第五章感应电机.ppt

第五章感应电机
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本章主要研究定、转子间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的感应电机。感应电机一般都用作电动机，在少数场合下，亦有用作发电机的。本章先说明空载和负载时三相感应电动机内的磁动 n2=60f2/p=(60×)/2=75r/min　
(3) 转子磁动势在空间的转速
n2 + n = n2+ns(1-s)=1500r/min
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负载时转子磁动势的基波对气隙磁场的影响，称为转子反应。转子反应有两个作用：
使气隙磁场的大小和空间相位发生变化，从而引
起定子感应电动势和定子电流发生变化。
它与主磁场相互作用，产生所需要的电磁转矩，
以带动轴上的机械负载。
2. 转子反应
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磁动势平衡关系
转子磁动势F2与定子磁动势F1相对静止，得到合成磁动势F1+F2
负载时
空载时
电动机从空载到负载，定子绕组的感应电动势的变化很小，差不多和电源电压相平衡。所以，可以近似认为
于是
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式中m1、m2为定子、转子的相数；Im为对应于励磁磁动势的励磁电流。
励磁电流
负载电流
异步电动机的电流比

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转子频率为f2时的转子漏抗
转子静止时的转子漏抗
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三相感应电动机的电压方程和等效电路
一、电压方程
旋转时异步电动机的电路
异步电动机负载时的基本方程式列出如下
定子电压平衡方程：
电动势方程：
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转子电压平衡方程：
磁动势平衡方程：
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定子
转子
定子绕
组内
转子绕
组内
旋转时异步电动机的电路
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二、等效电路
1. 频率归算
异步电机中，由于转子是旋转的，随着转速不同，转子电动势的频率是不同的，这为问题的分析带来了麻烦，因此需要将不同的转速变换到一个特定的转速下研究问题。
频率归算—— 保持整个电磁系统的电磁性能不变，把一种频率的参数和物理量换算成另一种频率的参数和物理量。在这里，就是用一个具有定子频率而等效于转子的电路去代换实际转子电路。
所谓“等效”是指：
1）进行代换后，转子电路对定子电路的电磁效应不变。
2）等效的转子电路的电磁性能（有功功率、无功功率、铜耗等）必须和实际转子电路一样。
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静止转子电路中电流
下面考虑两种转子电路
（1）静止；（2）以转差率s旋转的转子；
以转差率s旋转的转子
从旋转磁动势幅值的计算公式中可以看出，若保持两者电流幅值相等，则可以使两者产生的旋转磁动势幅值为相等。
x2指50Hz下的电抗值。
若将转子改为静止以后，同时修改转子电阻和电抗值，则可以保证转子转子电流幅值不变。
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转子真实电阻为r2，但在等效静止转子中电阻为r2 /s，出现了一个附加电阻。
变压器模型
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2 绕组归算
经过频率归算以后，异步电机变成了变压器模型。后面的处理过程与变压器的处理过程完全一致，只是需要注意要在转子产生的磁场中要考虑三相的合成磁场。
用一个假想的转子绕组替代真实的转子绕组，它与定子绕组具有相同的参数。
假想转子绕组和真实绕组需要产生同样的旋转磁动势。
假想绕组流过假想电流所产生的磁动势。
真实转子绕组流过真实转子绕组所产生的磁动势。
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电压比
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由转子铜耗和漏磁通储能不变
转子铜耗不变
由漏磁通储能不变
计算出参数归算关系为
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3 异步电动机的等效电路
经过归算，感应电动机的电压方程和磁动势方程成为
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几种异步电动机的典型运行情况
1、空载运行
2、额度负载下运行
转子电路基本上是电阻性的，功率因数较高。
3、起动时的情况
附加电阻为零，起动电流很大，功率因数较低。
4、异步发电运行
转差率为负，附加电阻也为负值。表示从转子轴上输入（而不是输出）机械功率。
5、电磁制动状态运行
附加电阻为负值，表示从转子轴上输入（而不是输出）机械功率。
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4 等效电路的简化
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定子绕组为三角形接法，试求额定