2.2 三相异步电动机的空载运行和负载运行（课件）-《电机与电气控制技术》同步精品课堂（机工版·第2版）

《电机与电气控制技术》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第二章 三相异步电动机 第二节 三相异步电动机的空载运行 （第5课时） 知识目标 掌握三相异步电动机的空载运行和负载运行。 能力目标 通过学习三相异步电动机的空载运行和负载运行，分析三相异步电动机的空载运行时的电磁关系；掌握空载电流和空载磁动势；掌握负载时的转子绕组的感应电动势、转子电抗、转子电流等知识。 情感目标 通过学习三相异步电动机空载运行和负载运行的知识，使同学们对三相异步电动机有进一步的认识，深化了同学们对于电动机了认知和了解 。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 导入情景 01 思考： 1、什么是三相异步电动机的空载运行？ 答：三相异步电动机定子绕组接到对称三相电源上电动机转子正常旋转且转轴上不带机械负载时的运行状态，称为空载运行状态。 新知学习 02 第二节 三相异步电动机的空载运行 空载运行：定子接三相电源，转轴不带机械负载。此时转子电流约为零。此时电动机的转速n非常接近同步转速n1，即n ≈ n1。转子与旋转磁场之间的相对转速接近于零，因此可认为转子导体中的感应电动势 E2 ≈ 0,I2 ≈0。所以空载运行时，电动机定子空载电流I0近似等于励磁电流，其主要作用是产生三相旋转磁通势，同时也提供空载损耗，包括定子绕组铜损铁心损耗和转子的机械摩擦损耗等。 新知学习 02 第二节 三相异步电动机的空载运行 旋转磁场即电动机每极磁通Φm在定子绕组中产生的感应电动势 E1为 式中 N1——定子每相绕组的串联匝数； κ1 ——小于1的绕组系数; Φm ——每极磁通即旋转磁场主磁通。 新知学习 02 第二节 三相异步电动机的空载运行 异步电动机定子电流产生的磁通除主磁通Φm与定子绕组、转子绕组交链外，还产生仅与定子绕组相交链的定子漏磁通Φσ1 ，图 2-9 所示为转子开路时定子磁场的情况。漏磁通Φσ1主要经过气隙闭合，它将在定子绕组中产生漏感电动势 Eσ1，用漏感抗压降表示为 式中 Xσ1——定子绕组每相漏电抗，Xσ1=2πf1Lσ1，其中Lσ1为定子绕组漏电感。 新知学习 02 第二节 三相异步电动机的空载运行 忽略若忽略漏感抗压降和定子绕组电阻R1上的电压降，则 或 由上式可知，当电源频率一定时,电动机的每极磁通 Φm仅与外加电压成正比。一般情况下，若电源电压为额定值，每极磁通Φm基本是恒定的，不随负载变化而变化。 新知学习 02 第二节 三相异步电动机的空载运行 新知学习 02 第二节 三相异步电动机的空载运行 三相异步电动机空载运行情况与变压器空载运行时基本相似，但变压器是静止的，不存在机械摩擦损耗，也基本上不存在气隙。所以，三相异步电动机的空载电流比变压器的空载电流大得多。在大、中型容量的异步电动机中，I0占额定电流的20%~35%；在小容量的电动机中，则占35% ~50%，甚至达到 60%。因此，空载时异步电动机的漏抗压降占额定电压的2%~5%，而变压器的漏抗压降不超过额定电压的0.5%。 小试牛刀 02 练习： 1. 三相异步电动机空载运行情况与变压器空载运行时基本相似。 2. 空载时异步电动机的漏抗压降占额定电压的2%~5%，而变压器的漏抗压降不超过额定电压的0.5%。 3.在大、中型容量的异步电动机中，I0占额定电流的（ C ）；在小容量的电动机中，则占35% ~50%，甚至达到 60%。 A. 5%~10% B. 10%~15% C. 20%~35% D. 70%~80% 接触器按操作方式分为电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器;按灭弧介质分为空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等;按主触头控制的电流性质分为交流接触器、直流接触器;而按电磁机构的励磁方式可分为直流励磁操作与交流励磁操作两种。其中应用最广泛的是空气电磁式交流接触器和空气电磁式直流接触器，简称为交流接触器和直流接触器。 新知学习 02 三相异步电动机的负载运行是指电动机的定子绕组接三相交流电源，电动机轴上带机械负载时的运行状态。由于负载增加，电动机转速下降，旋转磁场与转子的相对运动速度加大，转子感应电动势增大，转子电流和电磁转矩加大。当电磁转矩大到与负载转矩平衡时电动机就在较低转速的状态下稳定运行。所以，三相异步电动机带上负载时电动机转速下降，转子电流加大。 第三节 三相异步电动机的负载运行 新知学习 02 （一）转子绕组内感应电动势的频率 当旋转磁场的磁通以转差速度 Δn=n1-n=sn1切转子导体时，在转子绕组内产生感应电动势E2的频率为 式中 p——转子绕组极对数，恒等于定子极对数。