【正文】 ??????????221010mmmmmxrzrrrxxx三相異步電動(dòng)機(jī)的 P0’=f(U12)曲線 三相異步電動(dòng)機(jī)短路特性 （ 2）短路試驗(yàn) ? 短路試驗(yàn)是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵住不轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下進(jìn)行的，故又稱堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。 工作特性反映了異步電動(dòng)機(jī)在額定電 壓、額定頻率時(shí)的使用性能 。堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)可測(cè)得短路參數(shù)（ rk、 xk、 zk）、定轉(zhuǎn)子銅損。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出 P0=?(U1)和 I0=?(U1)曲線 三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)接線圖 三相異步電動(dòng)機(jī)空載特性 說明 1 ? 由于電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)速 n≈n1，轉(zhuǎn)子電流 I2≈0，轉(zhuǎn)子銅損 pCu≈0，可忽略轉(zhuǎn)子銅損，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的空載損耗為： ? 在輸入功率 P0中扣除定子銅損后，剩下的功率為P0′，則有： ? 式中有三部分：鐵損、機(jī)械損耗和附加損耗，其中機(jī)械損耗 pm只與轉(zhuǎn)速大小有關(guān)，而與電壓 U1大小無關(guān)。 T2=?(P2) 定性分析： 異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩 T2=0，當(dāng)負(fù)載 P2增大，由于轉(zhuǎn)速變化 不大， P2∝ T2→ 輸出轉(zhuǎn)矩隨著 P2增大 而增大，輸出轉(zhuǎn)矩特性 T2=?(P2)如圖 曲線 4所示為一條過原點(diǎn)的近似直線 的曲線。而在交流電機(jī)中每相繞組中電流相位應(yīng)是相同的，所以可認(rèn)為每根導(dǎo)條就構(gòu)成一相，鼠籠轉(zhuǎn)子相數(shù)與轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等，即有： 223 6 0Zp ????22 Zm ?鼠籠式轉(zhuǎn)子每相繞組匝數(shù) ? 每相繞組匝數(shù)為： ? 每相只有一根導(dǎo)條，不存在短距和分布問題，所以繞組系數(shù)為： 212 ?N11 ?wk本次課程教學(xué)要求： ? ? 工作特性，它能反映異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行 情況，是合理選擇、使用電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。 ?????????????????????????????????????nppnppppTnPnPPTnPnPnPPsPsPTadmadmadmmememememm602602602)1()1(022221111???602 11n???課后復(fù)習(xí)要點(diǎn)： ?自學(xué)鼠籠式轉(zhuǎn)子的極數(shù)和相數(shù) P169~170 ?電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的電磁關(guān)系 、 基本方程式 、等值電路和相量圖； ?繞組折算和頻率折算方法； ?電動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系 。 22222222)(. 0 60 . 0 1 5xsrEIxrsssssnnNNN??????????????，而１），～０（一般，sr2?討論 3 ? 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間： ? 電動(dòng)機(jī)沒有輸出， 相當(dāng)于短路，這時(shí)就是前面所分析的堵轉(zhuǎn)情況，定、轉(zhuǎn)子電流都很大，從 T形等值電路看，此時(shí)的感應(yīng)電勢(shì)和主磁通約為空載運(yùn)行時(shí)的一半。2s、 x2s分別為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子 的每相電流、電勢(shì)和漏阻抗，它們的頻率為 ?2； 204。2s的頻率為 ?2，則轉(zhuǎn)子基波旋轉(zhuǎn) 磁勢(shì) F2相對(duì)于轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)速為： 每極）（安匝 /2242 22222 sw IpkNmF??nnnsnpsfpfn ??????? 111226060分析轉(zhuǎn)子磁勢(shì) F2對(duì)定子的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子磁勢(shì) F2對(duì)定子的轉(zhuǎn)速為： 定子電流產(chǎn)生的磁勢(shì) F1對(duì)定子的轉(zhuǎn)速為 n1，可見磁勢(shì) F F2同速同方向、一前一后 旋轉(zhuǎn)，故可得合成磁勢(shì)為： 12 nnnnn ?????021 FFF??? ??分析 ： 在三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)關(guān)系仍未改變，只是每 個(gè)磁勢(shì)的大小和相位有所不同。2和漏電抗 x2相區(qū)別，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)、電流和漏電抗分別用 200。jI 2 39。 轉(zhuǎn)子繞組折算的方法是： 用一個(gè)相數(shù)為 m匝數(shù)為 N1kw1 的繞組，代替原來的轉(zhuǎn)子繞組（轉(zhuǎn) 子繞組原來的相數(shù)為 m2，匝數(shù)為 N2kw2）。 磁勢(shì)向量與＋ A的關(guān)系 轉(zhuǎn)子開路時(shí)異步電動(dòng)機(jī)時(shí)空相量圖 時(shí)空向量圖 （ 5）功率關(guān)系 轉(zhuǎn)子開路時(shí)，無功率輸出，P2=0，輸入的功率為： 說明 ：輸入功率一部分消耗在定子銅損上，另一部分消耗在定、轉(zhuǎn)子的鐵損上。 ? 轉(zhuǎn)子繞組每相基波感應(yīng)電勢(shì)的有效值為： ? （ 515） ? 式中 N kw2分別為轉(zhuǎn)子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和基波繞組系數(shù)。 電角度。 ?還有七次、九次、十一次等高次諧波磁勢(shì)。 如果線圈的節(jié)距 y1τ，則為短距線 圈，令短距線圈的節(jié)距 y1=yπ，其中 0y1，短距線圈基波感應(yīng)電勢(shì)有效值： 繞組基波短距系數(shù)： 1111111 i i n2 ????? yyyAy kNfyNfyEE??2s in1 ?yk y ?基波短距系數(shù)含義 基波短距系數(shù)，它是一個(gè)小于 1 的數(shù)，其含義是：短距線圈要比整 距線圈的基波感應(yīng)電勢(shì)小。 單層繞組 雙層繞組 交流繞組的感應(yīng)電勢(shì) 設(shè)定子內(nèi)表面槽中嵌放導(dǎo)體 A，有效長 度為 l(m)，轉(zhuǎn)子只有一對(duì)磁極，它由原動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)以恒定轉(zhuǎn)速 n1(r/min)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，沿氣 隙圓周方向分布的基波磁密波形，大小為： 式中 Bδ1m為基波氣隙磁密幅值。 ?機(jī)械角 ：電機(jī)圓周空間角度為 360176。 銘牌上還標(biāo)有絕緣等級(jí)、溫升、工作方式、連接方法等，對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)還標(biāo)有轉(zhuǎn)子繞組的額定電壓和額定電流。 ? 定子繞組 :是電機(jī)電路部分，它由三個(gè)在空間相差 120176。第五章 三相異步電動(dòng)機(jī)原理 The Principles of the Threephase Induction Machines 本章基本教學(xué)要求 ? 。 ? 機(jī)座 :是用作固定與支撐定子鐵芯。 轉(zhuǎn)子 鼠籠轉(zhuǎn)子 鼠籠轉(zhuǎn)子 繞線轉(zhuǎn)子 提刷裝置 主要銘牌數(shù)據(jù) 1 (1)額定功率 PN：指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率，單位： W或 kW； (2)額定電壓 U1N：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，加在定子繞組上的線電壓，單位： V； (3)額定電流 I1N：指電動(dòng)機(jī)在定子繞組上加額定電壓、軸上輸出額定功率時(shí)定子繞組中的線電流，單位： A； 主要銘牌數(shù)據(jù) 2 (4)額定頻率 f1N：我國規(guī)定電網(wǎng)工頻為50Hz； (5)額定轉(zhuǎn)速 nN：指電動(dòng)機(jī)在定子額定電壓、額定頻率下，軸上輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位： r/min； (6)額定功率因數(shù) cosφN：指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子側(cè)的功率因數(shù)。單層繞組是整距繞組，即有 y=τ ?每極每相槽數(shù) q是指一個(gè)磁極下一相繞組所占有的槽數(shù)，即有： pZ21??112 pmZq ?交流繞組 ?相帶 ：是指一相繞組在一個(gè)磁極下連續(xù)所占的范圍。 相帶。可以這樣認(rèn)為： 把實(shí)際 q個(gè)分布放置的整距線圈，看 成是集中放置的，但它們的總等效 匝數(shù)為 qNykq1，而不是 qNy。 ?三次諧波磁勢(shì)為： ? 三次諧波磁勢(shì)最大幅值 tFtINf yyy 1111 c o sc o sc o sc o s224 ???????yyy ININF 0 . 92241 ?? ?tFtINf yyy 1313 c o s3c o sc o s3c o s2 2431 ????? ????yyy ININF 0 . 3224313 ?? ?五次諧波和高次諧波 tFtINf yyy 1515 c o s5c o sc o s5c o s22451 ???????yyy ININF 0 . 1 8224515 ?? ??五次諧波磁勢(shì)為： ? 五次諧波磁勢(shì)最大幅值 。 三相對(duì)稱交流電： 在三相對(duì)稱繞組中通入三相對(duì)稱交流電，每 相繞組中都要產(chǎn)生單相脈振磁勢(shì)，這三個(gè)脈振磁 勢(shì)在空間和時(shí)間上都互差 120176。 定子繞組每相基波感應(yīng)電勢(shì)的有效值為： ? （ 515） 式中 N kw1分別為定子每相繞組的串聯(lián)匝數(shù)和基波繞組系數(shù)。0與空間相量 F0具有同相位性質(zhì)，可將時(shí)間相量圖與空間相 量圖畫在一起為時(shí)空相量圖。為了工程計(jì)算方便，在不改變電 動(dòng)機(jī)的電磁性能的條件下，將無電的 聯(lián)系的定、轉(zhuǎn)子電路變換成純電路的 等值電路，就要進(jìn)行轉(zhuǎn)子繞組的折 算。 r 2 39。電流 204。2s產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子基波 旋轉(zhuǎn)磁勢(shì) F2的幅值為： 轉(zhuǎn)子電流 204。2s、 200。 ?????? 21 10 rs ssnn ，012 0 III ??? ??? ，討論 2 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)： ? 這時(shí)的轉(zhuǎn)子電流主要由 決定，轉(zhuǎn)子電路基本上為電阻性電路，所以電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較高。 ??????admm ppPP 202 TTT ??各轉(zhuǎn)矩表達(dá)式 ? 為同步機(jī)械角速度 。相鄰兩導(dǎo)條相差的槽距角為： ? 每根導(dǎo)條在氣隙磁場中的位置不同，導(dǎo)條中產(chǎn)生的電流時(shí)間相位也不同。定子功率因數(shù)特性 cosφ1=?(P2) 如圖曲線 3所示的曲線。注意試驗(yàn)時(shí)一定要含 U1N 這一點(diǎn)。試驗(yàn)接線與空載實(shí)驗(yàn)相同，只是電流表和功率表的電流線圈量程要變大，對(duì)于繞線式轉(zhuǎn)子，應(yīng)將轉(zhuǎn)子繞組短路。 課后復(fù)習(xí)要點(diǎn)： 異步電動(dòng)機(jī)工作原理與特性 ?作業(yè)： P180 529