2-异步电机及其控制

基本概念#

工作原理：转子转速低于磁场转速

旋转磁场转速： $n_s=\frac{60f_s}{p} \quad （p为极对数）$

增大极对数p，转矩变大，转速下降

注：空载转差率 $0.1-0.5\%$ ，额定转差率 $2-6\%$

磁势分析#

两相电机：电压相位相差90°，绕组电角差90°，合成圆旋磁场；（即使绕组分布不均，也能产生圆旋磁场）

$$ \left\{\begin{array}{l} F_c=\frac{1}{2}F\sin(\omega t-x)+\frac{1}{2}F\sin(\omega t+x)\\ \ \\ F_f=\frac{1}{2}F\sin(\omega t-x)+\frac{1}{2}F\sin(\omega t+x-180\degree) \end{array}\right.\\ \ \\ F_c+F_f=F\sin(\omega t-x) $$

三相电机：电压相位差120°，绕组电角差120°，合成圆旋磁场；（天然分布均匀）

$$ \left\{\begin{array}{l} F_A=\frac{1}{2}F\sin(\omega t-x)+\frac{1}{2}F\sin(\omega t+x)\\ \ \\ F_B=\frac{1}{2}F\sin(\omega t-x)+\frac{1}{2}F\sin(\omega t+x-240\degree)\\ \ \\ F_C=\frac{1}{2}F\sin(\omega t-x)+\frac{1}{2}F\sin(\omega t+x+240\degree)\\ \end{array}\right.\\ \ \\ F_A+F_B+F_C=\frac{3}{2}F\sin(\omega t-x) $$

典型特性#

$$ 转差率：s=\frac{n_s-n}{n_s} $$

电压调速#

$$ 虚线上为稳定区，虚线下为不稳定区\\ （负载变大，速度降低，转矩变大） $$

变频调速#

$$ U_1 \propto f_1 \Phi_m \\ T \propto \Phi_m I_2 $$

$$ 恒转矩（恒磁通）调速：降频，降压\\ 虚线代表\frac{E_1}{f_1}为常数，实线代表\frac{U_1}{f_1}为常数\\ E_1为定子电路感应电势，U_1为相电压 $$

$$ 恒功率（恒压）调速：升频，降磁通\\ P=T\cdot \omega $$

串电阻调速#

$$ 电阻越小，机械特性越硬 $$