异步电机三种不同的运行状态.docx

异步电机三种不同的运行状态异步电机的运行状态和转子的转速范围有密切的关系，下面将分别针对三个不同的转速范围，分析异步电机的基本工作原理。图1异步电机的三种运行状态（a）电动机状态；（b）发电机状态；（C）电磁制动状态1 .转子正转并且转速低于同步转速的情况，即OVnVnl,或l>s>0图表示一台二极异步电机的示意图，以N、S表示气隙旋转磁势，nl的箭头表示旋转方向，中间二个小圈表示转子的一个短路线圈。当旋转磁势的磁力线切割转子导体时，将在导体内产生感应电动势e2。电动势的方向根据右手定则确定。在图（a）中N极下的电动势方向用叉表示，在S极下用点表示。转子电流的有功分量i2与e2同相位，所以圈中的叉和点既表示电动势的方向.又表示电流有功分量的方向。转子电流的有功分量与气隙旋转磁势相互作用产生电磁力f,根据左手定则，转子将产生一个和定子旋转磁势同方向的驱动性的电磁转矩Temo当转子静止时，如果该转矩足以克服制动转矩的话，转子就将追随着旋转磁势转起来。当电磁转矩TenI与轴端机械负载转矩T2相平衡时，电动机将以某一转速n稳定运行。正常运行时异步电机的转速接近同步转速，但不能等于同步转速。只要nVnl时，转子和旋转磁势之间有相对运动，转子就有电流，就能产生转矩，这个转矩就可克服负载的制动转矩而拖着转子转动。同时，在定子方面，因为转子方面存在电流，也将受感应而从电网输入相应的电流(图中未表示)，输入有功功率。这时电机就处在电动机运行状态。2 .转子正转并且转速高于同步转速的情况，n>nl,或S<0n上升到同步转速时电磁转矩已等于零，因此电机本身不会加速到同步转速以上，而采用原动机来带动电机，是可以实现的。这时的情况如图5.8(b)所示。转子导体中感应电动势、电流的有功分量及电磁转矩的方向将与电动机运行状态相反，电磁转矩为制动性质。在定子方面，因为转子电流改了方向，定子中因后者而感应的电流分量也将改变方向,此时，电机由转子转轴输入机械功率而从定子输出电功率。电机就处在发电机运行状态。3 .转子反转，n<0,或s>l如果用其它机械拖动电机使转子向着与旋转磁势相反的方向旋转，这时转子电势和电流的方向仍将和电动机时一样，转矩的方向仍保持旋转磁势的方向，与转向相反，因此将对定子和拖动机械起制动作用.同时转子电流未改方向，定子中的电流仍和电动机时同方向，仍有有功功率从电网输入，这时电机处于“电磁制动”状态。异步电机作为电磁制动运行时，一方面定子从电网吸取电功率，另一方面，外力也必须对转子供应机械功率。此时，电机从定子和转子同时输入的功率均将变为电机内部的损耗，转化为热能消耗掉了。由以上分析可见：当。VSVI时，为电动机运行状态，异步电机主要作为电动机使用。当o>s>-8时，为发电机运行状态，有时用于农村小型水电站和风力发电站。当8>s>l时，为电磁制动运行状态，适用于要求快速结束和准确定位的短时运行状态。图2三种运行状态的比较例：一台50Hz的异步电动机，额定转速nN=730rmin,空载转差率为0.00267,试求该电机的极数、同步转速及额定负载时的转差率。如果该电机用于起重机上，当重物下降时的转速为3000rmin,试求其转差率，此时电机运行于什么状态。解：由于极对数与同步转速之间有的关系，当p=4时,nl=750rmin,今已知额定转速为730rmin,它略低于同步转速，故知该电机同步转速应为750rmin,电机极数2p=8。于是空载转速为n=nl(l-s)=75(1-0.00265)=748rmin额定转差率为如果以300rmin反转，则转差率为此时电机运行于电磁制动状态。