【文章內(nèi)容簡介】 電機的理論分析與運行特性 ? 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的基本方程 （找關系） 2m2w21m2w22s2 ?????0 = E I ( r + j x )2 s 2 s 2 2 s?x = 2 π f L = 2 π s f L = s x2 σ s 2 2 σ 12 σ 2 σ第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 )jxr(IEU 11111 ???? ???1 1 1 1 2 21 1 2 2 2 2W W WmN k N k N km m mI I Ip p p? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，定、轉(zhuǎn)子繞組中電流 頻率不同 ，故不能將定、轉(zhuǎn)子平衡方程式聯(lián)立求解。 ? ? ?m 1 2F = F + F第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 由于異步電機定、轉(zhuǎn)子無電的直接聯(lián)系， 轉(zhuǎn)子只是通過其磁動勢 F2對定子作用，因此 只要 保證 F2不變 ，可以用一個 靜止的轉(zhuǎn)子 來 代替旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 ，而定子方各物理量不發(fā) 生任何變化，即對電網(wǎng)等效 頻率歸算。 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 頻率折算 ? 原因： n0時， 定轉(zhuǎn)子電流頻率不同 ? 目的：用等效的轉(zhuǎn)子電路代替實際轉(zhuǎn)子電路，且與定子電路同頻率 ? 原則：折算后轉(zhuǎn)子電流的大小和相位不變，即損耗、功率不變 ? 歸算對定子回路沒有影響 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 上式告訴我們，不能簡單地將旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子堵 住，而應在轉(zhuǎn)子回路中串入一個 (1s)R2/s的電 阻，使得回路電阻變?yōu)?R2/s，再將其堵轉(zhuǎn)，這樣 才能保證 I2=I2s。上述分析說明，轉(zhuǎn)子回路中串 入一個 (1s)R2/s的模擬電阻并堵轉(zhuǎn)起來，與原旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子相比， F2不變，這種變換稱為 頻率折算 。 最令人費解的方程 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ??2s2s22 σ sEI=( r + j x )電流頻率的變化： ?22 2 2 σE=r + r ( 1 s ) /s + j x?222 σE=r / s + j x?222 σsE=r + j s x2= I第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 折算前后的變化：用 r2/s代替 r2 22 σ s22 σ 22 σ 2= ar c t an( x /r )= ar c t an( sx /r )= ar c t an[ x /( r /s) ]?第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 經(jīng)過頻率折算，用 等效的靜止的 轉(zhuǎn)子來代替 原來旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 轉(zhuǎn)動時的電路 E1 E2s f2=sf1 m2,N2,kw2 m1,N1,kw1 U1 I1 I2 n r2 x2?s r1 x1? f1 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 E1 E2 f2=f1 m2,N2,kw2 m1,N1,kw1 U1 I1 I2 n=0 r2 x2? r1 x1? f1 r2(1s)/s 頻率歸算后的電路 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 頻率折算的物理意義 頻率折算： 將轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子等效為不轉(zhuǎn) 的轉(zhuǎn)子 折算后，轉(zhuǎn)子回路中增加了一個電阻，即模擬電阻： 模擬電阻應反映電機的轉(zhuǎn)動 模擬電阻電功率為 ，模擬了軸上的機械功率． s/)s1(rI 222 ?s/)s1(r 2 ?第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 167。 … 等效電路及相量圖參數(shù) 目的： 找出定轉(zhuǎn)子各量間的電的聯(lián)系。 思路： 頻率折算，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子 =〉 靜止轉(zhuǎn)子 繞組折算，靜止轉(zhuǎn)子 =〉 等效轉(zhuǎn)子 革命成功分了兩步走。 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 頻率折算 目的： 為了簡化計算，便于導出統(tǒng)一的等效電路。 方法： 用一個靜止的轉(zhuǎn)子來代替旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 。 條件： ① 折算前后磁動勢 F2不變； ② 折算前后 轉(zhuǎn)子的各種功率不變。 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子各物理量 (f2) 靜止轉(zhuǎn)子各物理量 (f1) I2s E2s R2 X2?s I2 E2 R2 X2? 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 繞組折算 目的： 為了簡化計算，便于導出統(tǒng)一的等效電路。 方法： 把轉(zhuǎn)子繞組折算到定子側(cè)。用一個相數(shù)為m匝數(shù)為 N繞組系數(shù)為 kW1(與定子相同的 )的等效轉(zhuǎn)子繞組來替代原來的轉(zhuǎn)子繞組 。 條件： ① 折算前后磁動勢 F2不變； ② 折算前后 轉(zhuǎn)子的各種功率不變。 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 對異步機進行了頻率歸算后，因定轉(zhuǎn)子頻率不同而發(fā)生的問題解決了，但還不能把定轉(zhuǎn)子電路聯(lián)系起來，因 所以還要象變壓器的處理方法一樣，進行繞組歸算，才能得出兩個電路有電的聯(lián)系的等效電路。所謂繞組的歸算，就是人為的用一個相數(shù)，匝數(shù)以及繞組系數(shù)和定子一樣的繞組去代替原來的轉(zhuǎn)子繞組，在折算中必須保證歸算前后轉(zhuǎn)子的電磁效應不變。 21EE?第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 由轉(zhuǎn)子磁勢不變 22222112 IpKNmIpKNm WW ??得出歸算后轉(zhuǎn)子電流 2211122221 IKIKNmKNmIiWW ???由電勢與匝數(shù)和繞組系數(shù)成正比 221122WWKNKNEE??2222112 EKEKNKNEeWW ???第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 11221111221111221221222211EKK e EEKEEKEKNKNKNKNKNfKNfKNfEeeeWWWWmWmWmW?????????? ???? E1和 E2’是等電位點，就可以將定轉(zhuǎn)子電路連接起來。 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 1 電流的折算：除以 Ki 2 電勢的折算：乘以 Ke 3 阻抗的折算： 乘以 Ke Ki 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 轉(zhuǎn)子各物理量的折算 折算后的方程式組 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 各參數(shù)均為每相值！ 必考?。? 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? ? ?11111 σ? ?2 2 2 2 σ? ? ?1m2? ?12? ? ?1 m mm m mU = E + I ( r + j x )0= E 39。 I 39。 ( r 39。 /s+ j x 39。 )I = I + ( I 39。 )E = E39。 E = I Z = I ( r + j x )第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 相量圖 ?Im I1 I’2 ?m ?1 E’2=E1 I’2r’2(1s)/s I’2r’2 jI’2x’2 I’2 ?2 E1 I1r1 jI1x1 U1 σ第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 等效電路及簡化 ? 計算電機電流、功率、功率因數(shù)、效率及轉(zhuǎn)矩 ? 等效電路包含六個參數(shù)，可由空載和短路試驗求得 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 為簡化計算，可將 T形等效電路進行簡化 ?由于異步機激磁電流相對較大，簡化與變壓器略有不同 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 修正系數(shù) : ? 異步電機中， )jxr/()jxr(1Z/Z1c mm11m11 ??????mm11 xr,xr ????mxxc /1 11 ??第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 轉(zhuǎn)子電流 r1 x1 c1r’2 c1x’2? I’2 c1r’2(1s)/s U1 求轉(zhuǎn)子電流的較準確近似電路 )]39。()/39。/ [ ( 21121112 ?xcxjsrcrUI ????? ??第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 定子電流 )c/I(39。I)c/39。I()]xx(j)rr[(U39。ZcZUZZIU)I(II12m12m1m112111m1112m1??????????????????????????第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 求定子電流的較準確近似等效電路 U1 c1r1 c1x1 c12r’2 c12x’2? I’2/c1 c12r’2(1s)/s r1+rm x1+xm I’m I1 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 異步電動機的簡化等效電路 U1 r1 x1 r’2 x’2? I’2 r’2(1s)/s r1+rm x1+xm I’m I1 容量較大的電機， 1c,xx1m1 ???第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 167。 功率、轉(zhuǎn)矩平衡方程 (重點 ) ? 輸入到三相異步機的電功率 1 1 1 1P = 3 U I c o s ?U1， I1：定子繞組的每相值 1?： U1， I1間的夾角 第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 輸入功率的一小部分轉(zhuǎn)化為定子銅耗 12c u 1 1p = 3 I R? 輸入功率的一小部分轉(zhuǎn)化為定子鐵心 損耗，忽略轉(zhuǎn)子鐵心損耗 2F e m mp = 3 I R第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 輸入功率扣除定子銅耗和定子鐵耗后， 其余部分是經(jīng)由氣隙，傳遞到轉(zhuǎn)子的功 率，稱為電磁功率。 M 1 c u1 F e39。39。2 2 239。39。2 22P = P p p= 3E I c osR= 3Is?第 9章 異步電機的理論分析與運行特性 ? 輸入到轉(zhuǎn)子的電磁功率有一部分轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)子銅耗。 239。 2 39。C u 2 2p = 3 I R?電磁功率扣除轉(zhuǎn)子銅耗后轉(zhuǎn)化為模擬電 阻功率。 239。 2 39。21sp = 3I Rs?第 9章 異步電機的理論分析與運行特