0第10章d 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态.ppt

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1、第十章三相异步电动机的机械特性及各种运转状态i2R1R2i1u1e1e2RLL1L2定子电路相量电压平衡方程式为由于绕组在正常负载范围内漏阻抗压降远小于感应电动势E1。i2R1R2i1u1e1e2RLL1L2转子电路转子电势e2的频率为220222222222)(cosSXRRXRR+=+=f2202220222222)(SXRSEXREI+=+=将其中参数代入：220222)(21UsXRsRKT×+=则:得到机械特性曲线求解可得临界转差率最大转矩（或临界转矩）Tmax：值得注意:(1)Tmax∝U12(2)最大转矩值与转子电阻无关一般三相异

2、步电动机的过载倍数KT=1.8-3.0最大转矩与额定转矩之比KT,称为过载倍数,即NTTT/max=K起动转矩Tst则当定子接通电源转子未动时：n=0（S=1）可见，并且与R2有关。起动转矩与额定转矩之比称为起动转矩倍数Kst,即KststNTT=/一般三相鼠笼电动机的Kst=1.0~2.2.实用表达式或第二节三相异步电动机的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是指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。三相异步电动机的固有机械特性1）起

3、始点A；2）额定工作点B；3）同步转速点H；4）最大转矩点P和P′。二、人为机械特性三相异步电动机降低定子相电压时的人为机械特性（一）降低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，导致电动机寿命缩短，甚至烧坏。转子电路内串联对称电阻时的人为机械特性（二）转子电路内串联对称电阻转子电路串联对称电阻适用于绕线转子异步电动机的起动，也可用于调速。（三）定子电路串联对称电抗定子电路内串联对称电抗时的人为机械特性定子电路串联对称电抗一般用于笼型异步电动机的降压起动，以限制电动机的起动电流。定子电路内串联对称电阻时的人为机械

4、特性（四）定子电路串联对称电阻与串联对称电抗时相同，定子串联对称电阻一般也用于笼型异步电动机的减压起动。（五）转子电路接入并联阻抗由于转子电路参数可变，如果参数配合恰当，电动机在整个加速过程中产生几乎恒定的转矩，在右图上绘出了这样的人为机械特性。转子电路接入并联阻抗时的电路图和人为机械特性转子电路接入并联阻抗时的转子等效电路图第三节三相异步电动机的各种运转状态一、电动运转状态电动运转状态的特点是电动机转矩的方向与旋转的方向相同。电动状态下异步电动机的机械特性二、制动运转状态异步电动机可工作于回馈制动，反接制动及能耗制动三种制动状态。其共同特点是

5、电动机转矩与转速的方向相反，以实现制动。此时，电动机由轴上吸收机械能，并转换为电能。（—）回馈制动状态位能负载带动异步电动机进入回馈制动状态当异步电动机由于某种原因（例如位能负载的作用），使其转速高于同步速度时，转子感应电动势反向，转子电流的有功分量也改变了方向，其无功分量的方向则不变。此时异步电动机既回馈电能，又在轴上产生机械制动转矩，即在制动状态下工作。异步电动机回馈制动时的机械特性当转子的转速超过旋转磁场的转速(s<0)时,将发生回馈制动。电机是处于发电机状态,又称为发电制动或再生制动。在变极调速（或降频调速）时,当由高速挡向低速挡转换的

6、初始,出现因转子的转速高于低挡同步转速而发生回馈制动的减速过程。E点为等速下落的稳定运行工作点转速反向的反接制动时的异步电动机特性异步电动机转速反向反接制动电路图（二）反接制动状态1．转速反向的反接制动转子轴上机械功率为负此时的转差率转子由定子输入的电功率即为电磁功率为正转子电路的损耗为两者之和，因此能量损耗极大。异步电动机定子两相反接的电路图与机械特性2．定子两相反接的反接制动为了迅速停车或反向，可将定子两相反接，工作点由A转移到B此时转差率为在两相反接时，电动机的转矩为－T，与负载转矩共同作用下，电动机转速很快下降，这相当于图中机械特性的B

7、C段。在转速为零的C点，如不切断电源，电动机即反向加速，进入反向的电动状态（对应于特性CD段），加速到D点时，电动机将稳定运转，实现了电动机的逆转过程。（三）能耗制动状态异步电动机能耗制动的电路图与机械特性当K1断开，电动机脱离电网时，立即将K2接通，则在定子两相绕组内通入直流电流，在定子内形成一固定磁场。当转子由于惯性而仍在旋转时，其导体即切割此磁场，在转子中产生感应电动势及转子电流。根据左手定则，可确定出转矩的方向与转速的方向相反，即为制动转矩。三、运转状态小结在正转方向，特性1与1′的第二象限为回馈制动特性，第四象限为反接制动特性；在反转

8、方向，特性2与2′的第二象限为反接制动特性，而第四象限则为回馈制动特性。能耗制动电路的联结方法有所不同，其机械特性用曲线3与3′表示，第二象限部分对应