电力拖动与控制 第2版 教学课件 作者 李 岚 第三章.ppt

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1、电力拖动与控制第三章三相异步电动机的电力拖动主要内容三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的固有机械特性与人为机械特性三相异步电动机的起动三相异步电动机的制动三相异步电动机的调速三相异步电动机的四象限运行异步电动机的机械特性有三种表达式物理表达式参数表达式实用表达式第一节三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性是指当定子电压、频率以及绕组参数都固定时，电动机的转速n与电磁转矩T的关系n=f(T),也可写成T=f(s)。一、机械特性的物理表达式三相异步电动机的电磁转矩：式中，p—极对数ω1—定子角频率，ω1=2πf1PM—电磁功率，有二种表达式，即:

2、将电磁功率的第一个表达式代入转矩公式，并考虑到：得机械特性的物理表达式：；—转矩常数，—基波绕组系数—定子绕组每相串联匝数式中,—转子侧的功率因数物理表达式表明，三相异步电动机的电磁转矩是由磁通与转子电流的有功分量相互作用产生的。物理表达式反映了异步电机电磁转矩产生的物理本质，适用于对异步电动机机械特性做定性分析。二、机械特性的参数表达式图3-1异步电动机的T形等效电路图3-1为异步电动机的T型等效电路，略去励磁电流，由图可得:代入电磁转矩公式可得参数表达式：将其绘制成机械特性曲线如图3-2所示。图3-2异步电动机的机械特性第Ⅰ象限为电动机运行状态第Ⅱ象限

3、为发电回馈制动状态1）起动点A几个特殊点：起动转矩倍数起动转矩KT反映了电动机的起动能力。2）最大转矩点B式中，+号对应于电动状态，－号对应于发电状态。临界转差率最大电磁转矩通常，r1﹤﹤(x1+x2’)所以特点：（1）当电动机参数及电源频率不变时，Tm∝U12，sm与U1无关。（2）Tm与r2’无关，sm则与r2’成正比。（3）当电源电压和频率不变时，sm和Tm都近似地与x1+x2’成反比。定义过载倍数它反映了电动机短时过载的极限。3）额定运行点C4）同步转速点D又称为理想空载点。三、机械特性的实用表达式将电磁转矩公式与最大转矩公式相除得如忽略r1，得式

4、中，λT、PN、nN均可由手册查出，从而求出Tmax若已知额定运行点的TN、sN，则：实用表达式还可以简写为：此式适用范围：式中，当异步电动机在额定负载下运行时，s很小，约在0.02～0.05之间，则例3-1:一台三相异步电动机额定值如下求：(1)电动机机械特性的实用表达式；(2)电动机能否带动额定负载起动。解：(1)额定转差率额定转矩最大转矩临界转差率机械特性的实用表达式（2）电机开始起动时,s=1代入实用表达式得：因为Tst＜TN，故电机不能带额定负载起动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、固有机械特性三相异步电动机的固有机械特性是指

5、三相异步电动机定子电压和频率为额定值，按规定的接线方式接线，定子及转子电路中不外接电阻（电抗）时获得的机械特性曲线:T=f(s)。，图3-3为三相异步电动机的固有机械特性。图3-3三相异步电动机的固有机械特性其中：曲线1为气隙磁场按正方向旋转时的固有机械特性。曲线2为气隙磁场反向旋转时的固有机械特性。气隙磁场的旋转方向取决于定子电压的相序。二、人为机械特性三相异步电动机的人为机械特性是指人为的改变电源参数或电动机参数而得到的机械特性。由机械特性的参数表达式可知，可以改变的参数有定子电源电压,电源频率,极对数，定转子电路电阻或电抗等，所以三相异步电动机的人为

6、机械特性种类很多。这里介绍三种常见的人为机械特性。1．降低定子电压的人为机械特性当定子电压降低时：Tmax与U12成正比降低；Tst与U12成正比降低；sm与U1无关；同步速n1与U1无关。因此降低电压的人为机械特性是一组通过同步转速点的曲线簇。图3-4异步电动机降压时的人为特性降低电压U1对电动机运行的影响:如果电机原在额定电压下运行，若降低U1，则使n降低，s增大，I2将随E2的增大而增大，从而引起I1增大。若I1﹥IN，则导致电机过载，电动机长期欠压过载运行，会造成电动机过热，缩短电动机的使用寿命。另外，定子电压下降过多，可能出现Tmax﹤TL，将迫

7、使电动机停转。２.转子电路串对称电阻的人为机械特性这种人为机械特性仅适用于绕线转子异步电动机，在绕线转子异步电机转子电路内串入对称三相电阻Rs，如图3-5a所示。转子电路串入电阻后，n1和Tmax不变，sm、Tst随Rs增大而增大,人为机械特性是一组通过同步转速点的曲线簇。如图3-5b所示。图3-5绕线转子异步电动机转子电路串接对称电阻a）电路图b）人为机械特性当其它参数保持不变，仅在转子电路中串接对称电阻Rs时，要保持电磁转矩不变，必须保证下式成立：s为固有机械特性上电磁转矩为TL时的转差率s’为同一电磁转矩下人为机械特性上的转差率三相异步电动机转差率的

8、比例推移：当转子串接对称电阻时，若保持电磁转矩不变，则串接电阻后电