交流異步電機(jī)等效電路.ppt

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3 5三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路 3 5 1折算異步電動(dòng)機(jī)定 轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有電路上的聯(lián)系 只有磁路上的聯(lián)系 不便于實(shí)際工作的計(jì)算 為了能將轉(zhuǎn)子電路與定子電路作直接的電的連接 要進(jìn)行電路等效 等效要在不改變定子繞組的物理量 定子的電動(dòng)勢(shì) 電流 及功率因數(shù)等 而且轉(zhuǎn)子對(duì)定子的影響不變的原則下進(jìn)行 即將轉(zhuǎn)子電路折算到定子側(cè) 同時(shí)要保持折算前后F2不變 以保證磁動(dòng)勢(shì)平衡不變和折算前后各功率不變 為了找到異步電動(dòng)機(jī)的等效電路 除了進(jìn)行轉(zhuǎn)子繞組的折合外 還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)子頻率的折算 1 頻率折算 將頻率為f2的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電路折算為與定子頻率f1相同的等效靜止轉(zhuǎn)子電路 稱為頻率折算 轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)s 1 f2 f1 因此 只要將實(shí)際上轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子電路折算為靜止不動(dòng)的等效轉(zhuǎn)子電路 便可達(dá)到頻率折算的目的 為此將下式實(shí)際運(yùn)行的轉(zhuǎn)子電流 3 17 分子分母同除以轉(zhuǎn)差率s得 3 18 以上兩式的電流數(shù)值仍是相等的 但是兩式的物理意義不同 式 3 17 中實(shí)際轉(zhuǎn)子電流的頻率為f2 式 3 18 中為等效靜止的轉(zhuǎn)子所具有的電流 其頻率為f1 前者為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況 后者為轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)的等效情況 由于頻率折算前后轉(zhuǎn)子電流的數(shù)值未變 所以磁動(dòng)勢(shì)的大小不變 同時(shí)磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速是同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān) 所以式3 18的頻率折算保證了電磁效應(yīng)的不變 由式中可看出頻率折算前后轉(zhuǎn)子的電磁效應(yīng)不變 即轉(zhuǎn)子電流的大小 相位不變 除了改變與頻率有關(guān)的參數(shù)以外 只要用等效轉(zhuǎn)子的電阻代替實(shí)際轉(zhuǎn)子中的電阻R2即可 式中為異步電動(dòng)機(jī)的等效負(fù)載電阻 等效負(fù)載電阻上消耗的電功率為 這部分損耗在實(shí)際電路中并不存在 實(shí)質(zhì)上是表征了異步電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率 頻率折算后的電路如圖3 15所示 圖3 15轉(zhuǎn)子繞組頻率折算后的異步電動(dòng)機(jī)的定 轉(zhuǎn)子電路 f1 f1 2 繞組折算 進(jìn)行頻率折算以后 雖然已將旋轉(zhuǎn)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)化為等效的靜止電路 但還不能把定 轉(zhuǎn)子電路連接起來(lái) 因?yàn)閮蓚€(gè)電路的電動(dòng)勢(shì)還不相等 和變壓器的繞組折算一樣 異步電動(dòng)機(jī)繞組折算也就是人為地用一個(gè)相數(shù) 每相串聯(lián)匝數(shù)以及繞組系數(shù)和定子繞組一樣的繞組代替相數(shù)為m2 每相串聯(lián)匝數(shù)為N2以及繞組系數(shù)為而經(jīng)過(guò)頻率折算的轉(zhuǎn)子繞組 但仍然要保證折算前后轉(zhuǎn)子對(duì)定子的電磁效應(yīng)不變 即轉(zhuǎn)子的磁動(dòng)勢(shì) 轉(zhuǎn)子總的視在功率 銅耗及轉(zhuǎn)子漏磁場(chǎng)儲(chǔ)能均保持不變 轉(zhuǎn)子折算值上均加 表示 1 電流的折算由保持轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)不變的原則 即 3 19 折算后的轉(zhuǎn)子電流有效值為 3 20 式中稱電流比 2 電動(dòng)勢(shì)的折算由于定 轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)在繞組折算前后都不變 故氣隙中的主磁通也不變 繞組折算前后的轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)分別為 3 21 3 22 比較上兩式得 3 23 式中稱電壓比 3 阻抗的折算由折算前后轉(zhuǎn)子銅耗不變的原則有 3 24 同理由繞組折算前后轉(zhuǎn)子電路的無(wú)功功率不變可導(dǎo)出 3 25 3 26 以上可見(jiàn) 轉(zhuǎn)子電路向定子電路進(jìn)行繞組折算的規(guī)律是 電流 除以電流比ki 電壓 乘以電壓比k 阻抗 乘以電壓比k 與電流比ki的乘積 注意 折算只改變相關(guān)的值大小 而不改變其相位的大小 4 5 2等效電路 根據(jù)折算前后各物理量的關(guān)系 可以作出折算后的T型等效電路 如圖3 16所示 圖3 16三相異步電動(dòng)機(jī)的T型等效電路 由T型等效電路可得異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的基本方程式為 3 27 1 當(dāng)空載運(yùn)行時(shí) 由圖可見(jiàn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開(kāi)路 2 轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí) 接上電源轉(zhuǎn)子被堵住轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí) 相當(dāng)于變壓器二次側(cè)短路情況 因此在異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)初始接上電源時(shí) 就相當(dāng)于短路狀態(tài) 會(huì)使電動(dòng)機(jī)電流很大 這在電機(jī)實(shí)驗(yàn)及使用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)多加注意