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1、教学题目:(章、节)第五章三相异步电动机的电力拖动1・三相异步电动机的机械特性2.三相异步电动机的起动学时数2第11周第1次课教学目标:1.了解三相异步屯动机机械特性三种表达方式。2.掌握三相异步屯动机机械特性实用表达式的求取方法。3.了解三相异步电动机的启动方法。4.掌握二相异步电动机启动电阻的计算。教学重点与难点:三相异步电动机机械特性实用表达式的求取方法、三相异步电动机的启动方法。教学方式、方法:讲授法、讨论法教学过程:课前复习:检测学生对上节课的掌握情况情况,并对较难知识点做相应的复习,检测学生对本节课的预习情况,并对机械特性做出相应的提问,让学生带着问题
2、听课,达到有的放矢,提高本次听课的效率。讲授新课:一、机械特性的表达式(一)、机械特性物理表达式T孑Ct①」2gs勉(5—1)(二)、机械特性的参数表达式3pU聲為=—r?―h1(5~2)A$)式(5-2)是用电机参数表示的Tem=/(5)关系式。等弍右边包含了定子电阻尽、定子漏抗X"、转子归算电阻尺、转子归算漏抗X2.,这些参数当电机制造成以后就有确定值,供屯频率/不变时这些参数不变,屯机极对数〃为常值。这就是三相异步电机的机械特性参数表达式。固定4、时,可以将Tem=f(s)之间的关系画成曲线,称为T-£曲线,如图5—1所示。图5—1三相异步电动机的T-s曲线
3、1.T-s曲线分析从图7-1中可见,异步电动机的机械特性是一条曲线,并且跨I、II及IV三个象限。下面就异步电动机的T-s曲线进行分析。(1)额定工作点B异步电动机工作在额定点B时,电动机的各项参数均为额定值。其特点是,n=nN,S-SN9丁阿=Tn,-IiN。(2)起动点A起动点A的转速72=0,转差率5=1,启动电流为匚,匚=(5~7)几,对应的电磁转矩为TsJ=Tem,7;称为起动转矩。将$=1代入式(5—2),可得到异步电动机的起动转矩公式为Tsl=』.严哉(5—3)2砒(/?,+/?2)2+(X1(T+X2a)2由式(5-3)可知:当电源频率/和电动机的
4、参数为常数时,起动转矩7;与定子相电压的平方成正比。所以电源电压较低吋,起动转矩明显降低。增加转子冋路的电阻斥,可以增加起动转矩7;。起动转矩7;的大小常用起动转矩倍数表示,即(5—4)K”反映了电动机的起动能力,是笼型异步电动机的一个重要技术参数,可在产品目录中查得。起动时,只有当起动转矩7;大于负载转矩近时,拖动系统才能起动。(3)同步转速点IIH点所对应的转速是理想空载转速,即同步转速q。从T-s曲线中可见,H点的特点是77=/^(5=0),电磁转矩:=0,转子屯流/2=0,定子电流=/10o在实际运行中,没有外转矩拖动电机,电机转速是不能达到厲点的。所以电
5、机的实际空载转速是小于q的。(4)最大转矩点P最大转矩点P对应的电磁转矩为异步电机电磁转矩的最大值7;,称为最大转矩。最大转矩7;对应的转差率几称为临界转差率。最大转矩7;可以通过对式(5—2)中的s求导,并令dTem/ds=0求出Tem=Tm时的转差率几,即=±&Jr;+(x]+X2界(5—5)从式(5-5)可见,必仅与电动机的参数有关,与电机电压和转速无关,与转子回路的电阻尺成正比,因此改变转子回路电阻,可以改变产生最大转矩时的转差率几。当绕线式异步电动机转子冋路串入电阻时,几将变大,当几=1吋,起动转矩Ts,=Tm.达到最大。将几代入式(5—2),即可求得最
6、大电磁转矩7;为(5——6)式(56)取正号时,对应于T-s中的P点,是异步电机电动机运行状态时可产生的最大电磁转矩取负号时,则对应图中的P点是发电运行状态时的最大转矩-匚。由于式(5—6)中的尺前有正负号,所以7;和-7;的绝对值并不相等,即氐㈡-加。当忽略K时,M=从式(5—6)可见,异步电动机的最大转矩7;与电源电压S的平方成正比,与电源频率Z成反比,但与转子电阻尺无关。当转子回略串电阻时,虽然几变大,但7;保持不变。在实际使用中,不允许负载转矩兀大于7;。如果电动机所带负载转矩TL>Tm,拖动系统就会减速而停转。为保证不会因短期过载而停转,异步电动机应有一
7、定的过载能力。过载能力可以用转矩过载系数表示,即Kt=^(5—7)Tn(1)稳定运行区域异步电动机的机械特性分为以下两个区域。(a)转差率0〜必区域。在此区域内转差率s比较小,转矩公式(5-2)可以近似冷尺(5—8)2冯[(巩+叮+卜(X2+X2』]23〃川/?2_3pU;s=2兀疝22砒5从式(5-8)hT见,几与s(n)近似成盲线关系,该区域是异步电动机的稳定区域,一般情况下异步电机要求运行在这一区域。只要负载转矩小于电动机的最大转矩,电动机就可以在该区域内稳定运行。(b)转差率几〜1区域。在此区域内转差率几=1,转矩公式(5-2)可以近似为3pU匹Tem=r
8、7Ry"(