三相异步电动机的机械特性

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1、第六章       三相异步电动机的电力拖动§6-1三相异步电动机的机械特性机械特性是指电动机转速n与转矩T之间的关系，一般用曲线表示。欲求机械特性，先求T与n的数学关系式，称为机械特性表达式。有三种表达式：一。三相异步电动机机械特性的三种表达式（一）物理表达式此式清楚表明了T和、cos之间的关系，虽然、cos与n密切有关，但不能清楚反映T与n的关系。（二）参数表达式电磁转矩由异步电动机的近似等效电路，得代入T的公式，即得参数表达式考虑到n=(1－s)n0，，即可由此式绘出异步电动机的机械特性曲线n=f(T)，如图6－1所示。      机械特性的参数表

2、达式为二次方程，电磁转矩必有最大值，称为最大转矩Tm。      将表达式对s求导，并令，可求出产生最大转矩Tm时的转差率Sm   图6－1机械特性曲线Sm称为临界转差率。代入T的公式则可得Tm的公式式中正号对应于电动机状态，负号适用于发电机状态。      一般，故可得近似公式      可见：（1）当电动机参数和电源频率不变时，Tm，而Sm与UX无关；             （2）当电源电压和频率不变时，Sm和Tm近似与（X1＋）成反比；             （3）增大转子回路电阻，只能使Sm相应增大，而Tm保持不变。      最大转矩Tm与

3、额定转矩TN之比称为过载倍数，也称过载能力，用KT表示：一般异步电动机KT＝1.8～3.0。对于起重冶金机械用的电动机，可达3.5。      异步电动机起动时，n＝0，s＝1，代入参数表达式，可得起动转矩的公式由此式可知，对绕线式异步电动机，转子回路串接适当大小的附加电阻，能加大起动转矩Tst，从而改善起动性能。对于鼠笼式电动机，不能用转子串电阻的方法改善起动转矩，在设计电动机时就要根据不同负载的起动要求来考虑起动转矩的大小。起动转矩Tst与额定转矩TN之比，称为起动转矩倍数Kst：Kst＝一般电动机Kst＝1.0～2.0，对于起重冶金机械用的电动机为

4、2.8～4.0。（三）实用表达式参数表达式在理论分析时很有用，但定、转子参数在产品目录中找不到，使用起来不方便。为此，还需导出便于用户实用的实用表达式。将T的公式与Tm的公式相除，并加以整理化简，可得如果忽略R1，得上式的Tm及Sm可由电动机产品目录查得的数据求得，故称实用表达式。只要求得Tm和Sm，就可得到T与s（n）的关系曲线。Tm与Sm的求法如下： ，     ，      机械特性的三种表达式，应用场合个有不同。物理表达式适用于定性分析T与及之间的物理关系；西安市表达式适用于分析各参数变化对电动机运行性能的影响；实用于机械特性的工程计算。二、相异

5、步电动机的固有机械特性和人为机械特性（一）  固有机械特性定义：在额定电压和额定频率下。电动机按规定的接线，定子及转子电路不外参数时机械特性曲线n＝f（T）。为描述固有机械特性，下面着重分析几个特殊运行点：（1）      起动点A特点是 n＝0（s＝1）；T＝Tst。（2）      额定工作点特点是 n＝nN  (s=sN)；T=TN （3）      同步转速点H特点是 n＝n0（速＝0）；T＝0；I1＝I0。是电动机状态与回馈制动状态的转折点。（4）      最大转矩点a、 电动状态最大转矩点P： T＝Tm、s＝sm。b、回馈制动状态最大转矩点

6、：T=,s=（均为负值），不忽略R1时，、。（二）  人为机械特性固有机械特性的条件中有一条不满足时，得到的机械特性就为人为机械特性。1．降低电压Uxn0不变，Tm与Tst均为成正比，sm与Ux无关。为此可得降低Ux时的人为机械特性。图6－3中绘出了Ux＝UN、0.8UN、0.5UN时的人为特性。如果负载转矩接近额定时，长期低压运行，会使电动机过热损坏。2．转子回路串对称电阻n0不变，Tm不变，sm则随串接电阻的增大而增大，Tst也随之增大。当增至时sm＝1，Tst＝Tm，如继续增大，则Tst开始反而减小。如图6－4所示。  3．定子电路串联对称电抗定子

7、电路串联对称电抗Xst时，n0不变，Tm、Tst及sm将随Xst的曾大而减小。特性如图6－5所示。一般用于笼型异步电动机的降压起动。4．定子电路串联对称电阻定子电路串联对称电阻Rf，与串Xst相似，n0不变，Tm、Tst及sm将随Rf的曾大而减小。特性如图6－6所示。也用于笼型异步电动机的降压起动。§6－2  三相异步电动机的起动一、三相笼型异步电动机的起动方法1．直接起动方法：通过把三相闸刀或磁力起动器，直接接通额定电压的电路。性能：Tst＝（1.0～2.0）TNj或 (2.8～4.0)TN0 ；     Ist＝（4~7）IN。特点：设备简单，操作方

8、便，Tst较大，Ist很大。适用场合：适用于相对电源变压器容量较小的电动机，一般