电机学课件：不对称 25章 电机不对称运行.ppt

第六篇 不对称第第25章章 电机不对称运行电机不对称运行第26章 机电转换原理-不要求第25章 电机不对称运行25.1 对称分量法25.2 Yyn变压器单相运行25.3 异步机不对称运行25.4 同步机不对称运行25.1 对称分量法25.1.1 对称的好处25.1.2 不对称的坏处（困境）25.1.3 对称分量法25.1.1 对称的好处关键-对称：对称：1）负载对称：ZA=ZB=ZC2）电源对称：化三相为单相-化三为单25.1.2 不对称的坏处不对称：对称：1）负载不对称负载不对称：ZAZB ZC 或者2）电源不对称电源不对称：不能化三为单：要一相一相求解25.1.3 对称分量法对称分量法1 对称的种类2 移相算子a3 对称序4 对称分量法的分解定理5 分量公式6 如何记住分量公式7 对称分量法的适用前提1 对称的种类按部位部位-对称电源、对称负载按物理量物理量-对称电压、对称电流、对称电势、对称磁通、等等按序序-对称正序、对称负序、对称零序2 移相算子移相算子a2 续续13 对称序（以电源电压为例）对对称称正正序序对对称称负负序序3 续1：对称零序对称零序（以电源电压为例） 三相电压同大小、同相位。

严格来说，对称零序严格来说，对称零序不是三相系统不是三相系统因为对称零序因为对称零序的三个分量，相位相同，实质上是一组单相电压的三个分量，相位相同，实质上是一组单相电压4 分解定理（以电压源为例）分解定理（以电压源为例）定理定理：任意一组不对称三相电压，都可以分解为三组对称电压之和证明证明：见下4 续1：证明：证明：分解方程组演变如下： R称为分解矩阵可见，只要分称为分解矩阵可见，只要分解矩阵解矩阵R可逆，那么，分解定理可逆，那么，分解定理便成立4 续2：事实上，分解矩阵行列式为：可见|R|0，分解矩阵可逆，分解定理成立证毕证毕5 对称分对称分量公式量公式解分解方程组即可得对称分量公式对称分量公式（简称分量公式分量公式）6如何记住分量公式：分量公式：贡献暗示法贡献暗示法1）记A+分量：A+是三相贡献的算术平均：A相贡献就是UAB相贡献是aUB-因为是A+，想象UB乘以a与UA同相 C相贡献是a2UC-因为是A+，想象UC乘以a2与UA同相2）记A-分量：类推3）记A0分量：类推6续1：特例验证法特例验证法1）特例1正系验证：假设原系是正序对称的，则新系仅含正系1）特例2负系验证：假设原系是负序对称的，则新系仅含负系。

1）特例3零系验证：假设原系是零序对称的，则新系仅含零系6续2：用正系用正系验证：验证：正系仅含正系正系仅含正系6续3：用正系用正系验证：验证：正系不含负系正系不含负系6续4：用正系用正系验证：验证：正系不含零系正系不含零系同理，可用负系、零系验证同理，可用负系、零系验证7 对称分量法的适用前提线性！因为：先分解，再合成，用了叠加原理25.2 Yyn变压器单相运行25.2.1 Yyn单相运行的接线、问题提法和解题思路25.2.2 Yyn的双方电流25.2.3 Yyn的双方电压25.2.4 Yyn的序电路25.2.5 Yyn单相运行的电流电压计算25.2.6 Yyn单相运行的中点漂移25.2.1 Yyn单相运行的接线、问题提单相运行的接线、问题提法和解题思路法和解题思路1 接线2 问题提法3 解题思路1 Yyn单相运行的接线单相运行的接线2 Yyn单相运行的问题提法单相运行的问题提法已知已知：原方线压、一比三抗原方线压、一比三抗（变比、负载阻抗、激磁阻抗、漏阻抗）待求待求：求原副原副方各相电流、电压各相电流、电压负载方程负载方程：3 Yyn单相运行的解题思路单相运行的解题思路1）采用对称分量法。

2）原方归算到副方3）正、负序不计激磁电流即正负序采用简化等值电路25.2.2 Yyn的双方电流1 副方电流：从总量到对称分量2 原方电流：从对称分量到总量3 原副双方总量电流综观1 副方副方电流电流：从总量从总量到对称到对称分量分量2 原方电流：从对称分量到总量原方电流：从对称分量到总量3 原副双方总量电流综观25.2.3 Yyn的双方电压1 副方电压2 原方电压1 Yyn的副方电压副方：线电压、相电压都未必对称现在关注相电压：无论相电压是否对称，都可假设由三组对称分量组成2 Yyn的原方电压原方：线电压对称，相电压未必对称无论相电压是否对称，都可假设由三组对称分量组成可以证明线压对称时相压负序为零2续续1：定理：定理：线压对称相压无负序线压对称相压无负序证明证明：思路-反证法设线压对称时相压中负序不为零由此推出矛盾2续续2：2续续3：因线：因线压对称故有：压对称故有：结果与结果与前面的前面的假设假设-相压负相压负序分量序分量不为零不为零-矛盾证毕证毕2续4：现在，原方线压对称，故可假设原方相压由正序、零序两组对称分量组成下面证明证明，原方相压正序分量大小原方相压正序分量大小=线线压的根号压的根号3分之一，相位滞后分之一，相位滞后30度度。

25.2.4 Yyn的序电路的序电路1 正序电路2 负序电路3 零序电路对应各序电压、电流，有各序的等效电路，简称序电路1 正序电路正序电路 第二篇讲的等效电路，就是正序电路因为彼时电压、电流都是正序的2 负序电路负序电路 负序短路阻抗与正序短路阻抗一样因为三相变压器加负序电压、流负序电流，与加正序电压、流正序电流没有差别 前已证明：线压对称前已证明：线压对称则相压无负序现电源则相压无负序现电源电压对称，故负序相压电压对称，故负序相压=0，原边短路原边短路 但请注意：线压对称不能保证相压无零序因此，线压对称，相压未必对称3 零序电路零序电路 零序变量：因副方为yn接，故零序电流可以0 零序阻抗：包括零序漏阻抗、零序激磁阻抗 零序变量：因原方为Y接，故零序电流=0但零序电压未必为零 组式三相变，零序主磁通所经磁路与正序主磁通的一样，故Zm0与Zm+一样 心式三相变，零序主磁通只能走油+箱壁，故Zm0仅比漏阻抗略大，比Zm+小得多 心式三相变典型数据如下： Zm0*=0.6，Zk*=0.5，Zm+*=30Zm+*是Zm0*的50倍！3续续1：零序漏阻抗与正、负序无异因为所建立的漏磁场无异 零序激磁阻抗零序激磁阻抗则可能相差甚大-与磁路系统有关。

原边开路，副边加单相电压原边开路，副边加单相电压3续续2：零序激磁阻抗的测定：零序激磁阻抗的测定25.2.5 Yyn单相运行的电流电压计算单相运行的电流电压计算1 电流计算2 电压计算 1 电流计算电流计算正序正序 负序负序 零序零序 各序电压方程：1 续续11 续续21 续续3电流公式电流公式：负载电流等于原方原方相压归算值相压归算值与等效阻抗等效阻抗之比等效阻抗=负载阻抗与三分之一零序激磁阻抗之和启示启示：如果零序激磁阻抗很大（组式三相变），则单相负载电流很小，无论ZL是大是小，哪怕短路1 续续4可见，连短路电流都只有正序激磁电流的可见，连短路电流都只有正序激磁电流的3倍大要知道正、负序激磁电流都是很小的，一般只有额要知道正、负序激磁电流都是很小的，一般只有额定电流的百分之十定电流的百分之十结论，结论，Yyn组式三相变不能带组式三相变不能带单相负载因为电流上不去，被单相负载因为电流上不去，被Zm0限制死了限制死了如果ZL=0，即短路，那么，对组式组式三相变有：2 电压计算：负序为零电压计算：负序为零正序正序 负序负序 零序零序 从序电路可见，原方电压只有两序，副方电压三序都有然而，副方负序电压仅为漏阻抗压降，故可忽略。

如如此一来，原副双方电压都只有正、零此一来，原副双方电压都只有正、零两序了两序了相压只有正零两序时线压对称2续续1:电压归算后，正零两序原副相等电压归算后，正零两序原副相等正序正序 从序电路可见：如果忽略Zk、Z2，那么，原方正序正序电压归算值与副方正序电压相等、原方零序零序电压归算值与副方零序电压也相等零序零序 2续续2:UAB是电源线压线压，已知，已知E0=Zm0* Ia0Zm0*可测可测Ia0=(1/3)IaIa已知已知变比亦已知已知因此，所有相压均可求2续续3：原方电压公式：原方电压公式 可见，原方可见，原方相电压含正零相电压含正零两序分量，不两序分量，不对称 但是，原方但是，原方线电压仅含正线电压仅含正序分量，对称序分量，对称2续续4：副方电压公式：副方电压公式 可见，副方可见，副方相电压含正零相电压含正零两序分量，不两序分量，不对称 但是，副方但是，副方线电压仅含正线电压仅含正序分量，对称序分量，对称2续续5: 综上可得：（忽略漏阻抗）结论结论：原方线压对称，原方相压不对称原方电流不对称忽略漏阻抗时，副方线压对称、副方相压不对称计及漏阻抗时，副方线压不对称、副方相压不对称25.2.6 Yyn单相运行的中点漂移单相运行的中点漂移 1 三相空载时的中点2 三相对称负载时的中点3 单相短路时的中点漂移4 中点漂移的后果5 中点漂移的程度1 三相空载时的中点三相空载时的中点 原方加正序电压，副方三相空载时，副边电压方程为： 这里的电势，都是正序主磁通正序主磁通在副方绕组中感应的正序电势正序电势。

1 续续1： 原方加正序电压，副方三相空载时，线压三角形为abc相压为相量na、nb、nc中点n位于三角形的重心中点没有偏移2 三相对称负载时的中点三相对称负载时的中点 同理知：原方加对称电压，副方对称负载时，中点也不偏移3 单相短路时的中点漂移（设单相短路时的中点漂移（设a相短路）相短路） 忽略漏阻抗时，负序电压为零故：3 续续1：单相短路时的副边相压：单相短路时的副边相压 中点漂移中点漂移：从从重心移到顶点重心移到顶点a3 续续2：单相短路时的原边相压：单相短路时的原边相压 中点漂移中点漂移：从重心移到顶点从重心移到顶点A 分析过程与副边的完全一样分析过程与副边的完全一样4 中点漂移的后果中点漂移的后果 后果后果：Yyn三相变压器a相短路短路时，中点漂移到顶点，副边b、c相，原边B、C相，的相压都升高到线压，即增大到原来的根号3倍！危及绝缘！毁掉变压器！后果后果：Yyn三相变压器a相负载负载时，中点也会漂移，副边b、c相，原边B、C相，的相压也都升高，但不到根号3倍负载越重（即负载电流越大），中点漂移越远，变压器越危险！5 中点漂移的程度：中点漂移的程度：取决于零序电势 零序电流的大小取决于零序激磁阻抗零序激磁阻抗和负载阻负载阻抗抗的大小。

零序激磁阻抗零序激磁阻抗的大小取决于三相变的磁路结构磁路结构,组式的大，心式的小 综上，中点漂移的程度取决于综上，中点漂移的程度取决于负载阻抗负载阻抗+磁路结构磁路结构 单相短路时，无论组式、心式，中点都漂移到顶点区别是短路电流：组式的小，心式的大 单相负载、负载电流相同时：组式的漂移程度深，心式的浅的大小，即取决于零序电流和零序激零序激磁阻抗磁阻抗的大小25.3 异步机不对称运行25.3.1 异步机相序阻抗25.3.2 异步机不对称运行分析25.3.3 异步机一相断线时的运行25.3.1 异步机相序阻抗1 正序阻抗2 负序阻抗3 零序阻抗1 正序阻抗 正序阻抗定义定义：1）定子上加以对称三相正序电压；2）转子以转速n旋转此时，异步机所表现的阻抗称为正序阻抗 正序阻抗就是上学期异步机篇所讨论的T形等值电路从左端看进去的阻抗1 续12负序负序阻抗负序负序阻抗定义定义：1）定子上加以对称三相负序负序电压；2）转子以转速n旋转此时，异步机所表现的阻抗称为负序负序阻抗 转子对负序磁场的相对速度n= - nS -n，转差率为n/(- nS )=(- nS - nS + nS -n)/(- nS )=2-s。

故：负序阻抗相当于转差率为2-s的正序阻抗2 续13 零序阻抗 三相感应电动机一般无。