最新电机及应用项目4PPT课件.ppt

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1、电机及应用项目4任务1交流电动机的机械特性子任务1交流电动机的电磁转矩表达式4.1.1物理表达式电磁转矩的计算公式为:电动机的电磁转矩与气隙磁通和转子电流有功分量的乘积成正比，这一表达式又称为三相异步电动机的物理表达式。该表达式体现了电动机电磁转矩的大小与电动机转子中电流大小成正比(也就是和电动机输出功率大小成正比)，与定子磁通成正比，还与电动机本身结构参数有关。下一页返回任务1交流电动机的机械特性我们可以利用这个条件分析三相异步电动机运行状况和负载变化引起电动机运行状态的变化情况。4.1.2参数表达式根据交流电动机定子和转子

2、的关系，可以得到的等效电路如图4.1所示，它表示出了电动机定子和转子的电路关系。由交流电动机定子和转子的等效电路可以得到电动机的电磁功率关系式和转子电流的关系式:上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性从公式(4.1.8)可以更直接地看出电磁转矩和转差率的关系，也就可以利用它对电动机的运行进行分析，还可以更直接地分析出在负载变化时，电动机运行从一个平衡状态进入另一个平衡状态的过程。子任务2三相异步电动机的机械特性4.1.4固有机械特性电动机的固有特性就是在电动机的电压为额定电压、电动机的内部参数不变的情况下，电动机的转速随负

3、载变化而变化的特性。电动机的固有特性曲线如图4.3所示。电动机的固有特性曲线可以分成两个部分且其中有几个特殊点。上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性两个部分中第一部分是Tst到Tm之间的部分，这一部分是电动机的不稳定工作部分，也是电动机的过渡部分。电动机在这段的某一点工作时，由于扰动出现，负载转矩大于电动机的电磁转矩，电动机将减速，转速下降又会导致电动机电磁转矩下降，这样不断循环直到电动机停止运行。电动机启动时，电磁转矩大于电动机的负载转矩，电动机转速升高，转速升高又导致电磁转矩加大，直到电动机越过Tm点进入稳定运行状态

4、。第二部分是Tm到n0之间的部分，这是电动机的稳定运行阶段，也是电动机的运行部分。如果在这阶段出现扰动，则负载转矩大于电磁转矩时，转速下降，同时电磁转矩上升会使电动机再次进入新的平衡状态。上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性特殊点有启动转矩Tst、额定转矩TN、和最大转矩Tm。启动转矩Tst是指电动机加上电源且转子转速为零时转子上产生的电磁转矩。额定转矩TN就是电动机加上额定电压且转子上带有额定负载时转子上产生的电磁转矩。最大转矩Tm是电动机定子加上额定电压且电动机轴上能够产生的最大瞬时转矩。为了描述电动机的启动性能，引

5、入启动能力的概念，用λst表示。从概念上来说，电动机的启动能力就是电动机的启动转矩倍数，即电动机的启动转矩Tst和电动机的额定转矩TN的比值，它是表征电动机能否顺利启动的一个参数。为保证电动机能够顺利启动，其数值一般为1.8~2.0。上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性过载能力λm是描述电动机的另一个很重要的参数。电动机的过载能力定义为电动机的最大转矩Tm与电动机的额定转矩TN的比值。电动机的过载能力λm是表征电动机抗过载的能力，是电动机能够承受的抗干扰能力的体现。电动机的抗过载倍数一般为1.6~2.5;对于特殊用途的电

6、动机，λm的值可以达到3.3~3.4，实际选择电动机的时候还要根据负载的波动情况来选择不同抗过载能力的电动机。上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性4.1.5人为机械特性所谓三相异步电动机的人为特性，是指人为地改变电动机的参数或电源的参数所得到的电动机的机械特性。最为常见的改变参数有电源电压U、电源频率f和转子回路电阻Ra。4.1.5.1改变电源电压的人为机械特性由于电动机的同步转速n1=60f/p，与电压U无关，所以电动机的同步转速不变。而电动机电磁转矩和电源电压的平方成正比，电源电压减小则电动机的启动转矩、最大转矩都会

7、按比例减小。电动机改变电源电压的人为机械特性曲线如图4.4所示。4.1.5.2改变转子回路电阻的人为机械特性上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性由于电动机的同步转速不变，而电动机的临界转差率随着转子回路电阻的增大而正比增大，所以特性变软，同时电动机的启动转矩会因此而增加。电动机改变转子回路电阻的人为机械特性曲线如图4.5所示。4.1.5.3改变电源频率的人为机械特性现在主要是应用变频器改变电源的频率。电动机的同步转速和电源频率成正比，当改变电源频率时电动机的同步转速也随之变化。在其他参数不变的情况下，电动机的最大转矩是不

8、变的，但是电动机的启动转矩会随着电源的频率下降而升高。电动机改变电源频率的人为机械特性曲线如图4.6所示。上一页下一页返回任务1交流电动机的机械特性在电动机的人为机械特性曲线中可以看到，在负载不变的情况下，有的可以改变电动机的转速，有的可以改变电动机的启动转矩，并且它们改变转