《电机及拖动(第5版_许晓峰)PPT课件51486(按节编辑) 4.5 三相异步电动机的折算、等效电路和相量图

第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
二、绕组折算 1、电流的折算
绕组折算就是用一个和定子 绕组相同的m1、N1及kw1等效转子 取代m2 、N2及kw2的实际转子绕组。 折算的方法与变压器基本相同。
转子磁动势不变，即转子对定子的影响不变。
m1 2
0.9
N1kw1 p
I 2
m2 2
0.9
N2kw2 p
I2
所以：
I 2
I2 ki
ki
m1 N1k w1 m2 N 2kw2
电流变比
第4章 三相异步电动机
2、电动势的折算
折算前后传递到转子侧的视在功率不变。
m1E2 I2 m2 E2 I2
E2
N1kW 1 N2kW 2
keE2
ke
N1kW 1 N 2kW 2
3、阻抗的折算
（1）电阻的折算：
电动势变比 阻抗变比
I
' 2
I1
P1
据磁动势
平衡关系
第4章 三相异步电动机
（4）异和变具有相同的等效电路形 式，但参数相差较大。
R m
X m
X X 1
2
变 ： 1-5 10-50 0.014-0.08
异 ： 0.08-0.35 2-5 0.07-0.15
（5）异步电动机的定子电流总是滞后于定子电
压，即cos总1是滞后的，因异步电动机从电网
第4章 三相异步电动机
4.5.1 折算 一、频率折算
频率折算就是用一个等效的转子电路代替实际旋转的转子系统, 而等效的转子回路应与定子电路有相同的频率。
在折算的过程中，电机的电磁效应保持不变，因而必须满足两个 条件：一个是保持转子磁动势不变；二是转子回路的功率不变。
转子回路电流
I&2 =
E&2 s Z2s
后的。 还可以看出，当电动机机械负载增
加时，转速n下降，转差率s增大，使I2 增加，I1随之增加，电动机从电源吸取更 多的电功率，实现由电能到机械的转换。
第4章 三相异步电动机
小结
教学重点：
异步电动机基本方程、等效电路和相量图
教学难点：
折算的概念及方法
作 业： P140：4.13 ; 4.14
吸取大量感性无功功率来激励主、漏磁场。
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4.5.3 相量图 按照基本方程和等效电路可以
作出异步电动机的相量图。
从相量图可见,定子电流I1总是滞后
于电源电压U1。这是因为要建立和维持 气隙中的主磁通和定、转子的漏磁通，
电机需要从电源吸收一定的感性无功功ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
率，所以异步电动机的功率因数总是滞
等值电路中，
1s是s 模R2' 拟总机械功率的不等能值用电电感阻和电
容来代替
第4章 三相异步电动机
转子堵转时，此时无机械功率输出。
s
1, 1 s s
R2'
0
转子旋转且轴上带有机械负载时，此时有机械功
率输出。
s
1, 1 s
s
R2'
0
（3）机械负载变化在等效电路中是由S来体现的。
当转轴上的机械负载增大时，P2 n s
励磁支路移到首端时产生误差较大， 需修正，引入修正系数
简化等效电路
C1
1
X1 Xm
对于PN 40kW时，取C1 1。
第4章 三相异步电动机
从等效电路分析可知:
（1）运行时的异步电动机与副边接有纯电阻负载的 变压器相似。
当S=1时，相当于副边短路的变压器。
当S=0时，相当于副边开路时的变压器。
（2）异步电动机可看作是一台广义的变压器，不仅 可以变换电压、电流和相位，而且可以变换频率和相 数，更重要的是可以进行机电能量转换。
二、T型等效电路
由基本方程可以作出等效电路:
分析：
T型等效电路
1)电机不转时,n
0,s
1,1 s
s
R2'
0,总机械功率为零,电机
处于短路状态，定子、转子电流大;
2)理想空载时,n
n0,s
0,1 s s
R2'
,I2
0,总机械功率近似为零,
电机相当于开路，PMEC很小;
第4章 三相异步电动机
三、简化等效电路
路中多了一个附加电阻
1 s
s
R2
。根据能量守恒关系，该电阻消
耗的功率等效机械损耗和机械功率之和——称为总机械功率。
从等效电路角度，可以把
1
s
s
R2
看成是异步电动机的
“电阻负载”，其上的压降可以看成是转子回路的端电压:
U2 E2s (R2 jX 2s ) I2 sE2 (R2 j sX 2 ) I2
（3）转子电阻、电抗及阻抗乘以阻抗变 kike
比
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4.5.2 等效电路
一、折算后的基本方程
U1 E1 I1R1 jI1 X1
U2 E2 I2 R2 jI2 X 2
I1 I2 I0
E2 E1
E1 ( Rm jX m )I0
U2
I2
1
s
s
R2
第4章 三相异步电动机
第4章 三相异步电动机
4.5 三相异步电动机的折算、等效电路和相量图
教学内容：
4.5.1 折算 4.5.2 等效电路 4.5.3 相量图 4.5.4 笼型转子的极数、相数、匝数和绕组因数
教学目的与要求：
1、能熟练应用基本方程、等效电路和相量图来分析 异步电动机的运行情况； 2、掌握频率折算的物理本质及附加电阻的物理意义
折算前后转子铜损耗不变。
m1I22 R2
m2
I
2 2
R2
R2 kike R2
kike
（2）电抗的折算：
（3）阻抗的折算：
X 2 kike X 2
Z2 kikeZ2
第4章 三相异步电动机
结论： 转子侧各电磁量折算到定子侧时：
（1）电动势、电压乘以电动势变比 ke
（2）转子电流除以电流变比 ki
=
E&2 s R2 + jX 2s
=
sE&2 R2 + jsX 2
=
R2 +
E&2
jX
2
+
1
s
s
R2
可见
,用一
个不转的转子并
且在转子
回路中串联一个电
阻
1
s
s
R2
,
就可以将转子频率折算为定子频率,同时保持转子磁动势F2不变.
第4章 三相异步电动机
实际电机旋转时，转子轴上有机械损耗和机械功率输出。
频率折算后，转子静止，没有机械损耗和机械功率输出，但电