和变压器相似,为了使用等效电路图来简化分析和计算,可把异步电机的转子绕组折算为一个相数、匝数和绕组系数都与定子侧相同的等效转子。转子中所有的参数折算成定子侧的后,在原有符号的右上角打一撇表示。而这个新的转子多相电流系统能产生与原来一样的转子磁场,使得作为原边的定子绕组中的各个物理量 、 、Fm、F1、Φm完全不受影响,而转子侧的各种功率和损耗也都不改变,电机中的电磁本质和能量转换关系均将保持不变。由于转子对定子的影响是通过转子磁动势来实现的,上述的折算条件是:折算前后转子磁动势F2的大小和相位仍保持不变。折算方法与变压器完全相同: 1.保持折算前后转子磁动势F2的大小不变,由 (1) 得到转子电流的折算值: (2) 2.由于电机中主磁通Φm没有任何改变,转子绕组感应电动势的大小在折算前后仅与绕组匝数和绕组系数有关,得电动势折算值: (3) 3.根据转子上功率和损耗不变的原则,如由转子铜耗和漏磁场储能不变有:
即:
(4) 可得用转子折算值表示的异步电机的基本方程式组:
(5) |
频率折算的目的是用一个静止的转子等效代替旋转的转子,其等效的条件应该是使定子侧的各物理量不受转子的影响。而转子对定子的影响是通过转子磁动势F2实现的,要实现异步电机的频率折算,必须保持转子磁动势F2的大小和相位不变。说,转子磁动势F2是由转子电流产生的,简单地说,频率折算的原则是使等效前后转子电流的大小和相位相等以保持转子磁动势F2的大小和相位不变;并且等效前后转子电路的功率和损耗相等。 由于转子绕组直接短路,转子电流 是由转子侧感应电动势和转子回路的阻抗值共同决定的。异步电机在静止和旋转的不刻,转子侧物理量的频率和大小都是不同的,具体来看转子电流: (1) 比较第一个等式和Zui后一个等式中的两种情况。前者处于转子旋转状态,其电势为 ,转子的阻抗为 ,频率为f2;后者处于转子静止状态,其电势为 ,转子的阻抗为 ,再加上一个外加等效电阻 ,频率为f1。电流在 大小方面未变,仅仅只是频率有所改变。它们所形成的转子磁动势F2,在数值上未变,只前者以n2的速度而后者以n1的速度相对转子而旋转;但对定子而言,二者都是以n1的速度旋转。这样,从定子边来看,这二种情况的作用是一样的,可以用后一个式子代替前一个。 这种把实际旋转的转子等效成串入 电阻的静止转子,从而使转子电路的频率由f2变成f1的方法叫做异步电机的频率折算。 故可得转子侧电动势方程为: (2) (3) |