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三相异步电动机转子旋转时的电磁关系
2016-12-06
当三相异步电动机的转子静止时,气隙之间的旋转磁场切割转子线圈的速度为n1,但当转子以n的速度旋转起来后,气隙之间的旋转磁场切割转子线圈的速度就不再是n1了,而是Δn=n1-n。也就是说,转子中的物理参数也都随之发生了变化。下面就电机转子旋转起来后的电磁关系进行分析。
1.转子从静止到旋转的过程前后,转子中的电动势与电流频率在旋转时为静止时的s倍。通过表达式即可实现转子与定子绕组中电动势和电流频率的折算。
2.转子绕组中的感生电动势同理,转子中的电动势也因转子的旋转而与静止时不同,此时为式中:f2=sf1;为转子在旋转时的转子绕组中的电动势;为主磁通相量。从式中可以看出,转子从静止到旋转的过程前后,转子中的感生电动势的变化在旋转时为静止时的s倍。
3.转子绕组中的漏阻抗转子中的电流也将产生磁场,也随着定子产生的旋转磁场一道旋转。该磁场与定子产生的磁场共同构成一个合成磁场。同时,它也会产生不切割(或铰链)定子线圈的漏磁通或漏抗x2,它与转子在静止时的漏阻抗的关系为式中:r2和x2分别为转子回路电阻和旋转状态下的漏抗,而x20则为静止状态下的漏抗。从表达式(6-33)可以看出,转子从静止到旋转的过程前后,转子电阻不变,旋转时的漏抗为静止时漏抗的s倍,这是因为电抗与频率有关。
4.转子中的电流将表达式(6-34)的分子与分母同除以s后,可以改写为将表达式(6-34)与表达式(6-35)进行比较,不难发现,三相交流异步电机的转子电流在静止与旋转两种状态下的差别只是转子的回路电阻不同,前者为r2,后者为r2/s。显然,只要将图6-12中的转子等效电阻r2,改为r2/s,异步电机在静止状态下转子绕组等效电路就可转换为在旋转状态下的转子等效电路了。
5.转子绕组的功率因数从表达式(6-36)中可以看出,转子从静止到旋转,再上升为高速运转的过程中,s越来越小,转子回路中的电阻保持不变,漏抗越来越小;或者说,转子回路中的电阻越来越大,漏抗保持不变。转子回路的功率因数也随转速的升高和转差率s的变小而越来越大。可见,转子在静止时漏抗最大,功率因数最小。
6.转子旋转时的磁通势转子在旋转过程中,转子绕组中的电流也会产生磁通势,并且随着转子的旋转也同样在旋转,相对于转子的转速为Δn=n1-n,而相对于定子绕组或静止部分的物体的转速则为由此可见,在气隙中,转子电流产生的磁通势与定子产生的磁通势是同步的,因此,该磁场将与定子产生的磁场共同构成一个合成磁场或磁通势。同时,它也会同样切割(或交链)定子线圈和转子线圈,并在其中产生感生电动势。
1.转子从静止到旋转的过程前后,转子中的电动势与电流频率在旋转时为静止时的s倍。通过表达式即可实现转子与定子绕组中电动势和电流频率的折算。
2.转子绕组中的感生电动势同理,转子中的电动势也因转子的旋转而与静止时不同,此时为式中:f2=sf1;为转子在旋转时的转子绕组中的电动势;为主磁通相量。从式中可以看出,转子从静止到旋转的过程前后,转子中的感生电动势的变化在旋转时为静止时的s倍。
3.转子绕组中的漏阻抗转子中的电流也将产生磁场,也随着定子产生的旋转磁场一道旋转。该磁场与定子产生的磁场共同构成一个合成磁场。同时,它也会产生不切割(或铰链)定子线圈的漏磁通或漏抗x2,它与转子在静止时的漏阻抗的关系为式中:r2和x2分别为转子回路电阻和旋转状态下的漏抗,而x20则为静止状态下的漏抗。从表达式(6-33)可以看出,转子从静止到旋转的过程前后,转子电阻不变,旋转时的漏抗为静止时漏抗的s倍,这是因为电抗与频率有关。
4.转子中的电流将表达式(6-34)的分子与分母同除以s后,可以改写为将表达式(6-34)与表达式(6-35)进行比较,不难发现,三相交流异步电机的转子电流在静止与旋转两种状态下的差别只是转子的回路电阻不同,前者为r2,后者为r2/s。显然,只要将图6-12中的转子等效电阻r2,改为r2/s,异步电机在静止状态下转子绕组等效电路就可转换为在旋转状态下的转子等效电路了。
5.转子绕组的功率因数从表达式(6-36)中可以看出,转子从静止到旋转,再上升为高速运转的过程中,s越来越小,转子回路中的电阻保持不变,漏抗越来越小;或者说,转子回路中的电阻越来越大,漏抗保持不变。转子回路的功率因数也随转速的升高和转差率s的变小而越来越大。可见,转子在静止时漏抗最大,功率因数最小。
6.转子旋转时的磁通势转子在旋转过程中,转子绕组中的电流也会产生磁通势,并且随着转子的旋转也同样在旋转,相对于转子的转速为Δn=n1-n,而相对于定子绕组或静止部分的物体的转速则为由此可见,在气隙中,转子电流产生的磁通势与定子产生的磁通势是同步的,因此,该磁场将与定子产生的磁场共同构成一个合成磁场或磁通势。同时,它也会同样切割(或交链)定子线圈和转子线圈,并在其中产生感生电动势。