电机学 第V部分异步电机 GE 2009级卓越工程师班 主讲教师：谢宝昌 上海交通大学电气工程系
电机学 第IV部分 异步电机 for GE 2009级卓越工程师班 主讲教师：谢宝昌 上海交通大学电气工程系
异步电机的功率、转矩和特性 ·异步电机的电功率 一定子电枢与转子电枢的电功率 一感应电动机输入电功率，感应发电机输出电功率 ·异步电机的机械功率 一转子轴上的机械功率 ·异步电机的损耗 一电枢铁芯损耗，电枢绕组损耗，转子机械损耗，附加损耗 ·异步电动机的机械特性 一电压和频率额定时，转子转速与电磁转矩的关系： 。 异步电动机的工作特性 一电压和频率额定时，转差率、效率、机械转矩、功率因数和 定子电流与输出功率的关系： August 27,2011 2
August 27, 2011 2 异步电机的功率、转矩和特性 • 异步电机的电功率 – 定子电枢与转子电枢的电功率 – 感应电动机输入电功率，感应发电机输出电功率 • 异步电机的机械功率 – 转子轴上的机械功率 • 异步电机的损耗 – 电枢铁芯损耗，电枢绕组损耗，转子机械损耗，附加损耗 • 异步电动机的机械特性 – 电压和频率额定时，转子转速与电磁转矩的关系； • 异步电动机的工作特性 – 电压和频率额定时，转差率、效率、机械转矩、功率因数和 定子电流与输出功率的关系；
异步电机的功率平衡关系 ·电网输入电功率P1 - 定子铜耗Pcu1 P1 -定子铁耗pe1 ·气隙电磁功率Pem -转子铜耗Pcu2 -转子铁耗pe2 。 转子机械功率Pmec Pfe 一风摩损耗PwM -附加损耗pad 0 mec ·转子输出机械功率P2 Pad August 27,2011 3
August 27, 2011 3 异步电机的功率平衡关系 • 电网输入电功率P1 – 定子铜耗pcu1 – 定子铁耗pfe1 • 气隙电磁功率Pem – 转子铜耗pcu2 – 转子铁耗pfe2 • 转子机械功率Pmec – 风摩损耗pwf – 附加损耗pad • 转子输出机械功率P2 P1 pcu1 pfe1 pfe2 pcu2 pwf pad P2 Pem Pmec
电磁功率和机械功率表达式 E1=V2W,kΦm P=Pem Pcu+pfel Pem mE h cosy Pem m2 E212 cos2 Pem Pmec Pcu2+Pfe2 Pem m2lnIs Pem m12 ls Pmec =P2+Pwg+Pad Pne mI2r2(1-s)/s=(1-s)Pem p2=m,123=m,172=sPm August 27,2011 4
August 27, 2011 4 电磁功率和机械功率表达式 ! Pem = m1E1I1 cos"1 ! Pem = m2E2I2 cos"2 ! Pem = m2I2 2 r2 /s ! Pem = m1I " 2 2 r " 2 /s ! E1 = 2"f1 W1kw1 #m ! Pmec = m1I " 2 2 r " 2(1# s)/s = (1# s)Pem ! pcu2 = m1I " 2 2 r " 2 = m2I2 2 r2 = sPem ! Pmec = P2 + pwf + pad ! Pem = Pmec + pcu2 + p ! fe2 P1 = Pem + pcu1 + pfe1
电磁转矩和机械转矩 转子侧电磁功率Pm=Pmc+P2+Pe2 电磁转矩 2 机械功率Pmec=P2+Pw+Pad 转矩平衡 台-+7 22 August 27,2011 5
August 27, 2011 5 电磁转矩和机械转矩 ! Tem = Pem "1 = pPem 2#f1 = Pmec " ! Tem = P2 " + pwf + pad " = TL + T0 ! Pmec = P2 + pwf + pad ! Pem = Pmec + pcu2 + pfe2 转矩平衡 转子侧电磁功率 电磁转矩 机械功率