗等）必須和實(shí)際轉(zhuǎn)子電路一樣。銅耗等）必須和實(shí)際轉(zhuǎn)子電路一樣。若若R=0sjxrsEI222212sff 12. 1, 0nffs當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，異步電動機(jī)負(fù)載時的基本方程式列出如下異步電動機(jī)負(fù)載時的基本方程式列出如下111111111ZIExI jrIEUsxI jRrIsEEs222222)(mmmmmZIjxrIE)(1miIIkI2112222/jxsrEI 而靜止轉(zhuǎn)子電路中電流而靜止轉(zhuǎn)子電路中電流22222222

13、2222)()/(IsxrsExsrEI 頻率歸算后的定、轉(zhuǎn)子電路22222/rsxarctgsrxarctg 在附加電阻在附加電阻 上產(chǎn)生的功耗，實(shí)質(zhì)上表征了異步電動機(jī)的上產(chǎn)生的功耗，實(shí)質(zhì)上表征了異步電動機(jī)的機(jī)械功率機(jī)械功率 21rsssjxrsEI22222222/jxsrEI 2221Irss2221rssrsr頻率歸算后感應(yīng)電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子頻率歸算后感應(yīng)電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖電路圖1f1fR1X10 n1U1I1E2ImN kw111,m ,N kw2221sRs2X22ER2（二）（二）繞組歸算繞組歸算222111WWikNmkNmk 2222211129.029.0IpkNmIpk

14、NmWW由轉(zhuǎn)子磁動勢不變由轉(zhuǎn)子磁動勢不變221IkIi由轉(zhuǎn)子總的視在功率不變由轉(zhuǎn)子總的視在功率不變222221IEmIEm122EEkEe2211WWekNkNk 式中式中由轉(zhuǎn)子銅耗和漏磁通儲能不變由轉(zhuǎn)子銅耗和漏磁通儲能不變22222221rImrIm22rkkrie222222212121LImLIm22LkkLie22xkkxie1R 1X2R 0 n1U1I1E21EE2I111,kwNm111,kwNm21Rss 2X頻率和繞組歸算后感應(yīng)電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖頻率和繞組歸算后感應(yīng)電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子電路圖（三）（三）異步電動機(jī)異步電動機(jī) 的等效電路的等效電路經(jīng)過歸算后，定子、轉(zhuǎn)子的電動勢方

15、程式經(jīng)過歸算后，定子、轉(zhuǎn)子的電動勢方程式11111111)(ZIEjxrIEU22222222221)(1ZIssrIx jrIssrIE 21EE磁動勢方程式磁動勢方程式mIII21勵磁支路的電動勢方程式勵磁支路的電動勢方程式mmZIE11R 1X 2X 2R Rm1I2I21Rss 1UmIXm12EE感應(yīng)電動機(jī)的感應(yīng)電動機(jī)的T形等效形等效電路電路幾種異步電動機(jī)的典型運(yùn)行情況幾種異步電動機(jī)的典型運(yùn)行情況1、空載運(yùn)行、空載運(yùn)行0s21rss2、額度負(fù)載下運(yùn)行、額度負(fù)載下運(yùn)行05. 0Ns轉(zhuǎn)子電路基本上是電阻性的，功率因數(shù)較高。轉(zhuǎn)子電路基本上是電阻性的，功率因數(shù)較高。3、起動時的情況、起動時的

16、情況0n1s012rss附加電阻為零，起動電流很大，功率因數(shù)較低。附加電阻為零，起動電流很大，功率因數(shù)較低。功率因數(shù)較功率因數(shù)較低低幾種異步電動機(jī)的典型運(yùn)行情況幾種異步電動機(jī)的典型運(yùn)行情況4、異步發(fā)電運(yùn)行、異步發(fā)電運(yùn)行 nn00s轉(zhuǎn)差率為負(fù)，附加電阻也為負(fù)值。表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入（而不是輸轉(zhuǎn)差率為負(fù)，附加電阻也為負(fù)值。表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入（而不是輸出）機(jī)械功率。出）機(jī)械功率。5、電磁制動狀態(tài)運(yùn)行、電磁制動狀態(tài)運(yùn)行1s ，附加電阻為負(fù)值，表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入（而不是輸出），附加電阻為負(fù)值，表示從轉(zhuǎn)子軸上輸入（而不是輸出）機(jī)械功率。機(jī)械功率。（四）（四）等效電路的簡化等效電路的簡化異步電機(jī)近似等效電路二

17、、異步電動機(jī)的相量圖二、異步電動機(jī)的相量圖異步電動機(jī)的相量圖11111111)(ZIEjxrIEU22222222221)(1ZIssrIx jrIssrIE 21EEmIII21mmZIE1異步電動機(jī)近似等效電路的相量圖例例5-15-1一臺一臺2對極的三相異步電動機(jī)，有對極的三相異步電動機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：關(guān)數(shù)據(jù)如下：kWPN10VUN380min/1452rnN相/33. 11r相/43. 21x相/12. 12 r相/4 . 42 x相/7mr相/90mx定子繞組為三角形接法，試求額定負(fù)載時的定子定子繞組為三角形接法，試求額定負(fù)載時的定子電流、轉(zhuǎn)子電流、勵磁電流、功率因數(shù)、輸入功電流、轉(zhuǎn)子

18、電流、勵磁電流、功率因數(shù)、輸入功率和效率。率和效率。解解15001452150000nnnsN35032. 012. 12sr（1）用）用T形等效電路計算形等效電路計算15. 74 .35)4 . 435(22jx jsr54.854 .90)907(jjxrZmmm)89.136 .27(54.854 .9015. 74 .3554.854 .9015. 74 .35)/()/(2222jZx jsrZx jsrmm43.2923.33)/()/(22221mmZx jsrZx jsrZ設(shè)設(shè) ，定子電流，定子電流VU03801AAZx jsrZx jsrZUImm43.2942.1143.2

19、923.330380)/()/(2222111定子線電流有效值定子線電流有效值A(chǔ)A8 .1942.113定子功率因數(shù)定子功率因數(shù))(87. 043.29coscos1滯后定子輸入功率定子輸入功率WWIUP1132687. 042.113803cos31111AAZx jsrZIImm97. 95 .1034 .9042.11)/(2212轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流 和勵磁電流和勵磁電流2ImIAAZx jsrx jsrIImm91. 35 .1034 .3542.11)/(/22221效率效率%26.88%100113301000012PP（2）用近似等效電路計算）用近似等效電路計算負(fù)載支路阻抗負(fù)載支路

20、阻抗6 .101 .37)83. 643.36()4 . 41 .3543. 233. 1 (/221jjjx jsrZ勵磁支路阻抗勵磁支路阻抗54.854 .90)907(jjxrZmmm轉(zhuǎn)子電流（即負(fù)載電流）轉(zhuǎn)子電流（即負(fù)載電流）6 .1024.106 .101 .370380/22112 Ax jsrZUI勵磁電流勵磁電流AAZUImm54.852 . 454.854 .9003801定子電流定子電流AAjIIIm1 .2945.12)065. 6396.10(21 定子線電流有效值定子線電流有效值A(chǔ)A6 .2145.123定子功率因數(shù)定子功率因數(shù))(874. 01 .29coscos1

21、滯后定子輸入功率定子輸入功率WWIUP12405874. 045.123803cos31111效率效率%6 .80%100124001000012PP第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩一、功率轉(zhuǎn)換過程一、功率轉(zhuǎn)換過程功率關(guān)系能量轉(zhuǎn)換關(guān)系二、功率方程式二、功率方程式emFeCuPppP1111111cosIUmP 12111rImpCummFerImp21srImIEmPem/cos22212221式中，式中，U1定子相電壓；定子相電壓；I1 定子相電流；定子相電流； 定子功率因數(shù)角；定子功率因數(shù)角； 轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角；轉(zhuǎn)子功率因數(shù)角；12mecCuemPpP22)

22、(PppPmecmec22212rImpCuemCusPp2總機(jī)械功率總機(jī)械功率emCuemmecPssrImsrImsrImpPP)1 ()1 (2221222122212srImIEmPem/cos22212221三、轉(zhuǎn)矩方程式三、轉(zhuǎn)矩方程式022TTTTTTmecem0emmecemPPT式中式中 電動機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩；電動機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩； 機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩；機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩； 附加損耗轉(zhuǎn)矩；附加損耗轉(zhuǎn)矩； 空載轉(zhuǎn)矩；空載轉(zhuǎn)矩； 電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩。2TmecTT0TemTemememmecPPnnPsP00)1 (ppPPmecmec2mecCuemPpP2TTTTmecMEC2四、電磁轉(zhuǎn)矩

23、公式四、電磁轉(zhuǎn)矩公式22211222100cos21IEmfpsrImPTemem22122111coscos2ICIkNpmTmTmWem21111WTkNpmC轉(zhuǎn)矩常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)mWkNfE11122例例5-2 根據(jù)根據(jù)例例5-1中的數(shù)據(jù)，還知道電動機(jī)的機(jī)械損耗中的數(shù)據(jù)，還知道電動機(jī)的機(jī)械損耗 ，額定負(fù)載時的附加損耗，額定負(fù)載時的附加損耗 ，試計算各種功率和轉(zhuǎn)矩。，試計算各種功率和轉(zhuǎn)矩。Wpmec100Wp50WWrIpmmFe321791. 33322WWrIpCu33512. 198. 93322222WWrIpCu52033. 142.113321211解解定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、及定子鐵耗

24、定子和轉(zhuǎn)子的銅耗、及定子鐵耗例例5-15-1一臺一臺2對極的三相異步電動機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：對極的三相異步電動機(jī)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：kWPN10VUN380min/1452 rnN相/33.11r相/43.21x相/7mr相/90mx相/4 . 42 x相/12. 12 r總機(jī)械功率總機(jī)械功率WWppPPmecmec10150)5010010000(2電磁功率電磁功率WWpPPCumecem10485)33510150(2負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩mNmNPT79.651521000022空載制動轉(zhuǎn)矩空載制動轉(zhuǎn)矩mNmNppTmec99. 01521500電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩mNmNTTTem78.66)

25、99. 079.65(02或者或者mNmNPTemem78.66157104850mNmNPTmecem78.6615210150sradsradn/157/601500260200sradsradn/152/6014522602同步角速度同步角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動機(jī)的工作特性及其測取方法三相異步電動機(jī)的工作特性及其測取方法一、工作特性的分析一、工作特性的分析1、轉(zhuǎn)速特性、轉(zhuǎn)速特性)(2Pfn 2、定子電流特性、定子電流特性)(21PfI 2222222222222000coscos1ErIIEmrImpPnnnnnsemcu)(21IIIm3、功率因數(shù)特

26、性、功率因數(shù)特性)(cos21Pf4、電磁轉(zhuǎn)矩特性、電磁轉(zhuǎn)矩特性)(2PfTem/2020PTTTTem5、效率特性、效率特性)(2PfpppppPPmecCuFeCu2122222rsxarctg二、工作特性的求取二、工作特性的求取工作特性的求取工作特性的求取 可以用直接負(fù)載法，通過做實(shí)驗(yàn)求取；也可以可以用直接負(fù)載法，通過做實(shí)驗(yàn)求?。灰部梢岳玫刃щ娐愤M(jìn)行計算。利用等效電路進(jìn)行計算。p151第五節(jié)第五節(jié) 三相異步電動機(jī)參數(shù)的測定三相異步電動機(jī)參數(shù)的測定一、空載試驗(yàn)與勵磁參數(shù)的確定一、空載試驗(yàn)與勵磁參數(shù)的確定1、空載試驗(yàn)、空載試驗(yàn)異步電動機(jī)在額定電壓、額定頻異步電動機(jī)在額定電壓、額定頻率下，軸

27、上不帶任何負(fù)載運(yùn)行。率下，軸上不帶任何負(fù)載運(yùn)行。 試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康? : 確定電動機(jī)的勵磁確定電動機(jī)的勵磁參數(shù)參數(shù)、鐵耗和機(jī)械損耗。鐵耗和機(jī)械損耗。 空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn): 試驗(yàn)過程試驗(yàn)過程: :轉(zhuǎn)軸上不加任何負(fù)載，即電動機(jī)處于空載運(yùn)行，轉(zhuǎn)軸上不加任何負(fù)載，即電動機(jī)處于空載運(yùn)行，把定子繞組接到頻率為額定的三相對稱電源上，當(dāng)電源電把定子繞組接到頻率為額定的三相對稱電源上，當(dāng)電源電壓為額定值時，讓電動機(jī)運(yùn)行一段時間，使其機(jī)械損耗達(dá)壓為額定值時，讓電動機(jī)運(yùn)行一段時間，使其機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定值。用調(diào)壓器改變加在電動機(jī)定于繞組上的電壓，到穩(wěn)定值。用調(diào)壓器改變加在電動機(jī)定于繞組上的電壓，使其從（使其從（1.11

28、.11.31.3） 開始，逐漸降低電壓開始，逐漸降低電壓 , ,直到電動直到電動機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯的變化為止。記錄電動機(jī)的機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生明顯的變化為止。記錄電動機(jī)的端電壓、空端電壓、空載電流、空載功率載電流、空載功率P P。和轉(zhuǎn)速。和轉(zhuǎn)速n n，并畫成曲線。如圖所示，并畫成曲線。如圖所示，即異步電動機(jī)的空載特性。即異步電動機(jī)的空載特性。NU2、勵磁參數(shù)與鐵耗及機(jī)械損耗的確定、勵磁參數(shù)與鐵耗及機(jī)械損耗的確定1)機(jī)械損耗和鐵耗的分離機(jī)械損耗和鐵耗的分離)(21UfppmecFemecFepprImp121110mecFepprImp121110 由于異步電動機(jī)處于空載狀態(tài)，轉(zhuǎn)子電流很小，轉(zhuǎn)子里由于異步

29、電動機(jī)處于空載狀態(tài)，轉(zhuǎn)子電流很小，轉(zhuǎn)子里的銅損耗可忽略不計。所以這個時候的空載損耗全部消耗的銅損耗可忽略不計。所以這個時候的空載損耗全部消耗在定子銅耗在定子銅耗,鐵耗鐵耗,機(jī)械損耗中機(jī)械損耗中2)勵磁參數(shù)的確定勵磁參數(shù)的確定空載時異步電動機(jī)的等效電路210rsss10101IUZZZm2110ImpRFem20200RZX10XXXm 短路試驗(yàn)又叫堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，即短路試驗(yàn)又叫堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，即把繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)于繞組短把繞線式異步電機(jī)的轉(zhuǎn)于繞組短路，并把轉(zhuǎn)子卡住，不使其旋轉(zhuǎn)，路，并把轉(zhuǎn)子卡住，不使其旋轉(zhuǎn)，鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子本身已短路。鼠籠式電機(jī)轉(zhuǎn)子本身已短路。 驗(yàn)過程驗(yàn)過程: :從從 開始開始, ,然后逐

30、漸降低電壓。然后逐漸降低電壓。 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程: :記錄定子繞組加的記錄定子繞組加的端電壓、定子電流端電壓、定子電流 和定子輸和定子輸入功率入功率 。試驗(yàn)時，還應(yīng)量。試驗(yàn)時，還應(yīng)量測定子繞組每相電阻測定子繞組每相電阻 的大小。的大小。根據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，畫出異步電動根據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，畫出異步電動機(jī)的短路特性機(jī)的短路特性 、 , ,如圖所示。如圖所示。 NUU4 . 01sI1sP11r)(11UfIs)(11UfPs二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及堵轉(zhuǎn)時參數(shù)的確定二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及堵轉(zhuǎn)時參數(shù)的確定1UssPI11, 因電壓低鐵損耗可忽略，為了簡單起見，可因電壓低鐵損耗可忽略，為了簡單起見，可認(rèn)為認(rèn)為 由于試驗(yàn)時，轉(zhuǎn)速由

31、于試驗(yàn)時，轉(zhuǎn)速n n0 0，機(jī)械，機(jī)械損耗損耗 , ,定子全部的輸入功率定子全部的輸入功率 都損耗都損耗在定、轉(zhuǎn)子的電阻上，即在定、轉(zhuǎn)子的電阻上，即 2zzm0mI0mecpsP1222112111)(rImrImPs由于由于s112III)(212111rrImPss所以所以二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及堵轉(zhuǎn)時參數(shù)的確定二、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)及堵轉(zhuǎn)時參數(shù)的確定堵轉(zhuǎn)時異步電動機(jī)的等效電路)(212111rrImpssssIUZ112111sImprss22sssrZx212sxxx12rrrs12xxxs第六節(jié)第六節(jié) 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系srImPTemem2221001

32、電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方程式電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方程式22122112)(/xxsrrUI由近似等效電路得由近似等效電路得22122122101)(/)/(xxsrrsrUmTem臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率sm221212)(xxrrsm2212112101)(2xxrrUmTemM最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩memMemsTdsdT, 0 可求得令第六節(jié)第六節(jié) 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系通常通常r1x1+x2，所以，所以sm212xxrsm)(2210211xxUmTemM最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩第七節(jié)第七節(jié) 單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)單相供電一相斷開一、由單相電源供電的異步電動機(jī)的

33、運(yùn)行一、由單相電源供電的異步電動機(jī)的運(yùn)行單相單相異步電動機(jī)的工作原理異步電動機(jī)的工作原理結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：定子放單相繞組（其中通定子放單相繞組（其中通220V單相交流電）單相交流電） 轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子繞組繞組1it220V1i NS 當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時，根據(jù)右手螺旋定則當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場增加時，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉(zhuǎn)矩。，所以沒有起動轉(zhuǎn)矩。 轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動后，外力去除后仍按轉(zhuǎn)子借助其它力量轉(zhuǎn)動后，外力去除后仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動

34、。原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。其原理分析如下：其原理分析如下： 定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場（定子繞組產(chǎn)生的脈動磁場（ ），可用），可用正、反兩個正、反兩個旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：旋轉(zhuǎn)磁場合成而等效。即：- + -t m = + -= m/2脈動磁場的分解脈動磁場的分解 - + + - fftxFtxFtxFfcos21cos21coscos111102s121ssemTemT正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性正反向旋轉(zhuǎn)磁場的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩合成轉(zhuǎn)矩s起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩為零。為零。01s22s21s（正向）（正向）（反向）（反向）正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反反00nnnssnnnnnnns2)(2)(00000fftxFtxFt

35、xFfcos21cos21coscos1111單相異步電動機(jī)特性：單相異步電動機(jī)特性：1）電動機(jī)靜止時，合成轉(zhuǎn)矩為零，）電動機(jī)靜止時，合成轉(zhuǎn)矩為零，電動機(jī)無起動轉(zhuǎn)矩；電動機(jī)無起動轉(zhuǎn)矩；2）若外力拖動電動機(jī)正向或反向）若外力拖動電動機(jī)正向或反向轉(zhuǎn)動，撤去外力后，電動機(jī)將繼轉(zhuǎn)動，撤去外力后，電動機(jī)將繼續(xù)加速到接近同步轉(zhuǎn)速。續(xù)加速到接近同步轉(zhuǎn)速。橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場的矢量表示則每極脈振磁通為則每極脈振磁通為xtBBmsincos設(shè)脈振磁場按正弦發(fā)布設(shè)脈振磁場按正弦發(fā)布tlBmcos2式中，式中，為極距；為極距；l為定子鐵心長度。為定子鐵心長度。tlBNdtdNemdddsin2tlvBNBlvNemqqq

36、cos22txFfddcoscostxFfqqsinsintxFtxFfffqdcoscos2qdFFF2qdFFF二、單相異步電動機(jī)的主要類型和起二、單相異步電動機(jī)的主要類型和起動方法動方法分相式電動機(jī)的接線圖分相式電動機(jī)的定子示意圖分相式電動機(jī)的主繞組和輔助繞組空間上分相式電動機(jī)的主繞組和輔助繞組空間上相差相差90電角度，接在同一單相電源上。電角度，接在同一單相電源上。在輔助繞組中串入適當(dāng)?shù)碾娙?、電阻或電在輔助繞組中串入適當(dāng)?shù)碾娙荨㈦娮杌螂姼?，使兩個繞組電流的相位不同。這樣就感，使兩個繞組電流的相位不同。這樣就可以在電動機(jī)內(nèi)形成一種旋轉(zhuǎn)磁場，從而可以在電動機(jī)內(nèi)形成一種旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生起動

37、轉(zhuǎn)矩。產(chǎn)生起動轉(zhuǎn)矩。1、分相式電動機(jī)、分相式電動機(jī)1）、電阻分相電動機(jī)）、電阻分相電動機(jī)輔助繞組用細(xì)銅絲繞制。起動轉(zhuǎn)矩較輔助繞組用細(xì)銅絲繞制。起動轉(zhuǎn)矩較小，起動電流較大。小，起動電流較大。2）、電容分相電動機(jī)）、電容分相電動機(jī)如果電容選擇恰當(dāng)，電動機(jī)輔助繞組中的電流相位超前主繞組如果電容選擇恰當(dāng)，電動機(jī)輔助繞組中的電流相位超前主繞組電流相位電流相位90，從而起動轉(zhuǎn)矩較大，起動電流較小。，從而起動轉(zhuǎn)矩較大，起動電流較小。三相異步電動機(jī)作單相運(yùn)行的接線圖電容分相式起動電容分相式起動KDU1I2ICWSTW: 主繞組（工作繞組）主繞組（工作繞組）ST：啟動繞組：啟動繞組K：離心開關(guān)：離心開關(guān)AXAXWSTAXAXKDU1I2ICWSTU1I2I12接近接近90電容分相式單相異步電容分相式單相異步 電動機(jī)起動原理電動機(jī)起動原理1itt=t02iWSTAXAX NSWSTAXAXNS 磁場逆時針磁場逆時針方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)t=t0t=t11itt=t02i啟動時開關(guān)啟動時開關(guān)K閉合，使兩繞組電流相位差約閉合，使兩繞組電流相位差約為為90，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動正常以后離心開關(guān)被甩開，啟動繞組被轉(zhuǎn)動正常以后離心開關(guān)被甩開，啟動繞組被切斷，而電機(jī)仍按原方向繼續(xù)轉(zhuǎn)