三相异步电机的基本概念
目录
- 1. 效率
- 2. 铭牌数据
- 其他
- 1. 定子
- (1)定子参数
- (2)旋转磁场
- (3)磁场下绕组
- (4)常数
- 3. 计算常见
1. 效率
η = P 2 P 1 × 100 % \eta = \frac{P_2}{P_1} \times 100% η=P1P2×100%
2. 铭牌数据
(1) 额定电压:额定工作情况下,加在定子绕组出线端的线电压。
(2)额定电流:额定工作情况下,定子绕组中流过的线电流。
(3)额定功率:额定工作情况下,电动机的输出功率( P m e c h P_{mech} Pmech)。
- 额定输入功率: P N = 3 U N I N c o s φ n P_N = \sqrt3U_NI_Ncos\varphi_n PN=3 UNINcosφn
- 额定输出功率: P N = 3 U N I N c o s φ n η P_N = \sqrt3U_NI_Ncos\varphi_n \eta PN=3 UNINcosφnη
(4)额定频率:均为50Hz。
(5)额定转速:额定工作情况下,转子的转速。
其他
(1)机械角度
- 定义:电机几何上的量度为360°。
(2)电角度【 α \alpha α】
a = p × 360 ° a =p \times 360° a=p×360°
- 磁场变化一个周期,相当于360°电角度。
()相带
定义:同一相绕组在一个极距内所连续占有的宽度。
单位:电角度。
每相占有60°电角度,逆时针次序为A、Z、B、X、C、Y。
1. 定子
(1)定子参数
(1)总槽数【 Q 1 Q_1 Q1】
(2)线圈节距【 y 1 y_1 y1】
- 物理意义:一个线圈两边所跨越定子圆周上的槽数。
整距绕组: y 1 = τ y_1=\tau y1=τ
短距绕组: y 1 < τ y_1<\tau y1<τ
(3)相数【 m m m】
(2)线圈边的匝数【 N y N_y Ny】
(2)旋转磁场
()每极磁通【 Φ 1 \Phi_1 Φ1】
(2)极对数【 p p p】
() 同步转速【 n s n_s ns】
物理意义:旋转磁场的转速。
n s = 60 f 1 p n_s = \frac{60f_1}{p} ns=p60f1
- n_s:转速。单位为 r/min。
- f_1:交流电流的频率。
- p:电流建立的磁场所表现的磁极对数。
- 负载越大,转速越低。
- 国内的电压频率已知,转速 n n n 和极对数 p p p 知一可求另一个。
- 具有p对磁极的旋转磁场,电流变化一次,磁场转过 1 p \frac{1}{p} p1转。
() 转差率【 s s s】
s = n s − n n s s = \frac{n_s - n}{ n_s} s=nsns−n
- n s n_s ns:旋转磁场的转速。
物理意义:转子转速与旋转磁场转速相差比率。
s s s > 1,感应电机为发电机;
s s s < 1,感应电机为电动机;
额定条件下, S N S_N SN < 0.05。
转差率越小,效率越高。
异步电机 的名字由来,是因为转子的转速和磁场的转速有差异。
感应电机 的名字由来,是因为转子靠电流感应的磁场驱动。
(3)磁场下绕组
(6)极距【 τ \tau τ】
τ = π D 2 p = Q 2 p \tau = \frac{\pi D}{2p} = \frac{Q}{2p} τ=2pπD=2pQ
- 物理意义:相邻两磁极轴线之间的距离
- 单位:槽数
(5)每极每相槽数【 q q q】
q = Q 1 2 p m q = \frac{Q_1}{2pm} q=2pmQ1
- 物理意义:每个极下每相所占有的槽数。
(4)槽距角【 α \alpha α】
α = p × 360 ° Q 1 \alpha = p \times \frac{360°}{Q_1} α=p×Q1360°
- 物理意义:相邻两槽之间的电角度。
(4)常数
(8)【 ε \varepsilon ε】
ε = π ( 1 − y 1 τ ) \varepsilon = \pi (1-\frac{y_1}{\tau}) ε=π(1−τy1)
(9) ν \nu ν次谐波磁动势的分布因数【 k q ν k_{q\nu} kqν】
k q ν = s i n q ν α 2 q s i n ν α ν 2 k_{q\nu}= \frac{sin\frac{q\nu \alpha}{2}}{qsin\nu\frac{\alpha \nu}{2}} kqν=qsinν2ανsin2qνα
- 物理意义:分布绕组比相同匝数的集中绕组的磁动势缩小的系数。
(10) ν \nu ν次谐波磁动势的节距因数【 k y ν k_{y\nu} kyν】
k y ν = c o s ν ε 2 k_{y\nu} = cos\nu\frac{\varepsilon }{2} kyν=cosν2ε
- 物理意义:线圈采用短距后所形成的磁动势比整距时缩小的系数。
(11) ν \nu ν次谐波磁动势的绕组因数【 k w ν k_{w\nu} kwν】
k w ν = k y ν k q ν k_{w\nu} = k_{y\nu}k_{q\nu} kwν=kyνkqν
- 物理意义:线圈由整距、集中改为短距、分布时,合成磁动势缩小的系数。
3. 计算常见
f 1 f_1 f1:电源的频率
I ˙ 1 A , I ˙ 1 B , I ˙ 1 C \dot{I}_{1A},\dot{I}_{1B},\dot{I}_{1C} I˙1A,I˙1B,I˙1C:定子的三相电流。
E ˙ 1 A , E ˙ 1 B , E ˙ 1 C \dot{E}_{1A},\dot{E}_{1B},\dot{E}_{1C} E˙1A,E˙1B,E˙1C:
I ˙ 2 a , I ˙ 2 b , I ˙ 2 c \dot{I}_{2a},\dot{I}_{2b},\dot{I}_{2c} I˙2a,I˙2b,I˙2c:转子的三相电流
E ˙ 2 a , E ˙ 2 b , E ˙ 2 c \dot{E}_{2a},\dot{E}_{2b},\dot{E}_{2c} E˙2a,E˙2b,E˙2c:
F 1 F_1 F1:定子磁动势
F 2 F_2 F2:转子磁动势
F m 0 F_{m0} Fm0:空载运行时的励磁磁动势。
F 10 F_{10} F10:空载运行时定子绕组产生的三相基波合成磁动势。
(3)机械角速度【 Ω Ω Ω】
Ω = 2 π n 60 Ω = \frac{2\pi n}{60} Ω=602πn
(4) 电角速度【 ω \omega ω】
ω = p Ω = 2 π p n 60 \omega = pΩ =\frac{2\pi p n}{60} ω=pΩ=602πpn
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