相异步电动机的机械特性及各种运转状态.ppt

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1、回顾：三相交流电机的功率和转矩：三相交流电机从电网吸收的功率：传递到转轴的机械功率为：转轴的实际输出功率为：输出电磁转矩为：转矩平衡方程：——转矩常数1补充：三相异步电动机的机械特性及各种运转状态2机械特性的三种表达式直流电力拖动和交流电力拖动的共同问题稳定性机械特性和负载特性的配合机械特性——也是指转速与转矩间的关系n=f(T)，包括：固有机械特性和人为机械特性负载转矩特性——也是负载转矩与转速间的关系Tz=f(n)，包括：恒转矩负载、恒功率负载、通风机负载机械特性物理表达式参数表达式实用表达式3一、物理

2、表达式机械特性的物理表达式：CT1——异步电动机的转矩系数Φm——异步电动机每极磁通——转子电流的折算值——转子电路的功率因数显然，4由物理表达式绘制异步电动机的机械特性曲线：转子电流公式→n=f(I2′)I2’=0，电机空载，n=ns，随着转子电流增大，转速下降转子电路功率因数公式→n=f(cosφ2′)电机起动时刻（s=1，n=0），cosφ2′很小，当在额定负载下运行时（s很小,nN），cosφ2′增大。将上述两条曲线相乘并乘以CT1Φm→n=f(T)表明：电动机的电磁转矩T与气隙磁通Φm及转子电流有

3、功分量的乘积成正比物理表达式适用于对三相异步电动机进行定性分析5二、参数表达式物理表达式不能直接反映异步电动机转矩与电动机一些参数（如定子相电压Uφ、s、R1、R2′、X1、X2′）间的关系，因此必须推导出机械特性的参数表达式参数表达式适用于分析参数变化对电动机运行性能的影响6可得则得因为：并且：异步电动机的机械特性参数表达式7由参数表达式绘制异步电动机的机械特性曲线：8几个重要参数临界转差率：最大转矩：对s求导，令dT/ds=0其中，正号对应于电动机状态，负号对应于发电机状态由于9临界转差率：最大转矩：结

4、论：1）当电动机各参数及电源频率不变时，Tmax与Uφ2成正比，sm则保持不变，与Uφ无关；2）当电源频率及电压不变时，sm与Tmax近似地与X1+X2′成反比；3）Tmax与R2′之值无关，sm则与R2′成正比。10异步电动机接到电源开始起动时的电磁转矩（s=1，n=0）对于绕线转子异步电动机，转子电路串联附加电阻，可以改善起动特性过载倍数如果负载转矩Tz＞Tmax，电动机将会停转为保证电动机不会因为短时过载而停转，电动机必须具有一定的过载倍数KT反映了电动机短时过载的极限起动转矩11对于笼型转子异步电动

5、机，转子电路不能串联附加电阻，此时，Tst与TN的比值称为起动转矩倍数Kst是笼型异步电动机的一个参数，反映了电动机的起动能力。起动转矩倍数参数表达式适用于分析T与电动机参数之间的关系。根据参数表达式绘制机械特性，需要知道相关的参数（如R1、R2′、X1、X2′等）通常情况下，电动机产品目录中没有这些参数，因此需要导出实用表达式12三、实用表达式忽略R1得到实用表达式Tmax及Sm可根据电动机产品目录中查到的数据进行计算13Tz＜TN时，s/sm<

6、可看成一条直线，电动机不论带动何种负载均能稳定运行，称为工作部分s＞sm，机械特性为一曲线，只有带动通风机负载才能稳定工作，常称为非工作部分14固有机械特性与人为机械特性一、固有机械特性固有机械特性——异步电动机工作在额定电压及额定频率下，电动机按规定的接线方法接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗或电容）时所获得的机械特性曲线。15几个特殊点起动（堵转）点A；n=0,T=Tst,I1st=(4~7)I1N额定工作点B；n=nN,T=TN,I1=I1N同步转速（理想空载）点H；n=ns,T=0,I'2=0,

7、I1=I0最大转矩（临界）点P和P′电动状态最大转矩点P—T=Tmax,s=sm回馈制动最大转矩点P'—T=T'max,s=s'm回馈制动时异步电动机的过载能力较电动状态时大16二、人为机械特性人为机械特性异步电动机电磁转矩T的数值由某一转速n（或s）的电源电压Uϕ、电源频率f1、定子极对数p、定子及转子电路的电阻及电抗（R1、R2′、X1、X2′）决定的。人为机械特性——通过人为改变上述参数得到的机械特性。17（一）降低UφTmax及Tst与U2φ成正比降低；sm与Uφ的降低无关；同步转速不变固有机械特性

8、上转矩值乘以电压变化百分数的二次方即可得到降压的人为机械特性18额定运行时，Uφ=UN，I1=I1N，n=nN，T=TN；Uφ↓→I1↓，I2′↓→T↓（T＜Tz）→n↓→s↑→sE2↑sE2↑→I2′↑→T↑（T=Tz时达到新的平衡）Uφ下降前后负载保持额定值不变，而因此由于n下降→sz＞sN，故I2z′＞I2N′，即Uφ降低后电动机电流将大于额定值，电动机如长时连续运行，最终温升将超过允许值，导致电动机寿命缩