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1、2023/4/7 定转子基波磁动势空间相对静止定转子基波磁动势空间相对静止定转子基波磁动势空间相对静止第五章第五章第五章第五章 异步电机异步电机异步电机异步电机 转子静止时的异步电机 转子旋转时的异步电机 转子绕组折算与等效电路 电磁关系电磁关系电磁关系 电压、磁动势平衡方程式电压、磁动势平衡方程式电压、磁动势平衡方程式5.3转子静止时的异步电动机转子静止时的异步电动机一、定转子基波磁动势空间相对静止一、定转子基波磁动势空间相对静止 将异步电动机转轴卡住，转子绕组短路，在定子方施加三相对称电压，此时称其为转子静止时的异步电机。2005-52第5章 异步电机一、定转子基波磁动势空间相对静止一、定
2、转子基波磁动势空间相对静止一、定转子基波磁动势空间相对静止一、定转子基波磁动势空间相对静止u定子三相对称绕组中，流过频率为f1的三相对称电流I1，产生圆形旋转基波磁动势F1，相对于定子绕组的转速为同步转速n1，n160f1/p，转向为从超前电流相绕组轴线转向滞后电流相绕组轴线。u定子旋转磁场切割转子绕组，产生频率为f2（f2 pn1/60=f1）的三相对称感应电动势在闭合的转子绕组中产生三相对称电流I2产生圆形旋转基波磁动势F2，相对于转子绕组的转速为n2，n260f2/pn1，转向为从超前电流相绕组轴线转向滞后电流相绕组轴线，即与定子旋转磁动势F1同转向。F2与F1同转速、同转向，故空间保持
3、相对静止：n2 n1 2005-53第5章 异步电机u实际电机气隙中的旋转磁场是由F2与F1共同建立的。F2与F1可以空间矢量合成为一等效励磁的磁动势Fm。即 Bm m二、电磁关系二、电磁关系二、电磁关系二、电磁关系2005-54第5章 异步电机三、电压、磁动势平衡方程式三、电压、磁动势平衡方程式三、电压、磁动势平衡方程式三、电压、磁动势平衡方程式1.电压平衡方程式与电动势变比2005-55第5章 异步电机 R1、R2和X1、X2分别为定、转子绕组的电阻和漏电抗。Zm=Rm+jXm为励磁阻抗，Rm为励磁电阻，它是一个代表铁耗的等效电阻；Xm为励磁电抗，它反映了主磁通在电路中的作用。主磁通在定、
4、转子绕组的感应电动势定、转子绕组电动势之比称为电动势变比ke1.电压平衡方程式与电动势变比2005-56第5章 异步电机 由由于于定定、转转子子磁磁动动势势F F1 1与与F F2 2空空间间保保持持相相对对静静止止，故故可以合成为一等效的励磁磁动势：可以合成为一等效的励磁磁动势：2.磁动势平衡方程式与电流变比2005-57第5章 异步电机 I I1L1L称为定子电流的负载分量。在负载运行时，异步电称为定子电流的负载分量。在负载运行时，异步电动机定子电流动机定子电流I I1 1分成分成I I0 0和和I I1L1L两个分量：两个分量：I I0 0是励磁电流用于是励磁电流用于建立电机铁心中的主磁
5、通建立电机铁心中的主磁通m m，I I1L1L是负载分量用于建立磁动是负载分量用于建立磁动势势F F1L1L去抵消二次侧磁势去抵消二次侧磁势F F2 2。2.磁动势平衡方程式与电流变比2005-58第5章 异步电机3.转子静止时的基本方程式组定子侧：转子侧：定转子关联方程：定子主电动势方程：5个方程式，5个未知量：模型完备，可以定解2005-59第5章 异步电机1.折算到定子方的方程式组为 四、绕组折算和等效电路四、绕组折算和等效电路四、绕组折算和等效电路四、绕组折算和等效电路 2005-510第5章 异步电机2.等效电路 经折算后，同变压器类似，可得异步电动机在转 子静止时的T型等效电路。四
6、、绕组折算和等效电路四、绕组折算和等效电路四、绕组折算和等效电路四、绕组折算和等效电路 2005-511第5章 异步电机2023/4/75.45.45.45.4 转子旋转时的异步电动机转子旋转时的异步电动机转子旋转时的异步电动机转子旋转时的异步电动机一、转子旋转对转子侧各量的影响一、转子旋转对转子侧各量的影响（1 1）转子系统频率转子系统频率f f2s2s（2 2）转子相绕组感应电动势转子相绕组感应电动势E E2s2s（3 3）转子相绕组漏阻抗转子相绕组漏阻抗（4 4）转子相电流转子相电流二、定转子磁动势空间仍相对静止二、定转子磁动势空间仍相对静止二、定转子磁动势空间仍相对静止二、定转子磁动势
7、空间仍相对静止 与与 仍仍可可空空间间矢矢量量合合成成，等等效效为为一一等等效合成的激磁磁动势效合成的激磁磁动势 三、基本方程式三、基本方程式三、基本方程式三、基本方程式（1 1 1 1）电压方程式）电压方程式）电压方程式）电压方程式定子侧：转子侧：（2）磁动势方程式）磁动势方程式2005-513第5章 异步电机2023/4/75.55.5转子系统的折算与等效电路转子系统的折算与等效电路转子系统的折算与等效电路转子系统的折算与等效电路 一、转子系统频率的折算一、转子系统频率的折算 转子系统的频率转子系统的频率f f2s 2s sf sf11与定子系统的频率与定子系统的频率f f11不相同，导致
8、二者的基本方程式和等效电路均无法不相同，导致二者的基本方程式和等效电路均无法实现直接连通，得到统一的等效电路，因此，需将实现直接连通，得到统一的等效电路，因此，需将转子系统的频率转子系统的频率f f2s2s折算为定子系统的频率折算为定子系统的频率f f11 。故故有有，相相量量相相等等，虽虽其其频频率率不不同同，但但有有 相量相量 与与 相量相同相量相同一、转子系统频率的折算一、转子系统频率的折算2005-515第5章 异步电机二、频率折算后的方程组二、频率折算后的方程组二、频率折算后的方程组二、频率折算后的方程组2005-516第5章 异步电机三、绕组折算三、绕组折算三、绕组折算三、绕组折算
9、 异步电机频率折算后的方程式组与变压器的完全相对应，因此可以再通过绕组折算，得到转子旋转时异步电机的等效电路。1.折算的目的、方法和条件目的：为了简化计算，便于导出一体化的等效电路。方法：把转子绕组折算到定子侧。用一个相数为m1、匝数为N1、绕组系数为kN1(与定子相同的)的等效转子绕组来替代实际的转子绕组。条件：折算前后磁动势F2不变；折算前后转子的各种功率不变。2005-517第5章 异步电机 2.2.各物理量的折算值各物理量的折算值 根据上述折算的条件，按以下方法将转子侧的物理 量和参数折算到定子侧，折算后的物理量加号标记。转子绕组的电压、感应电动势乘以电动势变比ke。转子绕组电流除以电流变比ki。转子绕组阻抗乘以电动势变比ke和电流变比ki。2005-518第5章 异步电机四、绕组折算后的方程式组四、绕组折算后的方程式组四、绕组折算后的方程式组四、绕组折算后的方程式组2005-519第5章 异步电机五、等效电路五、等效电路五、等效电路五、等效电路2005-520第5章 异步电机六、相量图六、相量图2005-521第5章 异步电机七、简化等效电路图七、简化等效电路图2005-522第5章 异步电机