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文檔簡介
1、轉子靜止時與旋轉時的轉子靜止時與旋轉時的異步電機異步電機 轉子靜止時的異步電機 轉子旋轉時的異步電機 轉子繞組折算與等效電路2轉子靜止時的異步電動機轉子靜止時的異步電動機一、定轉子基波磁動勢空間相對靜止一、定轉子基波磁動勢空間相對靜止 將異步電動機轉軸卡住,轉子繞組短路,在定子方施加三相對稱電壓,此時稱其為轉子靜止時的異步電機。3一、定轉子基波磁動勢空間相對靜止一、定轉子基波磁動勢空間相對靜止u定子三相對稱繞組中,流過頻率為f1的三相對稱電流I1,產生圓形旋轉基波磁動勢F1,相對于定子繞組的轉速為同步轉速n1,n160f1/p,轉向為從超前電流相繞組軸線轉向滯后電流相繞組軸線。u定子旋轉磁場切
2、割轉子繞組,產生頻率為f2( f2 pn1 /60= f1 )的三相對稱感應電動勢在閉合的轉子繞組中產生三相對稱電流I2產生圓形旋轉基波磁動勢F2,相對于轉子繞組的轉速為n2,n260f2/pn1,轉向為從超前電流相繞組軸線轉向滯后電流相繞組軸線,即與定子旋轉磁動勢F1同轉向。 F2與F1同轉速、同轉向,故空間保持相對靜止:n2 n1 4u實際電機氣隙中的旋轉磁場是由F2與F1共同建立的。F2與F1可以空間矢量合成為一等效勵磁的磁動勢Fm。即 Bm m二、電磁關系二、電磁關系U1.I1.F1I2.F2FmBm.mE1.E2.N1N2.1E.1.2E.2+I1R1.+I2R2.12mFFF5三、
3、電壓、磁動勢平衡方程式三、電壓、磁動勢平衡方程式1111ZIEU2222jXRIE1. 電壓平衡方程式與電動勢變比6 R1、R2和X1、X2分別為定、轉子繞組的電阻和漏電抗。Zm=Rm+jXm為勵磁阻抗,Rm為勵磁電阻,它是一個代表鐵耗的等效電阻;Xm為勵磁電抗,它反映了主磁通在電路中的作用。 主磁通在定、轉子繞組的感應電動勢 定、轉子繞組電動勢之比稱為電動勢變比kem11144. 4kfNjENm22244. 4kfNjEN.11112222NeeNN kEkEk EEN k, 1. 電壓平衡方程式與電動勢變比7 由于定、轉子磁動勢由于定、轉子磁動勢F F1 1與與F F2 2空間保持相對靜
4、止,故空間保持相對靜止,故可以合成為一等效的勵磁磁動勢:可以合成為一等效的勵磁磁動勢:1201N12N21N112112021010i111222222LNiNFFFN kN kN kmmmIIIpppIIIIIkm N kkm N k , 其中稱為異步電機的電流變比2. 磁動勢平衡方程式與電流變比80222N2221N111IpkNmIpkNmLI I1L1L稱為定子電流的負載分量。在負載運行時,異步電稱為定子電流的負載分量。在負載運行時,異步電動機定子電流動機定子電流I I1 1分成分成I I0 0和和I I1L1L兩個分量:兩個分量:I I0 0是勵磁電流用于是勵磁電流用于建立電機鐵心中
5、的主磁通建立電機鐵心中的主磁通m m,I I1L1L是負載分量用于建立磁是負載分量用于建立磁動勢動勢F F1L1L去抵消二次側磁勢去抵消二次側磁勢F F2 2。2. 磁動勢平衡方程式與電流變比93. 轉子靜止時的基本方程式組11011101(j)UEIRXEI Z 定子側:轉子側:222222(j)UIRXI Z定轉子關聯(lián)方程:.12.11m/eiEk EII kI定子主電動勢方程:.1mmmmmjEI ZZRX5個方程式,5個未知量:.1121mEIEII模型完備,可以定解、 、101. 折算到定子方的方程式組為 111122220121210mUEI ZEIRjXIIIEEEI Z 四、繞
6、組折算和等效電路四、繞組折算和等效電路 112. 等效電路 經折算后,同變壓器類似,可得異步電動機在轉 子靜止時的T型等效電路。四、繞組折算和等效電路四、繞組折算和等效電路 轉子旋轉時的異步電動機轉子旋轉時的異步電動機一、轉子旋轉對轉子側各量的影響一、轉子旋轉對轉子側各量的影響(1) 轉子系統(tǒng)頻率f2s(2) 轉子相繞組感應電動勢E2s(3) 轉子相繞組漏阻抗(4) 轉子相電流2sX21sfsf2222m22ssNEf N ksE22222ssXf LsX2222sssEIRjX2sI13二、定轉子磁動勢空間仍相對靜止二、定轉子磁動勢空間仍相對靜止 與 仍可空間矢量合成,等效為一等效合成的激磁
7、磁動勢 21nnn12msFFF2sF1FmF三、基本方程式三、基本方程式(1 1)電壓方程式)電壓方程式定子側:轉子側:.2s2s22s(j)EIRX1101UEI Z (2)磁動勢方程式)磁動勢方程式12msFFF轉子系統(tǒng)的折算與等效電路轉子系統(tǒng)的折算與等效電路 一、轉子系統(tǒng)頻率的折算一、轉子系統(tǒng)頻率的折算 轉子系統(tǒng)的頻率轉子系統(tǒng)的頻率f2s sf1與定子系統(tǒng)的頻率與定子系統(tǒng)的頻率f1不相同,導致二者的基本方程式和等效電路均不相同,導致二者的基本方程式和等效電路均無法實現直接連通,得到統(tǒng)一的等效電路,因無法實現直接連通,得到統(tǒng)一的等效電路,因此,需將轉子系統(tǒng)的頻率此,需將轉子系統(tǒng)的頻率f2
8、s折算為定子系統(tǒng)的折算為定子系統(tǒng)的頻率頻率f1 。15.22122221()()sssIfsfFFIff2222222/sssssEIRjXEsRsjXs22sFF但2222/jEIRsX221sfffs其中 .22sEEs22sXXs 故有, 相量相等,雖其頻率不同,但有 相量 與 相量相同22sII2F2sF一、轉子系統(tǒng)頻率的折算一、轉子系統(tǒng)頻率的折算16二、頻率折算后的方程組二、頻率折算后的方程組11112222m12121mm/ieUEI ZEIRsjXIIIkEk EEIZ 17三、繞組折算三、繞組折算 異步電機頻率折算后的方程式組與變壓器的完全相對應,因此可以再通過繞組折算,得到轉子旋轉時異步電機的等效電路。1. 折算的目的、方法和條件目的:為了簡化計算,便于導出一體化的等效電路。方法:把轉子繞組折算到定子側。用一個相數為m1、匝數為N1、繞組系數為kN1(與定子相同的)的等效轉子繞組來替代實際的轉子繞組。 條件:折算前后磁動勢F2不變;折算前后轉子的各種功率不變。18 2. 2. 各物理量的折算值各物理量的折算值 根據上述折算的條件,按以下方法將轉子側的物理 量和參數折算到定子側,折算后的物理量加號標記。轉子繞組的電壓、感應電動勢乘以電動勢變比ke。 轉子繞組電流除以電流變比ki。轉子繞組阻抗乘以電動勢變比ke和電流變比
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