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rr 一、异步电动机是如何转动起来的r
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- r 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组;(示意图,模型图)r r
- r 三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时,将在电机气隙空间产生旋转磁场;(动画1,动画2) r r
- r 转子绕组的导体处于旋转磁场中;(照片,鼠笼转子照片,示意图)r r
- r 转子导体切割磁力线,并产生感应电势,判断感应电势方向。r r
- r 转子导体通过端环自成闭路,并通过感应电流。(鼠笼转子照片)r r
- r 感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力,判断电磁力的方向。r r
- r 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩,并驱动转子旋转。(动画)r r
- r 根据以上电磁感应原理,异步电动机也叫感应电动机。r r
r 二、转差,转差率(为什么叫异步电动机?)r
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- r 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。r r
- r 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差,才可能切割磁力线。r r
- r 旋转磁场的转速用n1表示,称为同步转速;转子的实际转速用n表示,转差Δn=n1-n。r r
- r 转差率: r r
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r 转差率是异步电动机的一个基本变量,在分析异步电动机运行时有着重要的地位。r
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- r 起动瞬间,n = 0,s=1r r
- r 理想空载运行时:n=n1,s=0r r
- r 作为电动机运行时,s的范围在0---1之间。r r
- r 转差率一般很小,如s = 0.03。r r
- r 制动运行时,电磁转矩方向与转速方向相反,即n1与n反向,s>;1r r
- r 发电运行时,n高于同步转速n1,s<0.r r
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- r 根据转差率可以区分异步电动机运行状态:(看图1200-1)r r
r 三、电势平衡方程式r
rr 1、定子绕组电势平衡方程式r
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- r 定子绕组接到交流电源上,与电源电压相平衡的电势(压降)包括:r r
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r 主电势(感应电势):r
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- r 定子绕组通入三相对称交流电流时,将会产生旋转的主磁通,同时被定子绕组和转子绕组切割,并在其中产生感应电势。r r
- r 定子绕组感应电势的有效值: r r
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r 漏磁电势(漏抗压降)r
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- r 定子漏磁通:仅与定子绕组相匝链。r r
- r 漏抗压将: r r
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- r 电阻压降: r r
- r 定子电势平衡方程式: r r
r 2、转子绕组的电势及电流r
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r 转子绕组的感应电势r
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r 转子绕组切割主磁通的转速r
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- r 主磁通以同步速度旋转r r
- r 转子以转速n旋转r r
- r 转子绕组导体切割主磁通的相对转速为(n1-n)=sn1r r
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r 转子绕组中感应电势的频率:r
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- r 公式: r r
- r 结论:由于s很小,转子感应电势频率很低。0.5-3Hzr r
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r 转子感应电势的有效值r
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- r 公式: r r
- r 感应电势与转差率正比。r r
- r 对绕线式异步电机,转子绕组每相串联匝数,相数计算方法同定子绕组的计算。r r
- r 对笼型转子来说,由于每个导条中电流相位均不一样,所以,每个导条即为一相,可见相数等于导条数即转子槽数;每相串联匝数为半匝即1/2。r r
- r 注意转子不动时(s=1)时的感应电势与转子旋转是感应电势的关系。r r
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r 转子绕组切割主磁通的转速r
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r 转子绕组的阻抗r
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- r 由于转子绕组是闭合的,所以有转子电流流过。同样会产生漏磁电抗压降。r r
- r 漏抗公式:。漏抗也与转差率正比。转速越高,漏抗越小。r r
- r 考虑到转子绕组的相电阻后: r r
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r 转子绕组中的电流r
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- r 转子绕组短路,转子电压为0,感应电势全部加在转子阻抗上r r
- r 转子回路方程: r r
- r 转子电流:, r r
- r 讨论:转子电流随s的变化。(看图1200-2)r r
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r 四、异步电动机的磁势平衡r
rr 1、定子绕组的磁势r
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- r 大小(有效值) r r
- r 转速: r r
r 2、转子绕组磁势r
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- r 大小: r r
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r 转速:r
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- r 转子电流的频率 r r
- r 转子电流产生的旋转磁势的转速: r r
- r 转子磁势的绝对转速(相对于不动的定子) r r
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- r 结论:转子绕组的磁势与定子绕组的磁势转速相同,在空间相对静止。r r
r 3、磁势平衡方程式r
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r 激磁电流和激磁磁势 r
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- r 产生主磁通所需要的电流称为激磁电流;r r
- r 对应的磁势称为激磁磁势: r r
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r 激磁磁势近似不变r
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- r 由电势方程式:;电源电压不变,阻抗压降很小,电势近似不变;r r
- r 由公式:,近似不变;r r
- r 可见,激磁磁势和激磁电流几乎不变。r r
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- r 空载运行时,激磁磁势全部由定子磁势提供,即:= r r
- r 负载运行时,转子绕组中有电流流过,产生一个同步旋转磁势,为了保持不变,定子磁势除了提供激磁磁势外,还必须抵消转子磁势的影响,即: r r
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r 异步电动机的磁势平衡方程:r
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- r r r
- r r r
- r r r
- r 结论:空载运行时,转子电流为0,定子电流等于激磁电流;负载时,定子电流随负载增大而增大。 r r
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