异步电机电力拖动（注册电气工程师考试课件）.ppt

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1、第十章异步电机的电力拖动10.1三相异步电动机的机械特性10.2电力拖动系统的运行状态10.1三相异步电动机的机械特性一、电磁转矩公式1.电磁转矩的物理公式Pe=m2E2I2cos2E2=4.44f1kw2N2ΦmT=PeΩ060Pe2πn0=T=CTΦmI2cos2※转矩常数:pPe2πf1=4.44pm2kw2N22πCT=2.电磁转矩的参数公式R2'sPe=m1I2'2pPe2πf1T=pm12πf1=R2'sI2'2利用简化等效电路:I2'=(R1+)2+(X1+X2')2√U1R2'sT=pm12πf1(R1+)2+

2、(X1+X2')2U12R2'sR2'ssM=±√R12+(X1+X2')2R2'◆临界转差率：◆最大（临界）转矩：TM=±2〔±R1+√R12+(X1+X2')2〕U12pm12πf1●电动状态取“+”，发电状态取“－”。●R1＜＜(X1+X2')sM≈±R2'X1+X2'TM≈±pm1U124πf1(X1+X2')◆结论:①T∝U12，sM与U1无关;②sM∝R2'，TM与R2'无关。3.电磁转矩的实用公式T=++2sM2TM(1+sM)sMsR1R2'ssMR1R2'T=+2TMsMsssM忽略R1：OTs二、固有机械特性当

3、U1、f1、R2、X2=常数时：T=f(s)n=f(T)——转矩特性——机械特性当U1L=U1N、f1=fN，且绕线型转子中不外串电阻或电抗时，机械特性称为固有机械特性。1n0TnOn0TnO1.额定状态（N点）※额定状态是指各个物理量都等于额定值的状态。N点：n=nN，s=sN，T=TN，P2=PN。nNTNNTN=9.55PNnN※额定状态说明了电动机长期运行的能力：TL≤TN，P2≤PN，I1≤IN（N•m）2.起动状态（S点）对应：s=1，n=0的状态。——又称为堵转状态。起动时：T=Tst，I1L=Istn0TnOTst

4、——直接起动的能力。◆起动条件：(1)Tst>TL(2)Ist＜线路允许值◆起动转矩倍数（笼型异步电动机）:STstTstTNαst=◆起动电流倍数:IstINαsc=nMTM临界转速3.临界状态（M点）TMTNαMT=n0TnOM对应：s=sM，T=TM的状态。◆临界状态明了电动机的短时过载能力。◆过载倍数：◆临界转差率sM（由转矩的实用公式得出）sM=sN(αMT+√αMT2－1)=2~2.2sN=sM(αMT－√αMT2－1)±4.回馈制动状态n0Tn(s)OHsMTMsM'TM's=n0－nn0当：n＞n0时，s＜0——回

5、馈制动状态。

6、sM'

7、=

8、sM

9、

10、TM'

11、＞

12、TM

13、n0TnO工作段自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。a点→TL↑直至新的平衡TLaTL'a'点a'T－TL＜0→n↓◆电动机的自适应负载能力电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整这种能力称为自适应负载能力。→I2↑→T↑I1↑→P1↑如:柴油机当负载增加时，必须由操作者加大油门，才能带动新的负载。二、人为机械特性1.降低定子电压时的人为特性UN0.81TM0.81Tstn0TnOsM0.9UNm1R2'Ω0sT=I2'21sNI2N'2=1sI2'2降低定子电

14、压转速稳定后：n＜nNs＞sNT=TLI2'＞I2N'2.转子电路串联对称电阻时的人为特性n0TnOTMR2sM∝R2'TM与R2'无关R2+RΩ1R2+RΩ1+RΩ2◆转子串联合适的电阻:Tst→TM3.定子电路串联对称电抗或电阻时的人为特性n0TnOsMsM'X1(R1)↑→sM、TM、Tst↓4.改变定子电源频率时的人为特性(1)f1＜fNE14.44f1kw1N1Φm=≈U14.44f1kw1N1◆为保持：Φm=常数=常数U1f1∵n0∝f1,sM∝1f1∴△nM=n0－nM=sMn0（不变）sM≈R2'X1+X2'而且：

15、TM不变（忽略R1）TM≈pm1U124πf1(X1+X2')n0TnOn0'f1fN∨(2)f1＞fN，U1=UN（不变）调频时：f1↑→Φm↓n0∝f1sM∝1f1△nM=n0－nM=sMn0(不变)TM∝1f12而且：n0TnOn0'f1fN∨sM≈R2'X1+X2'TM≈pm1U124πf1(X1+X2')U1U2U3U4U1U2U3U4××××(a)p=2(b)p=15.改变磁极对数时的人为特性(a)YY(p)(b)Y(2p)(c)△(2p)◆定子绕组常用的接法：(1)YY－Y：●p－2p：n0→n0/2。●X1(R1)

16、→4X1(R1)，N1→2N1(kZ→4kZ)，U1不变：①sM不变。②△nM=n0－nM=sMn0→sMn0/2。③TM(Tst)→TM(Tst)/2。sM≈R2'X1+X2'TM≈pm1U124πf1(X1+X2')n0TnOYYY0.5n0(